Устройство для измерения осевых сил Советский патент 1977 года по МПК G01L1/02 

I

Настоящее изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения осевых сил, действующих на радиально уиориые иодщипники преимущественно роторов быстро вращающихся лоиаточных мащин.

Известное устройство для измерения усилий, содержащее чувствительный элемент, несущий иервичную обмотку, создающую иостояииое магнитное иоле, сердечник, на который действует измеряемое механическое усилие и вторичную обмотку, по которой иротекает ток, изменяющийся в функции полол ения сердечника, обладает больщими габаритами, конструктивно сложно.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для измерения усилий, содержащее гидравлический измеритель усилия и электроконтактный датчик, причем гидравлический измеритель усилия выполнен с двумя полостями, разделенными порщнями, в котором устанавливается контролируемый подшипник, а рабочая жидкость подается под давлением в ту или иную полость в зависимости от направления действия осевой силы, определяемого по сигналам электроконтактного датчика.

Известное устройство обладает недостатками, заключающимися в необходимости уплотнения раоочих полостей, в конструктивной сложности этого уплотнения, во влиянии температурного фактора на работу устройства, в возможности разрушения быстро вращающегося радиально упорного щарикового иодщииника, вследствие наличия зазоров между порщнем и ограничивающим корпусом, и в большой подготовительной работе, связанной с установкой устройства, например привода

лопаточной машины, так как при этом необходима трудоемкая дообработка привода.

Устройство для измерения осевых сил по данному изобретению устраняет указанные недостатки за счет того, что в него введена

связанная со штоком вращающаяся головка, выполненная в виде корпуса с подшипником и кольцом из антифрикционного материала, а измеритель усилий выиолнен в виде корпуса с регулировочной гайкой, в котором устаиовлена резиновая мембрана, разделяющая корпус на две кольцевые полости, и подпружиненного двойного клапана, причем в регулировочной гайке и мембране выполнены отверстия перекрываемые подпружиненным

двойным клапаном.

На чертеже изображено устройство для измерения осевых сил.

Вращающаяся головка содержит корпус 1 подшипника, щариковый радиально упорный

исдшппнпк 2 и кольцо 3 из антифрикционного

атериала, например графита. Своей внутренней обоймой подшипник 2 посажен на шток 4.

Пневматический измерите.чь содержит корпус 5, крышку 6, мембрану, состоящую из пяты 7, резинового кольца 8 и накладки 9, двойной клапан 10, регулировочную гайку 11, пружину 12 и штуцер 13.

В резьбовое отверстие пяты 7 ввернут шток 4, который стопорится от самопроизвольного отворачивания контр-гайкой 14. Для предотвращения скручивания мембраны на пяте 7 выполнен продольный паз, в который с зазором заходит штифт 15. Резиновое кольцо 8 по своему внутреннему диаметру защемлено между пятой 7 и накладкой 9, а по наружному диаметру - между корпусом 5 н крышкой 6. В корпус 5 ввернута регулировочная гайка 11, которая стопорится контр-гайкой 16. В дне регулировочной гайки 11 и в мембране выполнены сквозные отверстия а и б, которые по мере надобности закрываются подпружиненным двойным клапаном 10. Двойной клапан 10 поднимается к своим седлам пружиной 12. В гайку 11 ввернут щтуцер 13, служащий для подвода воздуха от источника сжатого воздуха.

Все устройство фланцем крышки 6 укрепляется на специальной стойке нли на корпусе лопаточной машины. Перед проведением измерений осевой силы радиально упорный подшипник ротора лопаточной машины заменяется радиально опорным подшипником для возможности осевого перемещения ротора.

В начальном положении отверстия а и б закрыты двойным клапаном 10. Осевая сила, возникающая при работе лопаточной мащины, воздействует через вращающуюся головку и шток 4 на мембрану пневматического измерителя усилия и вызывает ее прогиб в направлении действия силы. Прогибаясь, мембрана перемещает двойной клапан 10, открывая отверстие а. Сжатый воздух поступает в полость высокого давления до тех пор, пока сила, равная произведению давления воздуха 5 в полости на рабочую площадь мембраны, не станет равной осевой силе. При равенстве этих сил мембрана возвращается в исходное положение. Под действием пружины 12 и давления воздуха, подводимого к измерителю, двойной клапан 10 закрывает отверстие а и соответственно отверстие б. В случае последующего уменьшения осевой силы мембрана под действием давления воздуха в полости прогибается в сторону низкого давления, т. е.

5 противоположную направлению действия силы. При этом открывается отверстие б и через отверстие в пяте 7 воздух выходит в атмосферу до тех пор, пока опять не наступит равновесие сил, действующих на мембрану,

0 при котором последняя возвращается в исходное положение. По величине рабочей площади мембраны и величине давления в полости высокого давления, измеряемой манометром 17, определяется величина осевой силы.

5.

Формула и 3 о о р е т е н и я

Устройство для измерения осевых сил, содержащее измеритель усилий, связанный со штоком, и индикатор давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введена связанная со штоком вращающаяся головка, выполненная в виде корпуса с подшипником и кольцом из антифрикционного материала, а измеритель

.3 усилий выполнен в виде корпуса с регулировочной гайкой, в котором установлена резиновая мембрана, разделяющая корпус на две кольцевые полости, и подпружиненного двойного клапана, причем в регулировочной гайке

0 и мембране выполнены отверстия, перекрываемые подпружиненным двойным клапаном.