Устройство для измерения угловых деформаций Советский патент 1992 года по МПК G01B5/30 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения угловых деформаций цилиндрических образцов с внешней кольцевой трещиной при динамическом циклическом кручении.

Известен тензометр для измерения продольных и угловых деформаций, содержащий два кольца с подпружиненными опорами для установки на образец, два датчика деформации, связанных с кольцами, два сферических шарнира и два параллельных штока.

Недостатком тензометра является сложность конструкции и невысокая точность измерения.

Наиболее блмзким техническим реше нием является устройство для измерения угловых деформаций, содержащее два соосно расположенных кольца, предназначенных для установки на образце, и соединенный с кольцами чувствительный элемент.

Недостатком прототипа является низкая точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения угловых деформаций, содержащем два соосно расположенных кольца, предназначенных для установки на образце, и соединенный с кольцами чувствительный элемент, кольца

VI VI

N СЛ О О

выполнены в виде разрезных цанговых зажимов, чувствительный элемент выполнен в виде разрезной кольцеообразной пружины с размещенным на ней тензодатчиком, один конец которой закреплен на первом кольце, второй - на втором кольце, ширина зазора между концами пружины не меньше 0.0262R р. где R - внутренний радиус кольца, уз- угол максимально допустимого закручивания устройства, причем устройство снабжено плоской С-образной пружиной, установленной на внутренней поверхности разрезной кольцеобразной пружины диаметрально противоположна разрезу выпуклостью внутрь, и сменными кольцевыми вкладышами, размещенными внутри разрезных цанговых зажимов с возможностью фиксации и выполненными с разрезами, количество и размеры которых совпадают с количеством и размерами разрезов соответствующих цанговых зажимов.

На фиг, 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - сечение датчика с установленными сменными вкладышами.

Устройство для измерения угловых деформаций состоит из разрезной плоской кольцеобразной пружины 1 с наклеенными на нее тензодатчиками 2. Концы пружины 1 крепятся соответственно к верхнему 3 и нижнему 4 цанговым зажимам, на которые на резьбе одеты кольца 5 и 6. На внутренней поверхности кольцеообразной пружины 1 диаметрально противоположно разрезу закреплена плоская С-образная пружина 7 выпуклостью внутрь, ширина которой в центральной части немного меньше зазора между цанговыми зажимами 3 и 4, а жесткость меньше жесткости пружины 1. Внутрь цанговых зажимов 3, 4 могут вставляться сменные вкладыши 8, 9 с разрезами, фиксируемые винтами 10. Число и размеры разрезов соответствуют числу и размерам разрезов цанговых зажимов 3 и 4.

Зазор между концами пружины 1 в свободном (ненагруженном) состоянии определяется из условия

ф 1,5 р откуда а 0,0262 R (р,

где а - величина зазора;

- центральный угол, образованный концами пружины;

р угол максимально допустимого закручивания образца;

R - радиус кольца пружины

Устройство работает следующим образом,

Устройство надевают на цилиндрический образец с концентратором и/или с начальной усталостной трещиной и с помощью кольца 5 зажимают цанговый зажим 3 выше концентратора. Затем, закручивая цанговый зажим 4, выбирают зазор между концами пружины 1 и кольцом 6 зажимают цангу 4 ниже концентратора. Этим задается начальная деформация пружины 1.

При приложении крутящего момента концы пружины 1 расходятся и с тензодатчиков 2 снимается электрический сигнал, пропорциональный деформации кольцеобразной пружины 1.

При необходимости изменить (уменьшить) размеры испытуемого образца (в небольших пределах, определенных из условия прочности и жесткости цанг) для улучшения условий работы цанговых зажимов и повышения надежности зажатия внутрь цанговых зажимов 3, 4 вставляются вкладыши 8, 9 требуемой толщины и фиксируются с помощью винтов 10 так, чтобы разрезы вкладышей 8,9 совпадали с разрезами

цанговых зажимов 3, 4. Этим обеспечивается совместность деформации лепестков цанговых зажимов и вкладышей при зажатии. При значительном расхождении диаметров образца и цанг необходимо

заменить цанговые зажимы.

Пружина 7, упираясь в образец в зазоре между цанговыми зажимами 3 и 4, удерживает кольцеобразную пружину 1 от колебаний в поперечном направлении. При этом

из-за низкой жесткости пружины 7 относительно жесткости пружины 1 серьезного влияния на деформацию последней она не оказывает. Для учета ее влияния необходимо провести тарировку тензодатчиков для

различных диаметров испытуемых образцов.

При необходимости кольца 5 и 6 могут быть зафиксированы в зажатом положении для предотвращения ослабления зажимов

от вибрации.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения угловых деформаций, содержащее два соосно расположенных кольца, предназначенных для установки на образце, и соединенный с кольцами чувствительный элемент, отличающееся тем, что,-с целью повышения точности измерения, кольца выполнены в виде разрезных цанговых зажимов, чувствительный элемент выполнен в виде разрезной кольцеообразной пружины с размещенным на ней тензодатчиком, один конец которой закреплен на первом кольце,

другой - на втором кольце, а ширина зазора между концами пружины не меньше 0,0262R р, где R - внутренний радиус кольца; (р - угол максимально допустимого закручивания устройства.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем. что оно снабжено плоской сообразной пружиной, установленной на внутренней поверхности разрезной кольцеобразной пружины диаметрально

противоположно разрезу выпуклостью внутрь.

3. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем. что оно снабжено сменными кольцевыми вкладышами, размещенными внутри разрезных цанговых зажимов с возможностью фиксации и выполненными с разрезами, количество и размеры которых совпадают с количеством и размерами разрезов соответствующих цанговых зажимов.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет снижения инерционной составляющей колебаний датчика. Устройство для измерения угловых де- формаций содержит два соосно расположенных кольца, чувствительный элемент, соединенный с кольцами. Кольца выполнены в виде разрезных цанговых зажимов, а чувствительный элемент выполнен в виде плоской разрезной кольцеобразной пружины, один конец которой закреплен на одном из колец, а другой - на другом кольце, причем величина зазора между концами пружины в ненапряженном состоянии соответствует условию 1,5 р . а 0,0262 R р, где (f - центральный угол, образуемый концами пружин, р - угол максимально допустимого закручивания устройства, а - величина зазора, R - радиус кольца пружины в свободном состоянии. На внутренней поверхности кольцеобразной пружины диаметрально противоположно разрезу установлена плоская С-образная пружина выпуклостью внутрь, а внутри цанговых зажимов вставлены с фиксацией сменные кольцевые вкладыши с разрезами. 2 э.п. ф-лы, 3 ил.

O f|||||lll.№X

v

IS.

J/

фиг. /

put.2 g

4