Устройство для измерения усилий Советский патент 1977 года по МПК G01L1/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения сжимающих и растягивающих усилий.

Известные устройства для измерения усилий, содержащие упругий элемент в виде кольца, скобы и установленный на нем силовоспринимающий элемент и механотрон, не обеспечивают возможности непосредственного измерения растягиваюпдах и сжимающих усилий. Использование этих устройств связано с необходимостью введения в кинематическую систему устройств дополнительных механизмов, которые снижают точность измерения в целом и усложняют конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство дпя измерения усилий, содержащее упругий элемент в виде кольца и установленные на нем силовоспринимающие элементы и механотроны, штоки которых связаны с упругим элементом через плоские пружины. Однако оно также не обеспечивает возможности непосредственного измерения растягивающих и сжимающих усилий.

Цель изобретения - расширение функциональFibix возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем упругий элемент и установленные на нем силовоспринимающие элементы и маханотроны, штоки которых связаны с упругим элементом через плоские пружины, упругий элемент вьшолнен В виде квадратной призмы с центральным отверстием, в дйух противолежащих углах которой закреплены силовоспринимающие элементы, а в двух утпах. установлены механотроны, оси которых параллельны продольной оси призмы, причем цпоки механотронов направлены в противоположные стороны, а плоские пружины расположены в параллельных плоскостях, перпендикулярных к продольной оси призмы, и жестко

закреплены вторыми концами на теле призмы.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения усилий; на фиг. 2 - вид сбоку с разрезом А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - эпюра распределения моментов, возникаюших в упругом элементе при деформ

дни последнего под действием растягивающих сил Р. Устройство содержит упругий элемент, вынолненньШ В виде квадратной призмы 1 с центральным отверстием 2, в двух противолежащих углах которой закреплены силовоспринимаюшне элементы 3 и

4, а В двух дрзтих углах установлены мехаиотро

ны 5 и 6, оси которых параллельны продольной оси 7 призмы 1 и штоки 8 и 9 которых направлены в противоположные стороны и связаны с упругим элементом через плоские пружины 10 н 11, расположеш1ые в параллельных плоскостях, перпендикулярных к продольной оси7 призмы,и жестко закреплешвле вторыми концами 12 на теле призмы.

Для размещения в упругом элементе 1 снловоспринимающих элементов 3 и 4, а также мехаиотронов 5 «6 в нем предусмотрены диаметрально противопол зп 1е утолщения сечения за счет того, что внешняя поверхность упругого элемента образована квадратной призмой 1, а внутреняя - соосным с призмой цилиндром.

Дня уменьшения гистерезисных явлений используется комбинация наружной призматической и внутренней цилшгдрической поверхностей в упругом элементе 1, которая приближает его к телу равного сопротивления изгибу при принятых условиях иагружения (см. фиг. 3). При этом сечения для которых преобретают практически мини-; мальную высоту при постоянной ширине, а их сопротивления изгибу будут мк шмальными, и, наоборот, наибольший изгибающий момент будет в диагональных утолщениях сечения упругого элемента- 1, где высота сечения максимальная (см. фиг. 1 и 3). При этом не требуется прибегать к каким-либо дополнительным технологическим операциям по формообразованию сечения упругого элемента (профилирование ширины сечения). Эффект равного сопротивления изгибу достигается исключительно конструктивными мерами, что снижает трудоемкость изготовления.

Устройство работает следующим образом. Измеряемое усилие прикладывается к силовоспршгамающим элементам 3 и 4 и вызывает деформацию упругого элемента 1, а следовательно, взаимное смещение утолщений сечения, в которых закреплены механотроны 5 и 6. Последние включены по схеме алгебраического суммирования выходных сигналов.

Использование изобретения позволяет расширить фз псциональные возможности измерений

(растягивающих и сжимающих усилий) в широких

пределах за счет изменения жесткости (размеров)

5Tipyroro элемента.

Формула изобретения

Устройство для измерения усилий, содержащее упругий элемент и установленные на нем силовоспринимающие элементы и механотроны, штоки

которых связаны с упругим элементом через плоские пружины, отличающее ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в нем упругий элемент выполнен в виде квадратной призмы с центральньп отверстием, в двух противолежащих углах 1йоторой закреплены силовоспринимающие элементы, а в двух других углах установлены механотроны, оси которых параллельны продольной оси призмы, причем штоки механотронов направлены в противоположные стороны, а плоские

пружины расположены в параллельных плоскостях, перпендикулярных к продольной оси призмы, и жестко закреплены вторыми концами на теле призмы.

Фиг.1

фиг.З