Устройство для измерения контактных деформаций Советский патент 1988 года по МПК G01M3/08 

сд

ми поверхностями первой 5 и второй 6 частей имитатора стыка вызывает перемещение стержневого толкателя 16 относительно неподвижного чувствительного элемента датчика 18 перемещений, связанного с регистрирующим прибором 26 который фиксирует величину контактной деформации стыка. Создают избыточное давление в полости 22 герметичного датчика 18 перемещений

и в герметичной камере 1 устройства. При наличии утечки в.стыке частей 5 и 6 имитатора перепад давления в камере 1 устройства и в полости 22 дат- чика 16 обеспечивает перемещение чувствительного элемента 25 относительно Неподвижного стержневого толкателя 16, пропорциональное утечке газа и фиксируемое регистрирующим прибором 26. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения герметичности и повышение точности путем исключения переориентации контактирующих поверхностей. Наличие деформации между контактирующи

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средства измерения и регистрации контактных деформаций и герметичности стыка соприкасающихся образцов при сжатии, и может быть применено при лабораторных исследованиях характеристик контакта трибосистем и уплотнительны .соединений.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения герметичности и повьшение точности измерений путем исключения переориентации контактирующих поверхностей.

На чертеже изображено устройство, общий.вид.

Устройство для измерения контактных деформаций содержит корпус, выполненный в виде герметичной камеры 1, герметичность которой обеспечивается при помощи .прокладки 2. В стенке 3 камеры 1 выполнено отверсти 4. Имитатор стыка выполнен из первой 5 и второй 6 частей, в которых выполнены центральные отверстия 7 и 8 соответственно отверстию 4 стенки 2. Первая часть 5 имитатора стыка герметично установлена в отверстии 4 стенки Зо Трубка 9 концом, снабженным торцом 10, соосно установлена в отверстии 7 первой части 5 имитатора стыка и отверстии 4 стенки 3, а торец 10 трубки 9 образует с обей ми частями 5 и 6 имитатора стыка полость 11. Свободный конец трубки 9 размещен в полости герметичной камеры 1. Упругий элемент 12 выпол- цен в виде жесткого сильфона, впаянкого в крьшку 13, которая при помо0

5

0

5

0

5

0

щи прокладок 14 герметично закреплена на гайке 15. Упругий элемент 12 установлен на свободном конце трубки 9 и обеспечивает герметичную установку первой части 5 имитатора стыка в отверстии 4 стенки 3 за счет сил сжатия сильфона. Стержневой толкатель 16 выполнен с лыской и установлен в трубке 9 с возможностью возвратно- поступательного движения, а лыска с внутренней поверхностью трубки 9 образует канал 17. Полый корпус датчика 18 перемещений стержневого толкателя 16 выполнен в виде упругого сильфона 19, снабженного крышкой 20, которая герметично посредством прокладки 21 закреплена на гайке 15. Герметичная полость 22, образованная при Этом, сообщена посредством канала 17 с полостью 11. Гайка 15 посредством втулки 23 и прокладки 14 герметично установлена на трубке 9 посредством резьбового соединения 24. В полости 22 жестко установлен чувствительньй элемент 25, герметично связанный с регистрирующим прибором 26. Стержневой толкатель 16 размещен в полости 22 корпуса датчика 18 перемещений с возможностью взаимодействия с чувствительным элементом 25J а гайка 28 и пружина 29, закрепленная на гайке 15, обеспечивают равновесие стержневого толкателя 16. Упор 30, выполненный в виде регулировочного винта, герметично установлен в отверстии 8 второй части 6 имитатора стыка с возможностью осевого перемещения и кинематически связан со стержневым толкателем 16. Штуцер 31 и запорный орган 32, снабженный крышкой 33, клапаном 34 и пружиной 35, обеспечивают сообщение полости герметичной камеры 1 через канал 36, а также полости 11 через каналы 37 и 38 с источником давления (не показан) и с атмосферой. Палец 39 пресса (не показан) создает нагружающее усилие на имитатор стыка.

Устройство работает следующим образом.

