Устройство для измерения сил трения и натяжения нити Советский патент 1991 года по МПК G01N19/02 

Изобретение относится к устройствам для триботехнических измерений и может быть использовано для измерения сил трения и натяжения текстильных волокнистых нитей.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения механической инерционности системы.

На чертеже представлена схема устройства для измерения сил трения и натяжения волокнистой нити.

Устройство содержит ролик 2, установленный на оси 3. Ролик 2 соединен жесткой связью 4 с тензодатчи- ком 5, а ось 3 соединена жесткой связью 6 с тензодатчиком 7, ориентированными во взаимно перпендикулярных направлениях. Направление деформации тензодатчика 5 совпадает с направлением нити 1 до ролика, направление деформации тензодатчика 7 совпадает с направлением движения нити после ролика. Тензодатчики 5 и 7 установлены на жесткой опоре 8, соединенной с тензодатчиком 9, который установлен неподвижно на основании. Направления деформации тензодатчиков 7 и 9 взаимно перпендикулярны и пересечены с осью 3.

Устройство работает следующим образом.

На ролик 2 воздействуют усилие натяжения движущейся нити F( до и FO после ролика и вращающий момент создаваемый силами Л FTD трения МТр ла трения.

ТР

Л F-rp R, где R - радиус теСила натяжения Fуравновешивается реакцией FJ оси вращения в направлении жесткой связи 6. Сила натяжения F, уравновешивается реакцией F, оси в направлении тензодатчика 9, момент трения Мтр уравновешивается парой сил F, и Fg. Уравновешивающие силы равны по величине Fj F, , противоположны по направлению и создают момент вращения уравновешивающий Мур « Fj R, где расстояние точки соединения жесткой связи 4 с роликом 2 от оси вращения, в данном случае равное радиусу ролика. Следовательно &FTp.

Проведенный анализ показывает, что тензодатчик 7 измеряет силу на

тяжения нити Fz, тензодатчик 5 из- меряет силу трения &F

ТР

тензодатчик 9 измеряет разность сил F и & FTp,

При перемене направления движения нити тензодатчик 9 измеряет сумму сил F, и 4FTp . Следовательно, вычитанием или сложением выходных сигналов тензодатчиков 5 и 9 определяется натяжение F, нити. Гис- терезисная составляющая

5

ния натяжения нити определяется из выражения Ff Fg. F, - . Формула изобретения Устройство для измерения сил трения и натяжения нити, содержащее основание, расположенную на нем ось, установленный на ней с возможностью вращения ролик, предназначенный для

охвата нитью, и два силоизмеритель- ных датчика, один из которых связан с роликом, а второй - с осью, о т- личающееся т ем, что, с целью повышения точности измерения за счет исключения механической инерционности системы, оно снабжено третьим датчиком, установленным неподвижно на основании, причем направления деформации первого и второго

0 датчиков взаимно перпендикулярны и пересечены в точке соединения первого датчика с роликом, а направления деформации второго и третьего датчиков взаимно перпендикулярны и пересечены с осью.

ff