Тензорезисторный динамометр осевой силы и крутящего момента

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОЧУ СВИДЕТГЛЬСТВУ

Саефз Советских

Сааааианистичесиии

Респубиии (61) Дополнительное к авт. синд-ву— (22) Заявлено 02J-274 (gf) 2079336/10 с присоединением заявки Pk— (23) Приоритет(43) Опубликовано 05.11.77,61оллетеиь ph4!. (45) Дата опубликования описания 28.1 1.77.

2 (51) М. Кл.

G 01 )„5/16

Гаараара!еаааиа aaeve

Веаета Маааехреа ВИР ае даааа ааебретаааа а етармтаа (ЬЗ) УДК531. 781 (088 ° 8) (72) Автор изобретения

О.Н. Веззубик (71) Заявитель (54) ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДИНАМОМЕТР ОСЕВОЙ СИЛЫ

И КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении аэро- и гидродинамических характеристик моделей гребного винта, роторов турбин, вен- 5 тиляторов и т.п.

Известен динамометр для измерения осевой силы крутящего момента, содержащий смонтированные на сборном валу узлы измерения осевой силы и крутяще- 10

ro момента 11)

Недостатком известного динамометра является влияние неиэмеряемых компонент нагрузки на результаты измерений.

16

Известен также динамометр для измерения осевой силы и крутящего момента, содержащий датчик крутящего момента, упругий измерительный элемент которого выполнен в виде беличьей клетки и связан с датчиком осевой силы, выполненным в виде равномерно размещенных по окружности продольных стержней, к которым подвешен на упругих измерительных балочках подвижный в осевом направлении и проходящий через ось вращения динамометра центральный стержень (21

Недостатком этого динамометра является то, что он также не защищен от вредного воздействия неиэмеряемых компонент и имеет динамические помехи с частотой вращения вала.

Целью настоящего изобретения является повышение точнОсти измерения и расширение частотного диапазона, Указанная цель достигается за счет того, что в предлагаемом динамометре продольные стержни датчика осевой силы соединены между собой кольцевой перемычкой и связаны с центральным стержнем через упругие шарниры с малой жесткостью в осевом направлении.

На фиг. 1 изображен предлагаемый динамометр, общий вид; на фиг. 2 разрез A-A фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

В-В фиг. 1; на фиг. 4 †-разрез В-В фиг. 1; на фиг. 5 — разрез Г-Г фиг. 1.

Динамометр состоит иэ последовательно соединенный датчикà l крутящего момента с упругим элементом типа беличьей клетки, включающим измерительные балочки 2 прямоугольного сечения с тенэореэисторами Э, и датчика

4 осевой силы. Датчик осевой силы выполнен в виде равномерно размещенных по окружности продольных стержней

5, соединенных между собой перемычкой

6. К стержням 5 на упругих и=,",ернтельных балочках 7 подвешен Ilîäíê÷::.íë в

579548 осевом направлении стержень 8. На нем закреплена испытуемая модель 9. Центральный стержень соединяется с продольными стержнями через упругие связи 10, имеющие малую жесткость в осевом направлении. На измерительных балочках закреплены тензореэисторы 11.

Динамометр заканчивается штепсельным разъемом 12.

Гидродинамические нагрузки, возникающие при работе гребного винта 9, передаются на дат ики осевой силы и крутящего момента. Под действием осевой силы стержень 8 перемещается,прогибая измерительные балочки 7 и упру. гие связи (шарниры) 10. Деформация из15 мерительных балочек 7 преобразуется в электрический сигнал тензорезисторами

11, соединенными в мостовую схему.

Поперечные силы и крутящий момент воспринимаются упругими связями 10 и @ не передаются на измерительные балочки датчика осевой силы. Изгибающий момент частично воспринимается упругими связями 10, часть его передается на измерительные балочки 7. Половина иэ них при этом получает деформацию растяжения — сжатия, а другая половина — сдвиг. Учитывая, что от полезной нагрузки измерительные балочки прогибаются, а также благодаря соответствующей схеме расположения и включения тенэорезисторов вли1 яние- изгибающего момента на показания датчика осевой силы не происходит.

Крутящий момент вызывает р -образ- 35 ный изгиб измерительных балочек 2, который преобразуется в электрический сигнал тензорезисторами 3. Осевые и поперечные силы и изгибающие моменты вызывают у балочек 2 деформа- 4п ции растяжения-сжатия. Поскольку жесткость их к такой деформации велика, то влияние указанных нагрузок не превышает 1-2Ъ.

Кольцевая перемычка и упругие связи 10 увеличивают поперечную и изгибную жесткости динамометра, уменьшают величину,црогиба, сдвигая тем самым резонансы в область более высоких частот.

Формула изобретения

Тензореэисторный динамометр осевой силы и крутящего момента, содержащий датчик крутящего момента, упругий измерительный элемент которого выполнен в виде беличьей клетки и связан с датчиком осевой силы, выполненным в виде равномерно размещен ных по окружности продольных стержней, к которым подвешен на упругИх измерительных балочках подвижный в осевом направлении и проходящий через ось вращения динамометра центральный стержень, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, а также расширения частотного диапазона, в нем продольные стержни датчика осевой силы соединены между собой кольцевой перемычкой и связаны с центральным стержнем через упругие шарниры с малой жесткостью в осевом направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 214158, кл. G 01 L 5/16, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

М 386302, кл. G 01 L 5/16, 1970.

579548 а-в

6 й-й

4-4 г стиг. 2 сс"ис. 4 с ис 6 стиг J

Составитель В.Герасимова

Редактор Жаворонкова Техред Н.Андрейчук Короектоо И. Гоксич

Заказ 4385/41 Тираж 1101 Родписное

ЦШ1ИПИ Государственноио комитета Совета Министров СССР но делам изобретениЯ и открьгтий

1l3035 Москвас Ж-35 Ра шская наб., д. 4 5

Филиал ИПП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4