Тензометрический динамометр для измерения крутящего момента

Союз Советском

Соцкалмстическмк

Республик

ОП ИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ii»684345 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.05.77 (23) 2490064/18 10 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

G 0l ). 1/22

G 01 М 9/00 (23) Приоритет

Гесударствеиньа кюивтет

СССР аа делам изобретений в аткритей (53) УДК 531.781:

: 6 8 l. 26. 26 9 (088. 8) Опубликовано05.09.79. Бюллетень Ж 33

Дата опубликования описания 08.09.79 (72) Автор изобретения

K. А. Стектаниус (7l) Заявитель (54) ТЕНЖМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КРУТЯШЕЮ МОМЕНТА

Изобретение относится к области си- 1 лоизмерительной техники и может быть использовано в экспериментальной аэродинамике для измерения крутящего момента при испытаниях модели в аэродинами- .

5 ческих трубах.

Известен тензометрический динамометр для измерения крутящего момента, содержащий расположенный между двумя час» тями скручиваемого стержня упругий чувтО ствительный элемент, выполненный в виде продольных пластин, радиально расположенных и равноудаленных от оси стержня, и тензорезисторы, укрепленные на пластинах упругого элемента (1).

Недостатком динамометра является значительная чувствительность к неизмеряемым поперечным нагрузкам и продольной оси, если она велика, а подлежаший измерению крутяший момент мал, что приводит к искажению результатов измерений крутящего момента.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является тензометрический динамометр для измерения крутящего момента, содержащий расположенный между двумя частями схручиваемого стержня упругий чувствительный элемент, выполненный в виде продольных пластин, радиально расположенных и равноудаленных от оси стержня, с тензорезисторами на них, размещенные между упругими пластинами продольные жесткие балки, консольно соединенные с разными частями скручиваемого стержня (2).

Недостатком этого динамометра является необеспеченность зашиты чувствительного элемента от воздействия. поперечной нагрузки и значительная протяженность, что приводит к увеличению его нагрузки неизмеряемым моментом поперечной силы при использовании динамометра в многокомпонентных аэродинамических весах и снижению точности измерения крутящего момента.

Белью изобретения является повышение точности измерения путем уменьше6 843 ния влияния поперечной нагрузки и уменьшение длины динамометра.

Это достигается за счет того, что в предлагаемом динамометре упругий чувствительный элемент снабжен поперечными упругими ппастинообразными стойками, расположенными во взаимно перпендикупярньгх радиальных плоскостях и соединенными с противоположными продольными жесткими балками, из которых од- 1О на половина белок, расположенных смежно, соединена с одной из частей стержня, а вторая половина — с другой, причем стойки разнесены по дпине упругого чув ствительного элемента, а смежные балки размещены со сдвигом относительно друг ,друга в лродольном направлении. На фиг. 1 . показан предлагаемый динамометр, об,щий вид; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг, 3 - то же, продопьный

: разрез.

Динамометр содержит расположенный между двумя частями 1 и 2 скручиваемого стержня упругий чувствитепьный эпемент, выполненный s виде продольных ппастин 3, на которые наклеены тензореэисторы 4. Пластины 3 расположены радиально и равноудапенные от оси crt стержня. Между продопьными пластинами 3 размещены продольные жесткие бапки 5 8, Эо причем смежные бапки 5 и 8 консопьно соединены с частью 2 скручиваемого стержня, а смежные балки 6 и 7 консопг но соединены с частью l стержни. В по перечных сечениях каждая из балок 5-8 имеет вид равнобедренного треугольника, обращенного вершиной к оси о1 динамометра. Это обеспечивает высокую жесткость продопьных бапок па отношению к

4О поперечной нагрузке при ограниченных поперечных габаритах динамометра.

Пары противолежащих продольных бапок 5,6 и 7,8 соединены поперечными упругими ппастинообраэными стойками со«

45 ответственно 9, 10 и 11 12. Стойки, как и пластины 1 измерительного элемента также расположены в меридиональных, но иных ппоскостях динамометра, и проходят между пластинами 1, не соприка50 саясь с ними. При этом стойки разнесе« ны по длине жестких продольных балок, например, таким образом, что стойки 9, 10 и 11, 12, соединяющие разные пары противоположных продольных балок 5,6 и 7,8 чередуются между собой. Такое размещение стоек обеспечивается за счет перекрытия по длине продольных балок

5,6 и 7,8.

45 4

Продольные балки 5-8 совместно с поперечными стойками 9, 10 и 11, 12 образуют рамы, передающие поперечные нагрузки и их моменты с одной части скручиваемого стержня на другой.

