Динамометр для измерения усилий на модели гребного винта регулируемого шага Советский патент 1992 года по МПК G01L1/04 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения гидродинамических условий, возникающих на лопастях модели гребного винта регулируемого шага.

Известно устройство (АС. № 1054690, кл. G 01 L 1/04) для экспериментального определения усилий, возникающих на лопастях модели гребного винта регулируемого шага, содержащее корпус, выполненный из двух соединенных между собой по плоскости диска винта частей, с радиальными цилиндрическими углублениями, в которых размещены комли лопастей, внутри корпуса установлен упругий чувствительный элемент в виде цилиндрического стакана, заключенного между двумя фланцами, один из которых жестко соединен с корпусом, а другой - с одной из лопастей гребного винта, причем остальные лопасти фиксируются между разъемными половинами корпуса, которые стягиваются болтами.

Недостатком известного устройства является низкая надежность и достоверность результатов измерений, а также значительные затраты времени на установку шага лопастей и их контроль. Это обусловлено ненадежностью установки шага и закрепления лопастей между разъемными половинами корпуса.

М

iCJ СЛ Ю СЛ

Целью настоящего предложения является повышение надежности, точности и эффективности измерения.

Эта цель достигается тем, что в динамометр введены механизмы дискретного раз- ворота лопастей, подшипники скольжения, промежуточная опора, установленная в корпусе между фланцем цилиндрического стакана и измерительной лопастью и жестко закрепленная на фланце, и штифты ограни- чители, установленные внутри корпуса и промежуточной опоры, причем корпус динамометра выполнен за одно целое, а каждый механизм дискретного поворота лопастей состоит из закрепленной на комле лопасти втулки с зубчатым венцом, кольцевой проточкой, в которой размещена головка штифта-ограничителя, и с двумя внутренними опорными цилиндрическими кольцами подшипников скольжения, наружные кольца которых выполнены в углублениях корпуса, а зубчатый венец расположен между опорными цилиндрическими кольцами подшипников скольжения, и гребенки-стопорителя, установленной в корпусе и контактирующей с зубчатым венцом втулки, при этом в механизме дискретного поворота измерительной лопасти наружные кольца подшипников скольжения выполнены в промежуточной опоре, в которой также установлена гребен- ка-стопоритель, а число делений шкального механизма равно количеству зубцов на венцах втулок.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где изображены: на фиг.1 - динамометр, разрез, вид сбоку; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 по осям лопастей; на фиг.З - динамометр, вид сверху.

Динамометр содержит (см. фиг.1, 2, 3) корпус 1, выполненный за единое целое, с радиально расположенными цилиндрическими углублениями 2 (контур углублений на фиг,1 показан штриховой линией), лопасти 3, измерительную лопасть 4 с комлями 5 и подвижным индексом, упругий чувстви- тельный элемент 7 измерителя сил на отдельной лопасти в виде цилиндрического стакана с двумя фланцами 8, 9 центральным стержнем 10 и тензорезисторами 11, механизмы дискретного поворота лопастей с втулками 12 и гребенками-стопорителями 13, обтекатель 14, накидную гайку 15 и штепсельный разъем 16. Чувствительный элемент закреплен в корпусе динамометра винтами 17.

На втулках 12 механизмов дискретного поворота лопастей выполнены зубчатые венцы 18, кольцевые проточки 19 и опорные цилиндрические кольца подшипников скольжения 20, 21.

Втулки закреплены на комлях лопастей винтами 22. Наружные кольца подшипников скольжения 23,24 выполнены в углублениях корпуса. Гребенки-стопорители 13 вводятся в зацепление с зубчатыми венцами 18 с помощью винтов 25.

Механизм дискретного поворота измерительной лопасти 4 установлен на промежуточной опоре 26, которая закреплена на фланце цилиндрического стакана винтами 27. В промежуточной опоре выполнены наружные кольца 28, 29 подшипников скольжения и установлена гребенка-стопоритель 13.

На корпусе вокруг цилиндрических углублений нанесены круговые штриховые сетки 30 шкального механизма.

Внутри корпуса и промежуточной опоры имеются штифты-ограничители 31.

