Пружинная силоизмерительная опора Советский патент 1983 года по МПК G01L1/04 

СО

ел

4; со Изобретение относится к измерительной технике , в частности, к силой з мери т ель ной и можйт быть использ вано для измерения статических нагрузок, передающихся на опоры при мон таже крупногабаритных изделий, например, в судостроении путем балансирования по расчетным нагрузкам на опорах. Известно устройство для проверки натяжения приводных ремней, содержащее корпус, шток и измерительную пру жину, переме1даю«цуях:я внутри корпусаСП. Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности. . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пружинный механизм, Содержащий корпу шток, установленный в корпусе, пружины различных длин и жёсткостей и фиксаторы С . Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает измерения, усилия по заданному закону по длине его пути при различных условиях работы. Цель изобретения - расширение фун кциональных возможностей за счет обе печения измерений усилий в зависимости от условий работы путем обеспече ния изменения перемещений пары кор пус-шток. Поставленная цель достигается тем что в пружинную силоизмерительную оп ру введены нажимные втулки и стопор ная планка, жестко закрепленная на штоке и размещенная между фиксаторам одной пары, а корпус выполнен состав ным в виде нескольких стаканов с тор цовыми шайбами, при этом одни концы пружины жестко закреплены на штоке, а другие концы связаны с одними торцами нажимных втулок, боковые поверх ности которых выполнены в виде продольных перемычек, пропущенных в отверстия торцовых шайб, причем вторые торцы нажимных втулок связаны с фиксаторами, установленными с возможностью осевого перемещения по торцовым шайбам. На фиг, 1 изображена пружинная опора, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. - вид В на фиг.2; на фиг. 5- диаграмма величин жесткостей пакетов пружин. 31 Пружинная силоизмерительная опорасодержит корпус, состоящий из торцовых шайб 1 и стаканов , в котором коаксиально установлен шток 5 с надетым на него пакетом тарельчатых пружин малой жесткости 6, средней жесткости 7 и большой жесткости 8. Пружины 6-8 нижними концами жестко закреплены на штоке 5, а верхними концами взаимодействуют с нажимными втулками 9-11, имеющими торцовые фланцы 12, а также продольные вырезы на боковой поверхности, между которыми оставлены перемыч.ки 13, пропущенные через отверстия 14 торцовых шайб 1, соединяющих стаканы ступенчатого корпуса,(нижний стакан 2 большого диаметра, средний стакан 3 и малый стакан k ) нижняя торцовая шайба имеет цилиндр 1 с технологической шайбой 15. Сквозь окна 16 в цилиндре 1 выведена стопорная планка 17. На корпусе установлены гайки 18-20, а гайка 21 предназначена для стопорной планки 17. На нажимных втулках Э-11 имеются шкалы 22 нагрузок, а на цилиндре 1 - шкала 25 линейных перемещений корпуса относительно штока 5. Большой стакан 3 в нижней части имеет крепежный участок 2 с наружной резьбой, с помощью которой он ввинчивается в лапу 23 механизма (не показан), в которую также ввинчен отжимной болт 26. Шток 5 установлен на подпятник 27. Жесткость R (f) каждого из пакетов пружин выбирают исходя из заданных словий работы по монтажу конкретого изделия, при этом за базовое значение R (f) принимают наиболее есткий пакет пружин. При определении значений податли- вости пользуются соотношением по следующей формуле R ( (fJrR ( (ё, л):Р (а,МЛ): f (D,S,yf де R(f-,),R(f,), n / f -значения жёсткостей пакетов пружин (соответственно пружин 7,6 и 8); q(o, &)- допустимая предельная нагрузка на лапу 25 механизма, исключающая остаточную деформацию и нарушения упругой лиНИИ, как функция величины упругой деформации и качества (неровностей транспортных средств Д); P() - усилие Р, воздействующее на механизм при его центровке и Являющееся функцией от массы QMeханизма, величины изгибающего момента М и заданной величины перемещения .механизма при центровке;F (0,S,jp) - величина допустимых сварочных напряжений в узле соединения механизма при сверке в зависимосг ти от конструктивных характеристик : механизма (диаметра О, толщины свари ваемых стенок S,a также допустимых угловых перемещений 1р механизма при сварке). Для судового оборудования и механизмов массой от 5 до 85 т диапазон изменений в соотношении указанных величин податливости составляетR (f-,):R (fi):R (fj)- ,95-2,15 ): :(5,2-5,5):(0,9б-:1,03), или в среднем 2,1:5,:. Пружинная .силойзмерительная опора работает следующим образом. В лапы 25 собранного на стенде (не показан) и установленного на отжимные болты 26 механизма ввинчивают стаканы 2. Нижний конец штока 5 (гайка 21 и технологическая гайка 15 отведены от планки 1) доводят до упора в подпятник 27. Стопорная план ка 17 занимает среднее положение по высоте окна 16, определяющее заданное положение лапы 25 механизма относительно опорной поверхности стенда. С помощью гайки 18 через нажимную втулку 9 нагружают нижнюю пружину 7 средней жёсткости на нагрузку, соответствующую величине реакции опо ры, записанной в формуляре. Величину .