Динамометр для определения контактных давлений Советский патент 1992 года по МПК G01L1/06 

со

С

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения усилий при редуцировании. Цель изобретения - повышение точности. При редуцировании изделия прогиб тензо- метрического деформирующего элемента фиксируется датчиками, наклеенными на его наружной поверхности, которая выполнена конической с углом конусности, равным углу конусности рабочего конуса. На внутренней поверхности обоймы, в которой размещен тензометрический деформирующий элемент и которая имеет тот же угол конусности, выполнен паз для размещения датчиков.1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для - измерения сил протягивания.

Известно устройство для измерения сил протягивания, основная часть которого - стальной корпус, выполненный таким образом, что он хвостовиком соединяется с кареткой станка, а в переднюю часть ввинчен хвостовик патрона, в котором закрепляется протяжка; на наружной поверхности корпуса наклеены рабочие и компенсационные тензодатчики,. Которые с помощью конуса и уплотнительных колец предохраняются от механических повреждений и попаданий влаги..

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет с достаточной точностью получать значения контактных давлений.

Известно устройство для измерения сил при протягивании, основной частью которого является стальной корпус, на поверхности рабочей шейки последнего наклеены рабочие и компенсационные тензодатчики.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство (динамометр) для определения контактного давления в зонах заборного конуса и цилиндрической ленточки, представляющее собой тензометрический дорн (деформирующий элемент), геометрия рабочего конуса, цилиндрической ленточки и обратного конуса которого аналогична геометрии этих же участков рабочего деформирующего элемента, состоящее из плоских (шириной 3 мм) упругих элементов в виде колец специальной формы с окнами для наЮ Ю W W

клейки тензодатчиков, которые гайками в виде пакета зажимаются на оправке.

При помощи этого инструмента возможно получение эпюры распределения контактных давлений за один проход инструмента через отверстие обрабатываемой втулки.

Недостатки устройства заключаются в недостаточно высокой точности - оно имеет низкую разрешающую способность, поскольку шаг дискретизации длины контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью равен ширине плоского кольца, т. е. 3 мм. В то же время, в большинстве случаев длина контакта при деформирующем протягивании находится в пределах 0,2-7 мм. Между измерительными плоскими кольцами из-за осечых усилий, являющихся результатом сборки и эксплуатации тензометрического дорна, возникают усилия трения, что приводит к погрешностям измерений.

Цель изобретения - повышение точности определения контактных давлений при редуцировании.

Эта цель достигается тем, что в динамометре, содержащем размещенный в обойме тензометрический деформирующий элемент, геометрия рабочего конуса, цилиндрической ленточки и обратного конуса которого идентична геометрии указанных участков рабочего деформирующего элемента, и датчики, наружная поверхность тензометрического деформирующего элемента и внутренняя поверхность обоймы выполнены в форме усеченного конуса, угол конусности которых равен углу конусности рабочего конуса, на внутренней поверхности обоймы выполнен паз, а датчики размещены на конической поверхности тензометрического деформирующего элемента.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

Устройство состоит из жесткой обоймы 1 с посаженным в нее по сопряжению кону- сов тензометрическим деформирующим элементом 2, на который наклеены датчики 3. Причем под эти датчики в обойме 1 выполнен паз. Тензометрический деформирующий элемент 2 поджимается к обойме гайкой 4. Причем между гайкой 4 и элементом 2, элементом 2 и обоймой 1 находятся шайбы - вкладыши 5 и 6.

В реальном процессе сила редуцирования распределяется по участкам рабочей зоны неравномерно. Поэтому для определения контактных давлений при редуцировании на различных участках рабочей зоны деформирующий элемент 2

выполнен в виде усеченного конуса и обклеен тензометрическими датчиками 3. Редуцируют изделие тензометрическим деформирующим элементом 2. Образующийся в результате этого некоторый прогиб деформирующего элемента 2 фиксируется датчиками 3. Причем силы, действующие на различных участках фактической протяженности контакта, имеют свой коэффициент

0 соответствия. После снятия показаний датчиков 3 и определения коэффициентов соответствия получают некоторые значения усилий, которые дают возможность построить график изменения значений контактных

5 давлений на различных участках фактической протяженности контакта деформирующего элемента.

В институте сверхтвердых материалов АН Украины разработан опытный образец

0 устройства для определения контактных давлений при редуцировании поршневых пальцев двигателя Д-240 диаметром 46-0,5 мм, длиной 80 мм. Рабочий конус деформирующего элемента имеет длину 43 мм и угол

5 6;5°, ширина цилиндрической ленточки составляет 1 мм. Величина конусности обратного конуса составляет 5°. Диаметр волоки по ленточке 42,5 мм. Деформирующий элемент выполнен из твердого сплава ВК 15 с

0 толщиной стенки 12,5 мм и имеет 10 тензо- метрических датчиков. Обойма выполнена из стали 35ХГСА; НРС 50-56 с наружным диаметром 135 мм, высотой 135 мм, внутренним диаметром 81,5 мм и углом конуса

5 6,5°. Устройство испытуется при редуцировании поршневых пальцев двигателя Д-240 из стали 12 ХНЗА, НВ 170...190. с натягом 3,5 мм, что соответствует фактической напряженности контакта 15,5 мм. Испытания

0 производятся на скорости 0,05 м/с. В качестве технологической смазки используется жидкость МР-4. В результате испытания получена эпюра изменения значения контактных давлений по фактической протя5 женности контакта с шагом дискретизации 1,55 мм, что в два раза точнее прототипа, имеющая одну нулевую точку в начале координат, один максимум, монотонное возрастание.

0 Полученные экспериментальные данные о величине и характере изменения значений контактных давлений по фактической протяженности контакта деформирующего элемента дают возможность за счет цельно5 сти элемента избежать погрешностей (на-. пример, из-за возникновения сил трения как в составном деформирующем элементе прототипа), оптимизировать геометрию инструмента, за счет чего повышается его стойкость.

Формула изобретения

Динамометр для определения контактных давлений при редуцировании, содержащий размещенный в обойме тен- зометрический деформирующий элемент, геометрия рабочего конуса, цилиндрической ленточки и обратного конуса которого идентична геометрии указанных участков рабочего деформирующего элемента, и датчики, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, наружная поверхность тензометрического деформирующего элемента и внутренняя поверхность обоймы

выполнены в форме усеченного конуса, угол конусности которых равен углу конусности рабочего конуса, на внутренней поверхности обоймы выполнен паз, а датчики размещены на конической поверхности тензометрического деформирующего элемента.