Устройство для определения усилий растяжения-сжатия в элементах конструкций машин и механизмов Российский патент 2024 года по МПК G01N3/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройствам для испытаний и исследований элементов конструкций машин и механизмов, например, строительно-дорожных машин.

Уровень техники

Известно устройство для определения действующих на бульдозер исходных нагрузок, включающее элементы конструкций (толкающие брусья), (см., например, Авторское свидетельство №1089203 А1 СССР, МПК E02F 3/76. Устройство для определения воздействующих на бульдозер исходных нагрузок: №3551678: заявл. 15.02.1983, опубл. 30.04.1984 / B.C. Березин, В.И. Баловнев, А.Г. Савельев и др.; заявитель Челябинский ордена Ленина завод дорожных машин им. Колющенко, Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола), в котором для упрощения определения нагрузок продольные оси подкосов направлены в шарниры соединения брусьев с тяговой машиной.

Недостатком указанного устройства является обязательное условие направления продольных осей подкосов в шарниры соединения брусьев с тяговой машиной, что на практике достигается при условии работы элемента конструкции с шарнирами, не имеющими износов.

Наиболее близким техническим решением является устройство для определения усилий растяжения-сжатия в элементе конструкции, состоящее из подвижного и неподвижного зажимов между которыми устанавливается исследуемый элемент конструкции (см., например, Феодосьев, В.И. Сопротивление материалов / В.И. Феодосьев. - 16-е изд., испр. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. - 543 с. - ISBN 978-5-7038-3874-7), к которому приложено усилие растяжения сжатия.

Недостатком известного устройства, позволяющего оценивать прочностные характеристики материалов в стержневых системах, является громоздкость конструкции, что не позволяет его применять в стесненных условиях и условиях эксплуатации.

Раскрытие изобретения

С существенными признаками заявленного изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: элемент конструкций, к которому приложено усилие растяжения-сжатия, расположенный между подвижной и неподвижной опорами (зажимами). Изменение усилий в стержне задается при перемещении подвижной опоры.

Изобретение направлено на возможность определения усилий растяжения-сжатия в элементе конструкции машин и механизмов при работе в стесненных условиях и условиях эксплуатации.

Технический результат изобретения заключается в повышении универсальности устройства, в частности, при работе в стесненных условиях и в условиях эксплуатации, а также в снижении материалоемкости устройства.

Для достижения вышеуказанного технического результата предложено устройство для определения усилий растяжения-сжатия в элементе конструкции машин и механизмов, состоящее из элемента конструкции 1, закрепленном между двумя неподвижными опорами (зажимами) 2 и 3, причем на элементе конструкции 1 в точке определения усилий размещен жестко зафиксированный ползун 4, шарнирно соединенный со стержнем 5, свободный конец которого шарнирно соединен со стержнем 6, на другой конец которого подается крутящий момент. При этом для снятия показаний изменения усилий слева и справа от ползуна 4 размещены датчики 7 и 8.

В качестве неподвижных опор (зажимов) для реальных элементов конструкций служат шарнирные узлы крепления, например, для толкающего бруса бульдозера к отвалу и раме базового тягача.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 - представлена схема устройства.

На фиг. 2 - представлено изменение усилия в элементе конструкции при действии внешней нагрузки слева-направо.

На фиг. 3 - представлено изменение усилия в элементе конструкции при действии внешней нагрузки справа-налево.

Осуществление изобретения

Устройство для определения усилий растяжения-сжатия в элементе конструкции машин и механизмов, состоящее из элемента конструкции 1, закрепленном между двумя неподвижными опорами (зажимами) 2 и 3, причем на элементе конструкции 1 в точке определения усилий размещен жестко зафиксированный ползун 4, шарнирно соединенный со стержнем 5, свободный конец которого шарнирно соединен со стержнем 6, на другой конец которого подается крутящий момент.

При этом для снятия показаний изменения усилий слева и справа от ползуна 4 размещены датчики 7 и 8, которые фиксируют изменение усилий в зависимости от точки приложения и направления действия внешней силы (фиг. 2 и фиг. 3).

