Образцовая силоизмерительная машина Советский патент 1985 года по МПК G01L25/00 

Изобретеяие относится к области испытательной техники, а именно к средствам создания образцовьк мер силы, и может быть использовано в поверочных лабораториях.

Известна силоизмерительная машина для проверки и градуировки датчиков силы на усилия за 5000 Тс типа СМ1-9000, содержащая станину, рабочий цилиндр, датчик силы - силоизмеритель, мультипликатор, пульт управления и насосную установку .

Недостатком известной машины является низкая ±0,1% точность воспроизведения сил, большие габариты и сложность изготовления.

Наиболее близкой п,о технической сущности к изобретению является образцовая силоизмерительная машина, состоящая из основания, двух колонн, подвижной траверсы, силовозбудителя, включающего два .соосно расположенных гидроцилиндра, образцового динамометра С23,

Недостатком этого устройства явля ется сложность изготовления большого цилиндра с неуплотненным поршнем и вращающейся рубашкой, большие габариты и масса.

Цель изобретения - упрощение технологии изготовления, расширение предельных нагрузок, уменьшение габаритных размеров и массы.

Указанная цель достигается тем, что в образцовую силоизмерительную машину, состоящую из основания, двух колонн, подвижной траверсы, силовозбудителя g включающего два соосно расположенных гцдроцилиндра, введен управляющий четьфехкромочный золотник с обратной связью, а силовозбудитель выполнен автономным, при этом его большой цилиндр выполнен в виде трубчатого цилиндра с двумя уплотненными поршнями, один из которых является подвижным, а другой неподвижным.

Уплотнение подвижного поршня с трубчатым цилиндром выполнено в виде мембраны, а неподвижного - в виде манжет, причем неподвижиьй поршень я трубчатый цилиндр образзют двухполостной цилиндр, полости которого гидравлически связаны с управляющим четырехкромочным золотником с обратной связью,, вьтолкенной в виде тяги.

На фиг, 1 дан общяА вид образцовой силоизмерительной машины; на

фиг. 2 - устройство автономного силовозбудителя. .

Образцовая силоизмерительная машина состоит из основания 1, колонн 2, подвижной траверсы 3, автономного силовозбудителя 4. Система управления работой машины включает насос высокого давления 5, сборник масла 6, регулятор скорости нагружения 7. Трубопроводы высокого давления 8 связывают систему управления с больШш и малым цилиндрами автономного силовозбудителя. Переливной клапан 9 служит для установления в гидросистеме рабочего давления. Автономный силовозбудитель (фиг. 2) является самостоятельным агрегатом машины и может быть установлен на любой испытательной машине.

. СиловоЗбудитель состоит из двух цилиндров - большого и малого. Большой цилиндр включает в себя неподвижньй поршень 10, подвижный поршень 11 и трубчатый цилиндр 12. Малый цилиндр размещен в подвижном поршне 11 большого цилиндра и состоит из поршня 13, основания 14 и

вращающейся рубашки-цилиндра 15. I

Уплотнение подвижного поршня 11 относительно трубчатого цилиндра 12 осуществляется кольцевой мембраной (диафрагмой) 16, а неподвижного поршня 10 - манжетными уплотнениями высокого давления 17.

Малый цилиндр является неуплотненным, но здесь имеет место гидравлическое уплотнение, которое достигается выбором геометрических размеров поршня и цилиндра, а также их взаимной притиркой.

Центровка подвижного поршня 11 относительно трубчатого щшиндра 12 достигается наличием рольганговьк направляющих 18. Для обеспечения синхронного перемещения подвижного поршня 11 и трубчатого цилиндра 12, а следовательно, и постоянства аффективной площдди большого цилиндра параллельно его образующей установлен управляющий золотник 19 с механической обратной связью 20 (обратная связь мож.е.т быть и злектрической). Чувствительность управляющего золотника 0,002 мм.