Стойки 9, 10, 11, 12 большей частью расположены в нишах балок 5» 7, 8, образованных путем проведения ряда пазов 13, 14 в балках 5, 6, 7, 8 вдопь поверхности стоек. Епагодаря этому стойки 9, 10, 11, 12 имеют повышенную длину при ограниченном поперечнике динамометра.. При воздействии на динамометр измеряемого им крутящего момента он ввиду относительно большей длины и ппастинообраэной формы стоек 9, 10, 11

12 в основном воспринимается продольными пластинами 3 чувствительного эпемента, благодаря чему динамометр имеет высокую чувствительность к измеряемому моменту М .

Нпастины 3 при воздействии на динамометр момента М претерпевают преимущественно деформацию изгиба, вследствие ко горой изменяется активное сопротивление присоединенных к ним тенэорезисторов 4, В результате в диагонали мостовой ипи попумостовой эпектросхеьм, в которую вкпючены тензорезисторы, появляется ток, пропорциональный измеряемому моменту М

При нагружении динамометра неизмеряемой им продольной силой Т она в значитепьной мере воспринимается стойками

9, 10, 11, 12 которые ввиду их ориентации в меридионапьных плоскостях имеют высокое сопротивление изгибу, обусловленному силой Т. В результате пластины

3 измерительного элемента оказываются разгруженными от продольной силы.

При воздействии на динамометр поперечной силы N и ее момента МГ они в основном воспринимаются жесткой рамой, образованной продольными балками 5, 6 и поперечными стойками 9 и 10. Поэтоsty пластины 3 являются разгруженными от силы N и момента М и . Аналогичным образом за счет жесткой рамы, образованной продопьными бапками 7,8 и поперечными стойками 11 и 12, пластины 3 разгружены от поперечной сюды

8 и ее момента М .

Таким образом, в предпоженном дина» мометре измерительный эпемент защищен от воздействия любых нагрузок, кроме измеряемого крутящего момента М . При ,этом, благодаря совмещению в простран.стве зон расположения пластин 3 чувствиТенэометрнческнй дннамометр для мерен ня яше для нзкрутяшего момента, содержашнй расположенный между двумя частями 20 тещ» скручнваемого стержня упругнй чувствнный элемент, выполненный и дол ен в виде родольных пластин, раднально женных н но но располо» тх н равноудаленных от осн стержня с тензореэнсторамн на ннх и

25 ра жду упругими пластннамн продоль» ные жесткие б балки, консольно соединен5 684345 тельного элемента с зонамн расположен алок 5 ня ные с

7 8 9 10 обеспечнваюшнх

1 1, 12, стержня о скручнвае мого мых нагруэо и аюшнх его эашнт от у нензмеряе- что, с целью я отличаюш нйс я тем, имеет мал руэок, предложенный дннамом метр ннй и м, с целью повышення точности тн нзмерецню. ую длину н компактную конструк-s ной на утем уменьшення влнянн я поперечИс грузкн н е ум ньшення длины дппаспользованне тензоме ическо мометра, упругий ч ствн метрического дина- снабжен попе поэволнт обеспечить повышенн ен поперечными упругими пла

ТОчнОсть нэмерення к нную образными стойка пластино я крутящего момента в камнр расположеннымн в случаях сложного наг ен взаимно церпендн о груження дннамомет- О пл нкулярных радиальных ра и в том числе и рн его использовании плоскостях н сое днненнымн с против в таких много н ложнымн и опокомпонентных силон родольнымн жесткими тельных и нзмерн- нз кото камн приборах, как аэродннамнческн рых одна половнна бело тензометрнческне ве сы. амнческне женных сме амнческн жно, соедннена с одной нэ ок, располочастей стержня, а вто я и

Фо м ор мула нэîбретення го, причем стойкн разнесены но длнне упругоого чувствнтельного э а смежные бал элемента, откос нтетьно те кн размешены со с сдвигом направленнн. о друг друга в д про ольном

Источники нн рмацнн, прннятые во внимание при экспертнзе

1.Г

Аэ . Орлнн С. М. Слезингер И. И. ромеханнческне измерения На

1964, с. 494. ння, аука" торское свидетельство СССР

hb 474713у кл. G 01 Ь 3/10 1 (прототнп2.

973, 1

Рцг. g

Составитель Г. Целибеев еннн. ор о Бкбер Текреп П1. Петко Корректор р. Ilaaapoaa

Заказ 5272/32 Тираж 1090 Поппноное

ЦНИИПИ Государственного комитета СО:.Р по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4