Интегрирующий счетчик, например, к машинам для измерения площади или объема кож Советский патент 1941 года по МПК G06G3/08 

Предлагаемый прибор предназначен для автоматического подсчета сум,мы переменных величин, отражаемых возвратно постулательным движеянем штока-индикатора, на пример:

1.Работы, как суммы элементарных работ .переменной силы на определенных конечных малых величинах пути, равных между собою.

2.Площади кожи и других материалов, как суммы элементарных площадей, ЯВЛЯЮЩИХСЯ П роизведением переменной ширины на определенную конечно-малую элементарную длину.

3.Объема кожи и других материалов, как суммы элементарных объемов, являющихся произведением переменного сечения на элементарную длину ц т. д.

Уже известны механичес.кие интеграторы фрикционного типа, выполняющие ту же работу, что и предлагаемый прибор (дисковые, фрикционные интеграторы). Теоретически эти фрикционные интеграторы должны работать на трении катания без всякого проскальзывания.

На практике IB них имеет место значительное проскальзывание и поэтому точность работы у лучших фрикционных счетчиков не превышает. 1-2%, а обычно они дают 3-5% погрешности (последняя может доходить до 20%).

Особым недостатком таких счетчиков является их низкая чувствительность, ибо они начинают давать надежные показания только начиная с 10- 15% максимальных значений суммируемых величин, за счет того, что при малых радиусах удельный вес скольжения чрезвычайно велик (при радиусе диска р О катания ролика нет, а есть только скольжение).

В ряде случаев важна не только относительная величина погрещнрсти, но и ее абсолютная велиЧ-ина, а также чувст вительность прибора; на/пример, при измерениях площадей срашительно небольшая погрешность в 1-2% дает для больших кож абсолютную погрешность в 6-12 дм- кожи, что является уже ощутительной величиной, играющей роль .при больших количествах кож.

Предлагаемый прибор, основанный на принципе бесфрикциоинои храповой передачи, обладает повышевной чувствительностью, одинаковой как при ма

лых,;так и при номинальных значениях измеряемой величины.

Он предназначается, в частности, для применения е качестве интерратора «а 1ашинах, измеряющих площадь и объем жестких кож.

Счетчик состоит, согласно изобретению,: и .поворотного вокруг своей оси цилиндра, кинематически связаиного с указательной стрелкой или т. п. органом и снабженного .яа своей поверхяости храповой нарезкой. Нарезка эта расположена ло спирали и взаимодействует с храповой собачкой диска, приводимого О дновременно в возвратно-поступательНОе Д|ВИжен.ие в иаправлении своей оси и в колебательновращательное движение вокруг своей оси.

Первое из этих движений соо1бщается диску с собачкой от штокаиндикатора измеряем ой величины, а второе -от привода измерительного прибора через шарнирную, рычажную или т. п. передачу.

Благодаря такому комбинированному движению собачки цилиндр при каждом ходе, штока индикатора поворачивается на угол, пропорциональный элементарному значению измеряемой величины.

Кинематическая связь цилиндра с указательной стрелкойили т. п. органом быть осуществлена через роликовую муфту включения, заклинивающую ся при повороте цилиндра только .в направлении.

Для увеличения чувстзительности прибора вместо одного цилиндра могут быть применены два цилиндра, снабженные противоположно на правленными храповыми зубцами и попеременно сцепляемые с указательной стрелкой, причем д,иски, несущие храповые собачки для цилиндров, могут быть связаны с общим для них штоком индикатора.

На чертеже фиг. 1 изображает схематически весь счетчик в вертикальном разрезе по оси; фиг. 2 - ра-зрез по линии CD на фиг. 1, из которого видна работа храпов ой части механизма; фиг. 3 - схематический план одного из узлов счетчика (шарнирнорычажный четырехэвенный механизм), предназначенного для созидания колебательного движения; фиг, 4 - вид в плане роликовой муфты, связывающей главный цилиндр счетчика с указательной стрелкой прибора; фиг. 5 - второй формы выполнения счетчика сдвоенной конструкции и фиг. 6 - разрез по АВ на фиг. 5.

Шток-индикатор 1 перемещается вверх и вниз, от ражая своим подъемом значения суммируемой величины (силы, ширины, поперечного сечения и т. д.),

При помощи сдвоенного аксиального шарикоподшипника 2 шток 1 соединен с диском 3, могущи м совершать колебательное движе(ние вокруг вертикальной оси таким образом, что щток может перемещать диск 3 в вертикальном направлении, не ме1щая его. колебательно.му движению вокруг вертикальной и не вращаясь при этом.

BHIHT 4 и контргайка 5 регулируют силу нажатия подшипп ика для выполнения работы щтока 1.

Диск 3 скользит вдоль двух направляющих стержней 6, сообщающих вращательно-колебательное движение.

Снизу стержни 6 соедин|ены между собою диском 7, опирающимся нижней поверхностью на шариконодш ипник 8.

