Устройство для измерения напряжений и способ для его изготовления Советский патент 1983 года по МПК G01L1/22 G01L1/04 

11О Изобретение относится ч is онтрольноизмерительной технике и может быть использовано при проведении натурных измерений напряжений и других механиче ких нагрузок на гребных винтах судов активного ледово О плавания в условиях ударного нагружения гребного винта. Известно устройство для измерения напряжений в лопасти гребного винта судна на чистой воде, в KOTOpq vi тензо- резисторные преобразователи закреплены на поверхности лопасти и защищены о воды гидроизоляционным покрытием LI Это устройство не пригодно для измерения в условиях ударного нагружения лопасти обломками льда или фрезерования сплошного ледового поля лопастями гребного винта, так как в процессе такого взаимодействия, кроме измеряемых .в теле лопасти напряжений, на тензорезистор непосредственно воздействуют значительные усилия со стороны льда, которые вызывают ложные измфительны сигналы. Кроме того, указанные усилия довольн.о быстро приводят к повреждению выступающей за контур лопаст измерительной схемы. Способ изготовления данного устройст ва состоит в том, что тензорезисторы за репляют на поверхности тела лопасти, покрывают их шотландской замазкой, накладывают сверху замазки стальной лист, поверх которого покрывают вторым слоем шотландской замазки 111 Недостатком данного способа являет ся прежде всего то, что изготовленное таким образом устройство значительно выступает над поверхностью лопасти,, искажая ее профиль, а следовательно, и те гидродинамические нагрузки, которые возникают в лопасти в реальных условия Кроме того, этот способ не обеспечивает надежную работу устройства в условиях ударного нагружения лопасти. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройств для измерения сил при прокаткег в крторогЛ чувствительный элемшт (мессдоза) расположен внутри вала, так как мес сдозы не выступают за рабочую поверхность валка J. Недостатком известного устройства является то, что оно измеряет усилия, непосредственно воздействующие на рабочую поверхность мессдозы, а не усиЛИЯ, возникающие в теле валка. . Способ изгчэтовления известного устройства состоит в том, что в теле валка вьшопн 43ют канавкк, в которых закрепляют мессдозы 2 J. Целью изобретения является повышение точности измерения и надежности в работе в условиях ударного нагружения. Эта пель достигается тем, что в уст. ройстве для измерения напряжений, содержащем преобразователь механических величин, установленный в канавке вьшолненной в упругом элементе,стенки канавки снабжены yглyблeниями в которых установлена куполообразная армирующая пластина, при этом канавка заполнена эпоксидным компаундом заподлицо с поверхностью упругого элемента, а преобразователь в ьшолнен в виде тензорезисторов. Кроме того, в известном способе изготовления устройства для измерения напряжений, заключающемся, в закреплеНИИ преобразователей в канавке, преобразователь покрывают слоем гидроизолирующего эпоксидного герметика, устанавливают в вьшолненном в стенке канавки углублении куполообразную армируюШую пластину, вьшолненную с центральным отверстием и радиальным разрезом, после чего заполняют канавку антиударным эпоксидным компаундом. На фиг. I показаны лопасти гребного винта (упругого элемента) с канавками под тензорезисторный преобразователь; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. I; на фиг. 3 и 4 - конструкция пластины. На лопасти гребного винта I выфре- зерованы канавки 2, в которых закреплены тензорезисторы 3. Тензорезисторы покрыты гидроизолирующим эпоксидным гер- метиком 4. На стенке канавки вьшолнено углубление 5, в которое установлена куполообразная армирующая пластина 6. Пластина (фиг. 3 и 4) имеет центральное отверстие 7,,радиальный разрез 8 и два Периферийных отверстия 9. Полость канавки заполнена антиударным эпоксидным компаундом Ю высокой пластичности. Способ осуществляется следующим образом. На дне канавки 2 закрепляют (например, клеем) тензорез1юторный преобразователь 3, Покрывают его слоем гидроизо- , пирующего эпоксидного герметика 4. Устанавливают в углубление; по стенке канавки пластину 6, Заподлицо с поверхностью лопасти заполняют полость канавки антиударным эпоксидным компаундом 10 высокой пластичности. Этот компаунд через центральное отверстие 7 и радиальный разрез 8 проникает во внутреннюю полость канавки между гидроизолирующим

герметиком и армирующей мембраной. Отверстие 7 и радиальный разрез 8 одновраыенво служат аля выхода воздуха из полости канавки.

Защиту тензорезисторных праобразоватвпей от воды осуществляют гидровзолируюшим ге{ж етиком на эдокснднрй основе.(например, эпоксидной шпаклевкой/ по металлу). Поскольку такой герметик является недостаточно вязким и разрушается при ударном нагруясешш, толщина этого герметика делается минимальной, а остальной объем канавки заполняют другим эпоксианым компаундом, обладающим высокими антиударнымя свойствами и пластичностью. Объемное соотношение .гидроизолирующего герметика к антиударному в канавке составляет примерно 1:4.

Поскольку оба герметика приготовлены на эпоксидной основе, они имеют высокую адгезию по отношению друг к другу, ,а также к металлу лопасти и армирующей мембраны..

Армирующая пластина, помаценная в пластической компанеЕГге эпоксидного компаунда и закрепленная им в углублении канавки, воспринимает на себя нормальные нагрузки, возникающие в месте расположения датчиков от механического контакта с обломками дьда н переедает их через углубления в тело попастЯ| частично разгружая гидроизолирующвй герметик и тензорезисторы. Этвм повышается то |ность измерения напряж шсй, возникающих в теле лопасти, и увеличивается надежность работы устройства.

I. Устройство ojia измеретш напряжений,содержащее преобразователь механических величин, установленный в канавке вьшолненной в эпемеяте, отличающееся t&t, что, с целью повышения точности и надежности в работе в условиях ударного нагружешш, стенки канавки снабженьт углублениями, в которых установлена куполообразная армирующая пластина, при этом канавка эапотюена эпоксидным компаундом заподлицо с поверхностью упругого элемента, a преобразователь выполнен в виде тензорезисторов. 2, Способ изготовления устройства ДЛЯ измерения напряжений, заключающийся в закреплении преобразователя в канавке, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности в работе в условиях ударного нагружения, преобразователь покрывают слоем гидроизолирующёго эпоксид(Л ного герметика, устанавливают в выполненном в стенке канавки углублении куполоообразную армирующую пластину, вьгаолненную с центральным отверстием и радиальным разрезом, после чего заполняют канавку антнударным эпоксидным компаундом. Од (Ц 4i СО

-А-А W W, В 5

cpuz.

Фиг.з