Устройство для испытания плоских спиральных пружин Советский патент 1939 года по МПК G01M13/00 G01L25/00 

Плоская пружина в виде архимедовой спирали составляет ответственную часть многих точных механизмов, например, измерительных приборов, часов и пр.

Для того, чтобы указанные механизмы действовали исправно и были действительно точными, момент пружины этих механизмов должен быть подобран с очень большой тщательностью. При массовом изготовлении пружин (только в измерительном производстве требуются миллионы пружинок ежегодно) необходимо иметь прибор, который давал бы возможность быстро и точно измерять моменты пружинок, так как рассортировка пружинок производится по их моменту. Приборы для измерения момента пружинок имеют обычно вид динамометра, схематически показанного на фиг. 1.

Как видно из фиг. 1, внутренний конец а поверяемой пружинки 7 крепится к оси 2 и может закручиваться на некоторый угол ручкой 3. Угол закручивания фиксируется стрелкой 4. Эту стрелку отводят рукой на ЭО от нулевого положения поверяемой пружинки 7, так как моменты пружинок принято задавать при угле их закручивания в 90°. Стрелка 4 держится трением на оси 2, и при повороте этой оси она поворачивается вместе с ней. Внешний конец а поверяемой пружинки 7 защемлен в держателе 5; продолжением этого держателя служит ось 6 с насаженной на ее конце эталонной пружинкой 7. С держателем 5 жестко связана стрелка 8, Для измерения момента поверяемой пружинки обычно поступают следующим образом. Закручивают ручкой 3 конец а , причем вместе с ручкой поворачивается стрелка 4; при этом другой конец а пружинки 7 начинает закручиваться, поворачивая стрелку (9, При совпадении положения стрелок 4 и 8 поверяемая пружина 7 будет закручена на 90°, и ее искомый момент будет уравновешен моментом эталонной пружинки 7. Моменты эталонной пружинки 7 для различных углов ее закручивания заранее определены и отложены в MZJCM на шкале 9. Таким образом, по этой шкале мы можем отсчитать момент поверяемой пружинки непосредственно в мг/см.

Опыт показал, однако, что описанный динамометр очень далек от совершенства и работает плохо. Главный недостаток этого динамометра

сбстоит в том, что пружинки с малым моментом не поддаются точному измерению, так как угол поворота стрелки 8, определяющий этот момент, для таких пружинок очень мал и погрешность отсчета велика. Малый угол поворота стрелки S вызывается тем, что момент эталонной пружинки приходится выбирать большим, так как только благодаря большому моменту достигается хорошая „добротность динамометра и уменьшается влияние в нем погрешности от трения в опорах. Если бы мы выбрали момент эталонной пружины малым, то динамометр стал бы затирать, перестал бы Бозвраш аться на нуль и оказался бы на практике непригодным прибором.

Другой недостаток такого динамометра заключается в том, что при наколе испытуемой пружинки / ось б эталонной пружинки 7 неизбежно испытывает давление, которое тупит керны оси и увеличивает трение в опорах, создавая дополнительную погрешность измерения.

Настоящее изобретение ставит себе целью устранение указанных выше недостатков, что достигается тем, что оси испытуемой и эталонной пружинок располагаются не на одной геометрической оси, а параллельно друг другу и связываются друг с другом при помощи рычагов разной длины, укрепленных на этих осях и соединенных меж/у собой кулисой, ко:орой заканчивается один из этих рычагов. Фиг. 2 чертежа показывает схематически предлагаемое устройство, которое имеет перед известным до сих пор динамометром то преимущество, что обладает значительно более высокой чувствительностью и удобством пользования.

Динамометр, согласно фиг. 2, состоит из двух отдельных систем А и Б с двумя отдельными шкалами. Система А выполнена в виде столика, на который кладется испытуемая пружинка /. Концы пружинки / закалываются в иголках 2, 2. Ручка 3 служит для закручивания пружины. Стрелка 4 держится трением на теле центральной иголки 2. Положение стрелки 4 указывает угол закручивания пружинки /. Наружная иголка 2

связана с осью б системы Л. На оси 6 жестко укреплены указатель /9 нулевого положения и поводок 8. Благодаря упорам 9, 9 поворот оси б ограничен малым углом. Система Б выполнена в виде двух опор ТО, в которых вращается ось /2 с эталонной пружинкой //. Конец пружинки // может закручиваться ручкой 14, причем угол закручивания пружинки // отмечается по щкале 16 стрелкой 75, укрепленной на рычаге J4. На оси /2 жестко укреплен поводок /7. Концы поводка S системы А и поводка 77 системы Б шарнирно связаны между собой кулисой 18, причем поводок /7 в п раз длиннее поводка 8. Целесообразно выбрать поводок /7 в «-10 раз длиннее поводка 8.

Работа динамометром, изображенным на фиг. 2, производится следующим образом. Накалывают испытуемую пружинку / в иголках 2,2 и убеждаются в том, что при незакрученной пружинке / стрелка указателя /Р находится на нуле. Затем ручкой 3 закручивают пружинку / на требуемую величину угла, который указывается стрелкой 4. При этом ось б повернется на угол, ограниченный упорами 9,9 (для измерения момента пружинки / этот угол значения не имеет), и стрелка указателя 19 отойдет от нуля. Затем поворотом ручки 4 закручивают эталонную пружинку // до тех пор, пока поводок /7, воздействуя своим длинным плечом на поводок 8, не заставит стрелку указателя 19 вновь вернуться в свое нулевое положение. Моменты поверяемой пружинки / и эталонной пружинки // окажутся при этом уравновешенными и по шкале 16, проградуированной в MZlCM, из расчета плеча и момента эталонной пружины можно произвести отсчет момента поверяемой пружинки /.

Для пояснения изложенного может служить следующий примерный расчет. Возьмем пружинку с большим моментом - в 200 MZjCM. Угол ее закручивания, отмечаемый на шкале 16, выберем в ЭО, и разделим полученную шкальную дугу на 100 частей. Пусть отношение плеч поводков J7 будет равно 10. Тогда цена одного

деления на шкале 76 будет равна 0,2 MZiCM. Если расстояние между делениями на шкале /б выбрать в 1 мл{, то можно весьма точно измерить и отсчитать полцеления, т. е. момент, равный 0,1 MZJCM.

Предмет изобретения.

1. Устройство для испытания плоских спиральных пружин с применением эталонной пружины, отличающееся тем, что, с целью повышения

точности при измерениях малых мбментов, оси 6 и /2, управляющие закручиванием испытуемой / и эталонной // пружин, расположены параллельно друг к другу и снабжены поводками 8 и /7, связанными друг с другом кулисой 18, укрепленной на конце поводка 8.

2. В устройстве по п. 1 применение указателя 19 нулевого положения испытуемой пружины, жестко связанного с осью 6.

/6