В верхней части автономного силовозбудителя на подвжином поршне 11 установлена опорная плита 21. Между плитой 21 и поршнем 13 устанавливается (съемный) образцовый динамометр 22 (контрольный). Конструкция неподвижного поршня 10и трубчатого цилиндра 2 выполнена таким образом, что они образуют дву полостной цилиндр. Образцовая силоизмерительная машина работает следующим образом. Проверяемый датчик силы 23 устанавливается на опорную плиту 21 автономного силовозбудителя 4. Включает насос 5, масло под высоким давлением поступает в сборник 6, а затем по трубопроводам 8 в большо и малый цилиндры автономного силовозбудителя, а также в управляющий золотник 19, Скорость нагружения поверяемого датчика силы 23 регулируется вручную через регулятор .скорости 7. При перемещении подвижного поршн 11одновременно перемещается тяга о ратной связи 20, соединенная с золо ником управляющего золотника 19. В случае рассогласования движения (опережения или запаздывания) подвижного поршня 11 относительно труб чатого цилиндра 12 в управляющем золотнике 19 открывается соответствующий канал и масло под давлением поступает в одну из рабочих полостей двухполостного цилиндра и перемещает вверх или вниз трубчатый .цилиндр 12 до положения, при которо кольцевая мембрана 16 будет недефор мированной, т.е. эффективная площад ее останется постоянной (нулевое положение мембраны). При таком поло жении кольцевой мембраны 16 произво дится съем информации с образцового динамометра 22. Дальнейшее нагружен (разгружение) поверяемого датчика с лы производится аналогично. Работа образцовой силоизмеритель ной машины на большие нагрузки пост роена по способу увеличения силы за счет соотношения эффективных площадей цилиндров р Р q KQ, 1 07 нагрузка на машине; где эффективная площадь большого цилиндра; эффективная площадь малого цилиндра; Q - нагрузка на образцовом динамометре . Точность воспроизведения силы машиной зависит от точности образцового динамометра, постоянства эффективных площадей цилиндров и сил трения. В зависимости от нагрузки машиш и выбранного образцового динамометра определяется коэффициент К - отношение эффективных площадей. Минимальные силы трения и постоянство эффективньк площадей малого цилиндра обеспечивается наличием неуплотненного поршня и вращающегося цилиндра. В большом цилиндре это достигается за счет применения новой конструкции цилиндра с неуплотненным поршнем, в которой благодаря применению синхронного перемещения трубчатого цилиндра и подвижного поршня положение мембраны остается неизменным (нулевое положение), а следовательно, сохраняется постоянство эффективной площади - F const. Рассогласование по перемещению при скорости 1 мм/мин в случае применения управляемого золотника и обратной электрической связи находится в пределах 0,02-0,1 мм. При градуировке или проверке датчиков силы информация о приложенной нагрузке поступает с образцового динамометра (22) 1-го разряда, который также калибрует гидpocтaтичeckoe давление в цилиндре, Предложенная конструкция цилиндра с уплотненными поршнями и синхронным перемещением цилиндра позволяет уменьшить габаритные размеры и массу, повысить чувствительность по нагрузке и упростить технологию изготовления образцовой силоизмерительной машины.

Фиг.2

ОБРАЗЦОВАЯ СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ МАШИНА, состоящая из основания, двух колонн, подвижной траверсы, силовозбудителя, включающего два соосно расположенных гидроцилиндра, о тличающаяся тем, что, с целью расширения предельных нагрузок, уменьшения габаритных размеров и массы, она снабжена управляющим четьфехкромочным золотником с обратной связью, а силовозбудитель выполнен автономным, при этом его большой цилиндр выполнен в виде трубчатого 1у«1индра с двумя уплотненными поршнями, один из которых является подвижным, а другой - неподвижным, уплотнение подвижного поршня с трубчатым цилиндром выполнено в виде мембраны, а неподвижного - в виде манжет, причем неподвижный поршень и трубчатый 3 цилиндр образуют двухполостной ци- , линдр, полости которого гидравличес(Л ки связаны с управляющим четырехкромочным золотником с обратной связью, выполненной в виде тяги. ел о ел