Устройство для измерения натяжения эластичных материалов Советский патент 1990 года по МПК G01L5/06 

Фиг.1

Изобретение относится к измерителной технике и может быть использован для измерения натяжения эластичных материалов.Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - развертка цилиндрической горловины корпуса; на фиг. 5 - схема измерения абсолютного прогиба; на фиг. 6 - схема измерения относитель- ного прогиба.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 с горловиной 2, в котором свободно посажен толкатель 3, положение которого фиксируется изме- рительным устройством (не показано).

Нижняя часть толкателя 3 выполнена з виде диска 4 с ввинченным в него конусным наконечником 5. На верхней поверхности диска 4 расположены п (например, четыре) парных кулачка 6 которые диаметрально расположены на окружностях различных радиусов под определенным углом, например 45° (фиг. 3).

В горловине 2 сделаны два гребен- кообразных противоположных паза 7 с п (например, четырьмя) ячейками каждый, которые расположены синхрон- но с парами кулачков 6 на диске 4 (фиг. 4). Две плоские пружины 8, которые выполняют роль нагружателя, закреплены в двух противоположных пазах корпуса 1 при помощи планок 9 и потайных винтов (не показаны). В толкатель 3 впрессован штифт 10, который входит в две противоположные ячейки гребенкообразных пазов 7 в горловине 2 и фиксирует положение пары кулачков 6 относительно двух плоских пружин 8. Штифт 10 через шайбу 11 упирается на цилиндрическую пружину 12, которая рассчитана и отрегулирована по высоте с помощью гайки 13 так, что при углублении наконечника 5 в эластичный материал под действием плоских пружин 8 уменьшает влияние веса толкателя, усилия индикатора (при его наличии в измерительном устройстве) и сил трения на точность измерения.

Устройство снабжено опорой 14, которая центральным отверстием посажена на выступ корпуса 1 и прикреплена к нему четырьмя болтами 15.

Опора 14 предназначена для установки устройства на жесткую раму с натянутым на ней эластичным материалом (сетка, пленка) посредством четырех винтов 16, которые ввинчены во втулки 17, имеющие возможность перемещаться вдоль пазов 18 и опоры 14 и последующего закрепления гайками 19, что позволяет регулировать установочный размер С (расстояние между винтами 16) в зависимости от размеров рамы.

Расстояние С непосредственного отношения к измерению прогиба не имеет Этот размер учитывается при установлении связи между величинами измеренного прогиба (Л) и натяжения эластичного материала.

Устройство снабжено калибровочной вставкой 20, выполненной в виде ппанки с вырезом, которую вставляют между толкателем 3 и горловиной 2 для установления наконечника 5 на уровне нижней плоскости (плоскости отсчета прогиба) корпуса 1 () и взвода двух плоских пружин 8 для последующего нагружения толкателя.

Во всех случаях необходимо, чтобы вес устройства без опоры 14 был больше (примерно на 20%) максимального усилия, создаваемого двумя плоскими пружинами 8 при постоянном прогибе 4 и минимальном вылете 1 (фиг. 3).

В, качестве измерительного устройства использован индикатор часового типа.

Устройство работает следующим образом.

Устройство налаживают на установочный размер С в зависимости от размера рамы 21, на которой натянут эластичный материал 22, путем расслаления гаек 19 и перемещения втулок 1 с винтом 16 в пазах 18 и последующего их закрепления (фиг. 1 и фиг. 5 При вынутой вставке 20 толкатель 3 нажимают вниз до выхода штифта 10 из ячейки гребенкообразного паза 7 на горловине 2 и, поворачивая толкатель 3 до ячейки, соответствующей величине измеряемого напряжения, отпускают. Под действием пружины 12 штифт 10 входит в соответствующую ячейку, обеспечивая контакт кулачков соответствующей пары кулачков 6 с плоскими

51

пружинами 8. Затем толкатель 3 оттягивают вверх и вставляют калиброванную вставку 20 между толкателем 3 и горловиной 2, что обеспечивает установление наконечника 5 на уровне ниж- ней плоскости корпуса 1 (/J 0) и взвод плоских пружин 8 для последующего изгиба эластичного материала 22

Устройство-устанавливают на раму 21 и четырьмя винтами 16 обеспечивают равномерное соприкосновение нижней плоскости корпуса 1 с верхней плоскостью эластичного материала 22. После этого фиксируют положение тол- кателя 3 при помощи измерительного устройства (индикатора часового типа тензометрии, цифровой индикации и т.д.) и осторожно вынимают вставку 20. Под действием плоских пружин 8 наконечник 5 изгибает эластичный материал 22 и по величине опускания толкателя (прогиба эластичного материала) судят о натяжении (напряжении) В этом случае измеряют абсолютный про гиб (3,) относительно первоначальной плоскости эластичного материала. Повторением аналогичного измерения под различными углами (например,90°)

можно судить о величине натяжения в различных направлениях. Величину натяжения определяют по тарировоч- ному графику.

В тех случаях, когда размеры рамы 23 с натянутым эластичным ма- териалом 24 велики и устройство невозможно установить на раму для измерения, устройство может быть использовано без опоры 14 с винтами 16, которую отделяют от корпуса 1 посредством отвинчивания четырех болтов 15 (фиг. 1 и фиг. 6). В этом случае устрйоство без опоры 14, но с установленной калиброванной встав

Q , 0 5

0

5

326

кой 20 (Д 0) устанавливают непосредственно на эластичный материал 24 нижней плоскостью корпуса 1. При этом фиксируют положение толкателя 3 при помощи измерительного устройства и вынимают вставку 20. Под действием пары плоских пружин 8 наконечник 5 изгибает эластичный материал 24. В этом случае измеряют прогиб (-) эластичного материала 24 относительно нижней плоскости корпуса 1. Если необходимо определить натяжение эластичного материала,то при тарировке измерительного устройства следует учесть прогиба .который образуется от действия веса самого устройства. Для проверки равномерности натяжения эластичного материала в разных направлениях учет прогиба Л э не обязателен. Формула изобретали я Устройство для измерения натяжения эластичных материалов, содержащее корпус, толкатель с упругим элементом, механически связанным с измерителем перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены второй упругий элемент и цилиндрическая пружина, толкатель снабжен штифтом и диском с кулачками, расположенными попарно и симметрично относительно центра диска на окружностях различных диаметров, которые смещены в окружном направлении на заданный угол, штифт установлен на толкателе с возможностью контактирования с выполненными в корпусе пазами, расположенными параллельно соответствующим диаметрам диска, упругие элементы выполнены в виде консольно закрепленных в корпусе плоских пружин, а толкатель связан с корпусом с помощью цилиндрической пружины.

18 16

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения натяжения эластичных материалов. Целью изобретения является повышение точности. Цель достигается тем, что толкатель 3 снабжен штифтом 10 и диском 4 с кулачками 6, взаимодействующими с плоскими пружинами 8, укрепленными в корпусе 1, в котором выполнены пазы 7, соответствующие расположению кулачков 6. Толкатель 3 подпружинен относительно корпуса 1 с помощью цилиндрической пружины 12. Вставка 20 обеспечивает взвод плоских пружин 8 и подготавливает устройство к работе. После установки устройства на натянутую пленку вынимают вставку 20, толкатель 3 изгибает пленку и измеряют прогиб пленки, по которому судят о ее натяжении. 6 ил.

фигЗ

фЈ/г.2

I Ж Ж HI Ж Ж Ж

UULflfUUUjt

JФигЛ

24 56 8

Фиг. 5

/J