Устройство для измерения силы трения взаимно перемещающихся деталей Советский патент 1991 года по МПК G01L1/04 

равную с наружной поверхностью уплотнителя 2 и внутренней поверхностью плунжера 1 кривизну. Подвижный вкладыш 5 относительно внутренней поверх- ности плунжера 1 установлен заподлицо. Внутренняя поверхность подвижного вкладыша 5 является плоским прямоугольником и опирается на пустотелые ролики 6, смонтированные в опоpax качения 7 на оси 8. В свою очередь, ось 8 установлена в опорах качения 9, вмонтированных в специальные посадочные гнезда 10 прямоугольного паза 4, Таким образом, пустоте- лые ролики 6 имеют возможность свободного вращения относительно оси 8. Подвижный вкладыш 5 удерживается от выпадания из прямоугольного паза 4 посредством силовоспринимающего эле- мента 11, установленного на консольном выступе кольцевого тензометри- ческого элемента 12. Силовоспринимаю- щий элемент 11, установленный на кольцевом тензометрическом элементе 12, является датчиком сил. После сборки устройства датчик сил необходимо протарировать. Кольцевой тен- зометрический элемент 12 смонтирован в канавке хвостовика 13 плунжера 1. В корпусе 3 превентора имеются отверстия 14 и 15 для подвода рабочей среды системы управления превенто- ром.

Устройство работает следующим образом.

При необходимости закрытия превентора рабочую среду системы управления (масло) под давлением через отверстие 14 подают в подплунжерную полость. В результате этого плунжер 1 начинает перемещаться вверх. Так как внутренняя поверхность плунжера 1, контактирующая с уплотнителем 2, является конической, уплотнитель 2 по мере перемещения плунжера 1 вверх деформируется в радиальном направлении. В связи с тем, что между наружной поверхностью уплотнителя 2 и внутренней поверхностью плунжера 1 существует трение, подвижный вкладыш 5, опирающийся на свободно вращающиеся относительно оси 8 пустотелые ролики 6, отстает от плунжера 2,оказывая давление на силовоспринимаю- щий элемент 11 кольцевого тензомет- рического элемента 12. Установка пустотелых роликов 6 и оси 8 в опорах

качения 7 и 9 позволяет максимально уменьшить силы сопротивления перемещению подвижного вкладыша 5 относи-1 тельно плунжера 1 вдоль прямоугольного паза 4. Кроме того, присутствующие в узле силы трения качения несоизмеримо малы по сравнению с силами трения между подвижным вкладышем 5 и уплотнителем 2. Поэтому усилие, воспринимаемое датчиком сил, является силой трения между поверхностями подвижного вкладыша 5 и уплотнителя 2. Полную силу трения между уплотнителем 2 и плунжером 1 при перемещени последнего можно рассчитать по формуле

F F8Kt1 . ТРТР S6Kn

(1)

Зпл

где Ј т - полная сила трения между плунжером и уплотнителем; FT - сила трения между подвиж- ным вкладышем и уплотнителем, зарегистрированная датчиком сил;

- наружная боковая поверхность уплотнителя; SgKt) - площадь контакта уплотнителя с подвижным вкладышем.

Поскольку между Ртр и F Ј существует устойчивая связь (отношение 8ипл : S8Kn«const), следовательно, зависимость (1) можно учесть при тарировке датчика сил, в результате чего зарегистрированное датчиком усилие будет равно искомой силе трения F7p.

Формула изобретения

Устройство для измерения силы трения взаимно перемещающихся деталей, содержащее плунжер с пазом, уплотнитель, кольцевой тензометрический датчик силы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено подвижным вкладышем, контактирующим с тензо- резисторным датчиком силы, и телами качения, установленными в пазу плунжера с возможностью вращения вокруг своей оси, при этом наружная поверхность вкладыша выполнена с кривизной, равной кривизне плунжера, внутренняя поверхность вкладыша, контактирующая с телами качения выполнена плоской, а паз выполнен прямоугольной формы.

А - А /повернуто/

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для определения силы трения взаимно Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для определения силы трения взаимоперемещающихся деталей, в частности , силы трения между уплотнителем и плунжером универсального превентора. Цель изобретения - повышение точности измерения силы трения между уплотнителем и плунжером универсального превентора. На фиг.1 представлено предлагаемое устройство на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (схема установки подвижноперемещающихся деталей, в частности силы трения между уплотнителем и плунжером универсального превентора. Цель изобретения - повышение точности измерения силы трения между уплотнителем и плунжером универсального превентора. Устройство содержит плунжер 1, контактирующий с уплотнителем 2,которые находятся в корпусе 3 превентора. В плунжере 1 вдоль образующей поверхности, контактирующей с уплотнителем 2, выфрезерован продольный прямоугольный паз 4, в котором на телах 6 качения установлен подвижный вкладыш 5, выполненный из материала плунжера. От выпадания из прямоугольного паза 4 подвижный вкладыш 5 удерживается с помощью силовос- принимающего элемента 11, установленного на консольном выступе кольцевого тензометрического элемента 12, который смонтирован в канавке хвостовика 13 плунжера 1. 3 ил. го вкладыша на тела качения); на фиг.З - разрез Б-В на фиг.1,2 (схема установки подшипника в теле плунжера, вид с торца). Устройство содержит плунжер 1, контактирующий с уплотнителем 2, которые находятся в корпусе 3 превентора. В плунжере 1 вдоль образующей поверхности, контактирующей с уплотнителем 2, выфрезерован прямоугольный паз 4, в котором установлен подвижный вкладыш 5, выполненный из материала плунжера. Наружная поверхность подвижного вкладыша 5 имеет S (Л с О СЈ Ьр

Фпг.1

Составитель Н.Вовчук Редактор И.СегляникТехред Л.Сердюкова

Заказ 536

Тираж 351

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фиг. 2

Б - Б /повернуто/

Корректор М.Максимишинец

Подписное