Устройство для измерения усилий на вращающемся рабочем органе Советский патент 1991 года по МПК G01L5/16 

Изобретение относится к исследованиям усилий на вращающихся рабочих органах, взаимодействующих с обрабатываемой средой, и может быть использовано для измерения усилий на вращающемся рабочем органе обескрыливателей лесных семян.

Цель изобретения - повышение точности за счет возможности измерения осевых усилий.

На фиг. 1 изображена рабочая камера обескрыливателя с установленным внутри него измерительным устройством, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - вид В на фиг. 2; на фиг. 5 - дополнительный измеритель с сектором-рассекателем, общий вид; на фиг. 6 - вид Г на фиг. 5.

Устройство для измерения усилий на вращающемся органе установлено на полом валу 1 барабана 2 машины для обескры- ливания лесных семян, над которым расположен загрузочный бункер 3 с заслонкой 4 для дозированной подачи семян. Привод вала 1 барабана 2 осуществляется через клиноременную передачу 5.

Устройство для измерений усилий состоит из основания 6 тензометрической балки, выполненного в виде 2 разъемных полуколец 7 и 8, которые охватывают вал 1. Для стягивания полуколец 7 и 8 предусмотрено болтовое соединение 9, Полукольцо 8 является несущим элементом для всех сило- измерителей. Оно имеет два плоских кронштейна 10 и 11, перпендикулярных его продольной оси, которые расположены по краям и соединены пластиной 12. В кронштейнах 10 и 11 размещены конические опоры 13 и 14, В центрах опор 13 и 14 установлена Г-образная стойка 15. Для удобства монтажа и демонтажа стойки 15 опоры 13 и 14 выполнены а виде винтов с фиксирующими гайками 16 и 17 Плечи стойки 15 имеют прямоугольное сечение, постоянное по всей длине На конце меньшего плеча стойки 15 расположена площадка 18, на которой жестко закреплен консольный силоизмеритель 19 с тензорезисторными датчиками 20 для регистрации радиальных усилий, возникающих на щеточном элементе 21. От проворачивания в опорах 13 и 14 стойку 15 удерживает консольный силоизмеритель 22 с тензодатчиками 23. Силоизмеритель 22 жестко закреплен одним

концом на пластине 12, а свободный конец его прижат вершиной призматического бруска 24 замкнутой рамки 25 с помощью натяжного устройства 26 к Г-образной стойке 15. При этом между силоизмерителем 22 и

стойкой 15 у угла перегиба плеч установлена призматическая проставка 27. опирающаяся основанием призмы на стойку 15. Высота призмы проставки 27 имеет размер, обеспечивающий эквидистантный зазор между силоизмерителем 22 и большим плечом стойки 15. Такая конструктивная связь элементов обеспечивает регистрацию тензорезисторными датчиками 23 силоизмерителя 22 только касательных усилий, действующих на

щеточный элемент 21. На внешней плоской поверхности кронштейна 11 жестко закреплен дополнительный консольный силоизмеритель 28 с тензорезисторными датчиками

29для замера осевых усилий. На свободном конце силоизмерителя 28 закреплен плоский элемент 30 в виде пластины, материал которой по жесткости эквивалентен жесткости щетинок щеточного рабочего органа 21. Силоизмерители 19, 22 и 28 идентичны,

представляют собой упругие плоские пластины в виде балочек равного сопротивления, но отличаются друг от друга своей жесткостью. Силоизмеритель 28 закреплен так, что главная ось его проходит в радиальном направлении, плоская часть элемента

30перпендикулярна рабочему органу 21, а радиус закрепления периферийной его части не превышает радиуса концов щетинок рабочего органа 21. Силоизмеритель 28 с

элементом 30 помещен в двойном обтекаемом секторе-рассекателе 31, широкая часть которого выбрана, исходя из заданной (предельно допустимой) амплитуды колебаний чувствительного элемента 30 в осевом направлении. Сектор-рассекатель 31 состоит из двух тел-сегментов одинаковой формы. Две внутренние прямоугольные поверхности 32 сегментов обращены друг к другу, образуют пространство для размещения

чувствительного элемента 30. А две боковые поверхности каждого тела-сегмента смыкаются в верхней его части, образуя обтекаемую форму сектора-рассекателя 31 (фиг. 5) Тела-сегменты крепятся к внешней плоскости кронштейна 11 с помощью держателей 33. Тензорезисторные датчики 20. 23 и 29 связаны с токосъемником 34 соединительными проводами, проходящими через полый вал 1.