нагрузки контролируют по шкале наг11 . рузки 22 на нажимной втулке 9 Таким образом,шток .5 воспринимает нагрузку на лапу 25, которая ранее воспринималась отжимным болтом 26. Болт 2б вывинчивают. Далее механизм на пружинных опорах перемещают со стенда на-судовой фундамент по направляющим, по которым скользит подпятник 27. В процессе перемещения наблюдают за положением стопорной планки.17 относительно шкалы 23 линейных перемещений. По величине отклонений стопорной планки 17 по высоте от среднего положения при наличии неровностей направляю- 1Ш4Х по диаграмме жесткости пакета пружин 7 определяют величину отклонения нагрузки опоры от формулярного ее значения ,а с помощью гайки 18 производят регулировку нагрузки пакета пружин 7, контролируя величину его нагрузки или разгрузки по шкале 2.2 нагрузок на втулке 9. После доставки на судовой фундамент механизма положение штока 3 фиксируют гайкой 21 путем доведения ее до Упора в стопорную планку 17 и полностью разгружают пакет пружин 7t отвинчивая гайку 18. Начинают центровку механизма, при которой требуются перемещения механизма, большие, чем отклонения от заданного положения механизма при транспортировке, следовательно, требуется установка механизма па пакетах пружин 6 малой жесткости. Пакеты пружин 6 нагру аются до формулярных нагрузок с помощью гаек 19 через втулки 10, при этом освобождается гайка 21 и ее отводят от стопорной планки 17. В процессе центровки также наблюдают за величиной перемещений штока 5 по шкале 23 и аналогично регулируют с помощью гайки 19 нагрузку на пакет пружин 6, доводя его до формулярных. После окончания центровки фиксируют положение механизма с помощью закрепления штока .5 гайками 21, Пакет пружин 6 разгружают, отвинчивая гайку 19, следовательно,нагрузка воспринимается гайками 21. Поло- жение стопорной планки 17 в окне 16 принимается за номинальное. Отцентрированный механизм соединяют с другим оборудованием с помощью сварки. При сварке возникают нап-ряжения в сварном шве и отклонения механизма от заданного положения. S Для предотвращения растрескивания сварных швов и упругого противодействия перемещению механизма от сварочных усадочных напряжений сварку механизма производят на пакетах пружин 8 большой жесткости. Гайку 21 разгружают , нагружая пакет пружин 8 с помощью гайки 20 и втулки 11. Контроль за нагрузкой осуществляют , наблюдая отклонения стопорнойпланки от номинальной, переводя линейные перемещения с помощью диаграммы жесткости пружин в величины компенсирующих нагрузок, которые пр ладыаают к пакету пружин 8 с помощью гайки 20. Выполнение фиксаторов в виде сиЛовых элементов, представляющих собой гайки на наружной резьбе корпуса, позволяет нагружать пружины через посредство передаточных органов, выполненных а виде нажимных втулок и проходящих через отверсти торцовых шайб внутрь корпуса, при этом пружины могут нагружаться поомередно в зависимости от того, какие перемещения требуется обеспечить 1 корпусу относительно штокэ и какие нагрузки восприняты корпусом от изделия, соединенного с ним. Вместе с тем при переключении нагрузки с пружины на пружину, или при отключении всех пружин за счет фиксации стопорной планки парой гаек обеспечивается неподвижность корпуса и штока друг относительно друга. Когда при перемещениях не требуется демпфирование, корпус может быть приведен в движение относительно штока только за счет взаимодействия стопорной планки и расположенного над ней силового элемента - гайки. Кроме того, корпус с нагрузкой от изделия вывешен на всех пружинах,если все гайки введены в контакт с нажимными втулками и последние сжимают пружины, воспринимающие часть нагрузки. Наличие пружин разной жесткости позволяет на одной и той же опоре производить настройку и подгонку механизмов с разной точностью при разных величинах перемещений,

a«7f

срие. 2

8uff б

f)ae3

: r//j

MM

MM

qJufS

ПРУЖИННАЯ СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ОПОРА, содержащая корпус , шток, установленный в корпусе, пружины различных длин и жесткостей и фиксато0ы, отличаюцаяся тем, мто, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения измерения усилий в зависимости от условий работы, в опору введены нажимные втулки и стопорная планкд, жестко закрепленная на штоке и размещенная ме)кду фиксаторами одной пары, а корпус выполнен составным в виде нескольких стаканов с торцовыми шайбами, при этом одни концы пружин жестко закреплены на штоке, а доу гие концы связаны с одними торцами нажимных втулок, боковые поверхности которых выполнены в виде продольных перемычек, пропущенных в отверстия торцовых шайб, причем вторые;торцы нажимных втулок связаны с фиксаторами, о установленными с возможностью осевого перемещения по торцовым шайбам.