Устройство работает следующим образом.

Внешнее усилие Р (фиг. 2 и фиг. 3) необходимой величины подается со стороны силовой установки (условно не показана) в виде крутящего момента постоянной величины, передаваемого на ползун 4 посредством шарнирно-соединенных стержней 5 и 6. При этом в точке соединения стержня 5 и ползуна 4 неподвижно закрепленного на элементе конструкции 1, зажатого между опорами 2 и 3, возникает горизонтально направленная сила Р (фиг. 2, 3), зависящая от величины крутящего момента на силовой установке (см. Артоболевский, И.И. Теория механизмов и машин: учебное пособие для студентов высших технических учебных заведений / И.И. Артоболевский. - Изд. 8-е. - М.: URSS, 2019. - 639 с. - ISBN 978-5-9710-6237-0). Изменение величины усилия Р (фиг. 2, 3) возможно при изменении величины крутящего момента на силовой установке.

Для снятия показаний изменения усилий слева и справа от ползуна 4 используются датчики 7 и 8, которые позволяют фиксировать изменение усилий в зависимости от точки приложения А и направления действия внешней силы Р (фиг. 2 и фиг. 3).

Изобретение направлено на возможность определения усилий растяжения-сжатия в элементе конструкции машин и механизмов при работе в стесненных условиях и условиях эксплуатации.

Список литературы

1. Авторское свидетельство № 1089203 А1 СССР, МПК E02F 3/76. Устройство для определения воздействующих на бульдозер исходных нагрузок: №3551678: заявл. 15.02.1983: опубл. 30.04.1984 / B.C. Березин, В.И. Баловнев, А.Г. Савельев и др.; заявитель Челябинский ордена Ленина завод дорожных машин им. Колющенко, Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола.

2. Феодосьев, В.И. Сопротивление материалов / В.И. Феодосьев. - 16-е изд., испр. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. - 543 с. - ISBN 978-5-7038-3874-7.

3. Патент № 2716173 С1 Российская Федерация, МПК G01L 1/06. Способ определения деформаций, напряжений, усилий и действующих нагрузок в элементах эксплуатируемых металлических конструкций: № 2019117149: заявл. 03.06.2019, опубл. 06.03.2020 / В.С. Уткин, С.А. Соловьев; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ). - EDN MPDZQU.

4. Артоболевский, И.И. Теория механизмов и машин: учебное пособие для студентов высших технических учебных заведений / И.И. Артоболевский. - Изд. 8-е. - М.: URSS, 2019. - 639 с.

Изобретение относится к устройствам для испытаний и исследований элементов конструкций машин и механизмов, например строительно-дорожных машин. Устройство для определения усилий растяжения-сжатия в элементе конструкции машин и механизмов, состоящее из элемента конструкции 1, закрепленном между двумя неподвижными опорами (зажимами) 2 и 3, причем на элементе конструкции 1 в точке определения усилий размещен жестко зафиксированный ползун 4, шарнирно соединенный со стержнем 5, свободный конец которого шарнирно соединен со стержнем 6, на другой конец которого подается крутящий момент. При этом для снятия показаний изменения усилий слева и справа от ползуна 4 размещены датчики 7 и 8. Технический результат - возможность определения усилий растяжения-сжатия в элементе конструкции машин и механизмов при работе в стесненных условиях и условиях эксплуатации. 3 ил.

Устройство для определения усилий растяжения-сжатия в элементе конструкции машин и механизмов, состоящее из элемента конструкции (1), закрепленном между двумя неподвижными опорами (2) и (3), отличающееся тем, что на элементе конструкции (1) в точке определения усилий размещен жестко зафиксированный ползун (4), шарнирно соединенный со стержнем (5), свободный конец которого шарнирно соединен со стержнем (6), на другой конец которого подается крутящий момент, причем слева и справа от ползуна (4) размещены датчики (7) и (8), фиксирующие изменение усилий в зависимости от точки приложения и направления действия внешней силы.