Устройство работает следующим образом.

Для измерения усилий на щеточном рабочем органе от момента встречи его со средой и до окончания этого взаимодействия через клиноременную передачу 5 приводят во вращение вал 1 с рабочим органом 21. При достижении установившегося скоростного режима из загрузочного бункера 3 открытием заслонки 4 на необходимую величину подают семена в обескрыливающий барабан 2, Порция семян падает в нижнюю часть барабана 2. В начальный момент встречи вращающегося рабочего органа 21 с семенной массой происходит их взаимодействие, семена отделяются от крылаток и проходят в радиальном направлении через сетчатую поверхность барабана 2. Остальная масса перемещается щетинками по внутренней поверхности барабана от одного его конца к другому в осевом направлении. В течение всего времени взаимодействия щетинки щеточного элемента 21 и элемента 30 передают реактивные силы среды на силоизмерители устройства, которые деформируются пропорционально радиальной, касательной и осевой составляющим. Радиальные усилия изгибают силоизмеритель 19 в поперечном направлении, касательные усилия, действующие вдоль силоизмерителя 21, в виду его большой жесткости в этом направлении, передаются Г-образной стойке 15, которая стремится повернуться в подшипниковых опорах 13 и 14, но повороту препятствует силоизмеритель 22, который воспринимает эти касательные усилия. В осевом направлении перемещаемая среда деформирует через элемент 30 силоизмеритель 28, на котором он закреплен. Возможные деформации изгиба и кручения его от реактивных сил

среды других направлений исключаются, так как двойной сектор-рассекатель воспринимает их на себя своими обтекаемыми поверхностями. При этом он минимально выносит из зоны взаимодействия элементом 30 частицы среды, не влияя на это взаимодействие и не препятствуя их движению в осевом направлении.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерений

усилий на вращающемся рабочем органе обескрыливателя и тем самым более правильно обосновывать как технологические (скорость вращения рабочих органов и их жесткость) так и конструктивные параметры

(длину и угол наклона обескрыливателей непрерывного действия)

Формула изобретения

1. Устройство для измерения усилий на

вращающемся рабочем органе, содержащее закрепленную на основании тензомет- рическую балку, выполненную в виде Г-образного рычага, на одном плече которого установлен измеритель касательных, а на другом - радиальных усилий, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения возможности измерения осевых усилий, оно снабжено дополнительным измерителем с двойным обтекаемым сектором-рассекателем, при этом дополнительный измеритель установлен на основании тензометрической балки, а толщина сектора-рассекателя выбрана в пределах заданной амплитуды колебаний чувствительного элемента дополнительного измерителя.

2. Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что основание тензометрической

балки выполнено в виде двух разъемных полуколец, установленных с возможностью перемещения вдоль оси рабочего органа.

o

О4

И К

IX SI

Vf

Ж D

О. I

«

.

,

01

CJ

ОЭ

ел -J ел

11

15

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для вид в измерений усилий на вращающемся рабочем органе обескрыливателей лесных семян Цель изобретения - повышение точности за счет возможности измерения осевых усилий Устройство, содержащее тензометрическую балку с датчиками, закрепленную на основании и выполненную в виде Г-образной стойки 15 с измерителями 19 и 22 для измерения окружных и радиальных усилий снабжено дополнительным измерителем 28 для измерения осевых усилий Последний установлен на основании и размещен в двойном обтекаемом секторе-рассекателе 31 Толщина сектора-рассекателя выбрана в пределах заданной амплитуды колебаний чувствительного элемента. Осно