При сборке устройства герметично устанавливают первую часть 5 имитатора стыка на стенке 3 камеры 1. Устанавливают на нее вторую часть 6 имитатора и вращением упора 30 обеспечивают его контакт со стержневым толкателем 16.Момент их касания фиксируют регистрирующим прибором 26.Соеди- 20 и уплотнительной техники на одном

няют с атмосферой посредством щтуцера 31 и запорного органа 32 полость камеры 1 устройства и полость 11, при этом в них и в полости 22 корпуса датчика 18 перемещений стержневого толкателя 16 устанавливается атмосферное давление. Создают необходимую нагрузку пальцем 39 пресса на имитатор стыка, при этом происходит деформация стыка первой 5 и второй 6 частей имитатора, вызывающая перемещение стержневого толкателя 16 относительно трубки 9, что фиксируется чувствительным элементом 25, связанным с регистрирующим прибором 26, который измеряет величину контактных деформаций стыка. Крепление корпуса датчика 18 перемещений стержневого толкателя 16 на трубке 9 гайкой 15 через упругий элемент 12 позволяет исключить из отсчета ошибку, вызванную объемной и контактной деформациями контактирующих поверхностей имитатора стыка и корпуса устройства при действии на них нагру;зки.

Для измерения герметичности щтуцер 31 подсоединяют к источнику давле-- ния. Вращают винт запорного органа 32, при этом открьюается клапан 34, и сжатый газ от источника давления подается по каналу 36 в герметичную полость камеры 1 устройства, а че;- рез каналы 37 и 38 - в полость 1.1, из которой сжатый газ по каналу 17

25

30

35

40

45

50

приборе, что обеспечивает повьш1ение в 2,.5 раза точности определения по сравнению с расчетными методами значений контактных деформаций и Напряжений на исследуемом стыке, позволяет . определить герметичность, объем контактного зазора, фактическую площадь контакта исследуемых образцов и за счет этого повысить надежность трибосистем и уплотнительных узлов.

Кроме того, одновременное определение деформации и фактической площади контакта, на основании измерен- ной герметичности, при изменяемой нагрузке позволяет диагностировать напряженно-деформированное состояние на пятнах касания и на базе этих данных определять характер фрикционных процессов в трибосистемах или уплотнительных узлах, а использование для этой цели одного устройства исключает переориентацию контактирующих поверхностей, что повышает точность измерений.

Формула изобретения

полость 11 и стык имитатора /выходит в атмосферу. Давление в полости 22 падает, а в полости камеры 1 устройства остается постоянным. Под действием возникшего перепада давлений происходит сжатие сильфона 19, вызывающее перемещение чувствительного элемента 25 относительно неподвижного конца 27 стержневого толкателя 16, фиксируют данное перемещение регистрирующим прибором 2Б за задан - ньй промежуток времени и определяют величину, пропорциональную утечке

газа через испытуемый стык.

Предлагаемое устройство для измерения контактньк деформаций и герметичности стыков позволяет проводить комплексное исследование трибосистем

5

0

5

0

5

0

приборе, что обеспечивает повьш1ение в 2,.5 раза точности определения по сравнению с расчетными методами значений контактных деформаций и Напряжений на исследуемом стыке, позволяет . определить герметичность, объем контактного зазора, фактическую площадь контакта исследуемых образцов и за счет этого повысить надежность трибосистем и уплотнительных узлов.

Кроме того, одновременное определение деформации и фактической площади контакта, на основании измерен- . ной герметичности, при изменяемой нагрузке позволяет диагностировать напряженно-деформированное состояние на пятнах касания и на базе этих данных определять характер фрикционных процессов в трибосистемах или уплотнительных узлах, а использование для этой цели одного устройства исключает переориентацию контактирующих поверхностей, что повышает точность измерений.

Формула изобретения

полость, стержневой толкатель, размещенный в трубке, упругий элемент, связывающий трубку с корпусом, датчи перемещений стержневого толкателя, выполненный в виде установленного на свободном конце трубки полого корпуса с закрепленным на нем чувствительным элементом, а свободный конец стержневого токателя размещен в полости корпуса датчика перемещений, упор стержневого толкателя, установленный с возможностью перемещения вдоль оси толкателя, и регистрирующий прибор, связанный с чувствитель- ным элементом, отличающее- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерения герметичности и повышения точности измерений путем исключения переориентировки контактирующих поверхностей, корпус устройства выполнен в виде герметичной камеры, трубка в отверстиях установлена герметично, полый корпус датчи- ка перемещений стержневого толкателя выполнен в виде герметичной камеры с переменным расстоянием между двумя противоположными стенками, чувствительный элемент и трубка герметично закреплены на этих стенках, а устройство снабжено источником давления, соединенным через запорный орган с полостью камеры и с полостью между частями имитатора стыка, которая сообщена с полостью корпуса датчика перемещений посредством трубки.

Л. Устройство по п. 1, отличающееся т ем, что упругий элемент выполнен в виде жесткого сильфона, герметично установленного на трубке.