Устройство для измерения динамических нагрузок Советский патент 1983 года по МПК G01L1/04 G01L1/22 

Изобретение относится к устройствам для измерения динамических нагрузок, а именно к силоизмерителям для измерения динамических нагрузок, передаваемых оборудованием на основание, например, сушильной барабанной машиной на межэтажное перекрытие и любым другим оборудованием, имеющим большой вес, и может быть использовано как при проведении научно-исследовательских работ по определению вйброаинамического воздействия оборудования на основание, так и на машиностроительных заводах для определения динамических характеристик создаваемых машин. Известен силоизмеритель, состоящий из вертикального стержня, приваренного к основанию, прикрепленному анкерными болтами к полу. На верхнем конце стерж имеется коническая выемка, в которую положен шарик. На шарик опирается болт с конической выемкой на нижнем конце, ввернутый в лапу станка. На стержень наклеены тензоцатчики в двух взаимно .перпендикулярных плоскостях LI 3 Основными недостатками этой конструкции силокзмерителей являются низкая чувствительность и большие габари1 ные размеры по высоте. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения усилий, содержащее компенсационную пневмоКамеру, силопередающий щток, связанный с камерой при помощи мембраны, и чувствительный элемент 2 .. Недостатком известного датчика является низкая точность измерения. Целью изобретения является повышение точности измерения путем разделени вертикальных и горизонтальных составляющих нагрузки. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем компенсационную пневмокамеру, силоперецающий шток, связанный с камерой при помоши мембраны, и чувствительный элемент, чу ствительный элемент выполнен в виде двух накрест лежащих балок с тензорезио торами, межцу которыми в конических вы емках установлен шарик, причем концы одной балки жестко связаны с пневмока- мерой, а концы другой балки - с силоперецающим штоком. На фиг. 1 изображена конструкция силоизмерителя; на фиг. 2 - схема упру- гого элемента силоизмерителя. Устройство для измерения динамических нагрузок (фиг. 1) содержит ппевмо- камеру 1, внутри которой установлен упругий элемент, представляюп;ий собой две накрест лежащие балки 2 и 3, между которыми в конических выемках 4 установлен щарик 5 для передачи нагрузки от верхней балки 2 к нижней балке 3, причем балка 3 смонтирована на основании корпуса 6 пневматической камеры 1, а вторая балка 2 - на нижнем конце штока 7, причем верхний конец щтока 7 жестко закреплен в лапу оборудования 8. На балках 2 и 3 наклеены тензодатчики 9-11 (фиг. 2). Для измерения нагрузок силоизмерители устанавливаются под оборудованием в лапах мащины 8, затем в пневматическую камеру 1 каждого силоизмерителя подается воздух под определенным давлением, причем величина давления воздуха берется такой, чтобы усилия на штоках 7 пневмокамер 1 уравновешивали вес оборудования. В этом случае вес оборудования воспринимает давление сжатого воздуха в пневмока мерах, а упругие элементы находятся в свободном или частично нагруженном состоянии. При работе оборудования динамические усилия, передаваемые им на основание, будут восприниматься частично давлением сжатого воздуха в пневмока- мерах 1 и упругими элементами силоизмерителей. Причем величины усилий, воспринимаемые сжатым воздухом и упругими элементами силоизмерителей, будут обратно пропорциональны их жесткости. Благодаря большой податливости сжатого воздуха и малых перемещений щтоков 7 пневмокамер 1 (0,5-1,0 мкм) динамическая нагрузка будет восприниматься упругими элементами силоиз- мерителей. Причем предлагаемая оригинальная конструкция упругого элемента посредством наклеенных на него тензодатчиков 9-11 позволяет фиксировать нагрузки в .трех взаимно перпендику- лярньре направлениях одновременно (фиг.-2), Вертикальная составляющая динамической нагрузки, передаваемой оборудованием на основание, воспринимается одновременно двумя балками 2 и 3 и вызывает деформации их в направлении оси, что фиксируется посредством тензодат- чиков 9. Горизонтальные составляющие динами.ческой нагрузки по осям X и У воспринимаются балками 3 и 2, а их аефору Jt VJ мацви в направлении, осей X и У фикси- -рую сЯ еоотвегегвенно тензоаагчнка- ля Ни 10. Дефо1Ж1ааии балок являются взаимно аесвязанными, что позволяет выделить каждую составляющую динамической нагрузки яо отдельности. 1ОО

Фиг. 2 О Преимуществами предлагаемого сило измерителя являются вьюокая чувствительность и точность измерений, которью достигаются уравновешиванием статической нагрузки (веса оборудования), давлением сжатого воздуха на штоках пневмокамер и. освобождением упругих элементов силоизмерителей от ее воздействия.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ- . НИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК, содержащее компенсационную пнёвмокамеру, силопержцаюший щток, связанный с камерой при помощи мембраны, и чувствительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем разцеления вертикальных и горизонтальных составляющих нагрузки, чувствительный элемент выполнен в вице двух накрест лежащих балок с тензорезисторами, между которыми в конических выемках установлен шарик, причем концы одной балки жестко связаны с пневмокамерой, а концы другой балки - с сил one ре дающим щтоком.Q