При перестановке шага лопастей снимают обтекатель 14, выводят из зацепления гребенки-стопорители 13 винтами 25. Разворачивают лопасти на требуемый угол, совмещая индекс 6, выполненный на комле лопасти, с определенным делением круговой сетки 26 на корпусе динамометра. После этого вводят гребенку-стопоритель 13 винтом 25 до упора. Указанная операция последовательно повторяется для каждой лопасти. После чего навинчивают обтекатель 14.

Устройство работает следующим образом.

Гидродинамические силы, действующие на измерительную лопасть 4, через промежуточную опору 26 передаются на упругий чувствительный элемент 7, деформации которого с помощью тензорезисто- ров 11 преобразуются в электрический сигнал, передаваемый по проводам (не показаны на фиг.1) к разъему 16. Благодаря наличию промежуточной опоры 26 измерительная лопасть 4 полностью отделена от корпуса 1, таким образом, исключены силы трения.

Благодаря гребенкам-стопорителям обеспечивается высокая надежность закрепления лопастей и высокая точность установки шага (дискретность установки шага принята равной 5°, точность установкиЈ10) Исключены случаи самопроизвольного разворота лопастей во время испытаний. Этим обеспечивается высокая надежность и достоверность результатов измерений.

Процесс перестановки лопастей на новый шаг предельно прост, требует минимум времени, обеспечивает высокую точность (которая определяется лишь допусками на изготовление узлов механизма дискретного разворота лопастей).

Важным элементом механизма дискретного разворота являются две разнесенные опоры подшипников скольжения, между которыми выполнен зубчатый венец. Благодаря этому в механизме устранены люфты и перекосы зубчатой пары; обеспечивается высокая точность установки лопастей.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Динамометр для измерения усилий на модели гребного винта регулируемого шага, содержащий корпус с радиальными цилиндрическими углублениями, в которых разме- щены комли лопастей, шкальный механизм, с неподвижным индексом и установленный внутри корпуса упругий чувствительный элемент в виде цилиндрического стакана с двумя фланцами, один из которых жестко соединен с корпусом, а другой с измери- тельной лопастью гребного винта, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, точности и эффективности измерения, в него введены механизмы дискретного разворота лопастей, подшипники скольжения, промежуточная опора, установленная в корпусе между фланцем цилиндрического стакана и измерительной лопастью и жестко закрепленная на фланце, и штифты ограничители, установленные внутри корпуса и промежуточной опоры, причем корпус динамометра выполнен за одно целое, а каждый механизм дискретного поворота лопастей состоит из закрепленной на комле лопасти втулки с зубчатым венцом, кольцевой проточкой, в которой размещена головка штифта-ограничителя, и с двумя внутренними опорными цилиндрическими кольцами подшипников скольжения, наружные кольца которых выполнены в углублениях корпуса, а зубчатый венец расположен между опорными цилиндрическими кольцами подшипников скольжения, и гребенки- стопорителя, установленной в корпусе и контактирующей с зубчатым венцом втулки, при этом в механизме дискретного поворота измерительной лопасти наружные кольца подшипников скольжения выполнены в промежуточной опоре, в которой также установ- лена гребенка-стопоритель, а число делений шкального механизма равно количеству зубцов на венцах втулок.

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить надежность и точность измерений усилий на модели гребного винта регулируемого шага. В корпус 1 с радиальными цилиндрическими углублениями 2, в которых размещены механизмы дискретного поворота лопастей, размещен упругий чувствительный элемент с тензоре- зисторами 11. Измерительная лопасть установлена на промежуточной опоре 26. При перестановке шага лопастей снимают обтекатель, выводят из зацепления гребенки- стопорители 13 с зубчатыми венцами 18 втулок 12 и по шкале устанавливают заданный угол поворота лопасти, Точность разворота обеспечена наличием подшипников скольжения, внутренние кольца которых выполнены на втулках 12, а наружные - в углублениях корпуса. После установки угла поворота лопастей вводят гребенку - стопо- ритель 13 винтом 25 до упора. Измеряемое гидродинамическое усилие, действующее на измерительную лопасть через промежуточную опору 26 передается на упругий элемент с тензорезисторами 11, подключенные к измерительной схеме при помощи штепсельного разъема 16. 3 ил. 6

27

/7

15

16

Редактор А.Зробок

Составитель О.Беззубик Техред М.Моргентал

30

Фиг.З

Корректор С.Шевкун