Сверху они при помощи перемычки 9 соединены с валом 10, верхним подшипником для которого служит кернер 11.

Амплитуда крутильных колебаний системы 3, 6, 7, 8, 10 может быть различна, в зависимости от потребности, но во всяком случае меньше 360°.

Эти колебания система получает (при цилиндрической зубчатой передачи 12, 13) от шарнирно-рычажного механизма 14, 15, 16, 17, по казанного на фиг. 3 и получающего движение от общего приводного механизма машины, на которой установлен счетчик-интегратор.

Длина звеньев 15, 16, 17 и расстояние 00 по до1браны такиМ образом, что при непрерывном одностороннем вращении кривошипа 15 кривошип 17 получает колебательное движение вокруг своей оси.

Передаточное число зубчатой пары

12 и 13 обеспечивает нужную амплитуду колебаний системы 3, 7, 9, 10.

На диске 3 (фиг. 1 и 2) шарнирно укреплена собачка 18 (фиг. 2), поджимаемая всегда к стенке цилиндра 20 пружинкой 19. Собачка 18 передает движение от диска 3 цилиндру 20 при встрече с зубцами последнего в направлении против часовой стрелки.

Храповой цилин-др 20 (фиг. 1) является основной частью счетчика-интегратора. Одна часть внутренней его поверхности снабжена внутренней зубчатой храповой нарезкой, состоящей из канавок, ограниченных с одной сто- , роны вертикальной, а с другой сторо- i ны винтовой ступенчатой линией.I

К нижней части цилиндра 20 приварен уголок 20а, служащий верхним диском упорного шарикоподщипника 21, на который опирается цилиндр 20.

Верхний фланец 20Ь цилиндра 20 связан с ак сиальным щарикоподшипни- j ком 22, я вляющимся верхней опорой i цилиндра 20.

Нар}жная обойма подшипника 22 связана с неподвижной опорой 23.

Цилиндрическая пружина 24 овязывает цилиндр 20 с опорой 23 и слу- j жит для возвращения цилиндра в исходное положение после того, как на него перестанет воздействовать собачка 18.

Это исходное положение определяется соприкосновением штифта 25 (фиг. 2), жестко связанного с цилиндром 20, с упорным щтифтОМ 26.

Этот упорный щтифт может перемещаться (:на чертеже не показано) и тем i самым давать установочную регули- j ровку исходного положения цилин- I дра 20.:

На опору 23 (фиг. 1) опирается чер- : вяк 27, имеющий в ice6e эксце нтрич- I ные спиральные .пазы (фиг. 4).j

В этих пазах помещены ролики 28. Ролики 28, червяк 27 и верхняя часть фланца 20Ь образуют вместе роликовую муфту включения.,

Когда цилиндр 20 вместе с фланцем | 20Ь поворачивается против часовой I стрелки (фиг. 2), то ролики 28 закли- ниваются и соединяют в одно целое цилиндр 20 и червяк 27, заставляя их ; поворачигваться вместе. |

При вращении же цилиндра 20 в обратном направлении муфта 20Ь, 27, 28 расклинивается и червяк 27 перестает вращаться.

Для того, чтобы червяк 27 не увлекался при обратном поворачивании цилиндра 20, он находится по1д воздействием регулируемого тормозного устройства 29, 30.

Вращение червяка 27 передается шестерне 31, а от нее указательной стрелке 32, показывающей на соответственно градуированной щкале 33 измеряемую суммарную величину (работу, площаДь, объем и т. д.).

Работа счетчика-интегратора происходит следующим образом.

Подъем штока 1 характеризует значение суммарной переменной величины (силы, ширины, попереч)ного сечения и т. д.). Чем больше это значение, тем больше будет подъем штока I. При своем подъеме щток 1 поднимает диск 3 с собачкой 18.

С другой стороны, диск 3 получает вращательное движение от приводного устройства 14, 15, 16, 17 и т. д.

Собачка 18 за одно полное колебание совершает рабочий ход (по направлению стрелки на фиг. 2) в сторону и холостой ход в обратную сторону.

Собачка 18 часть рабочего хода проходит по гладкой внутренней поверхности цилиндра 20 до встречи с передним зубом храповой части этого цилиндра, а остальную часть рабочего хода она проходит вместе с цилиндром, поворачивая его на определенный угол. Этот угол поворота цилиндра 20 будет тем больше, чем раньше собачка встретит храповую поверхность, и поэтому будет пропорционален подъему штока 1, т. е. величине суммируемой силы, ширины, поперечного сечения и т. д.

Цилиндр 20, поворачиваясь при рабочем ходе, включает роликовую муфту и через червячную пару 27, 31 перемещает указательную стрелку 32 по шкале 33 на соответствующую величину.

При обратном повороте диска 3 собачка 18 отходит от храповой поверхности цилиндра 20 в свое исходное положение.

К моменту ее подхода к исходному положению возвращается в исходное положение и цилиндр 20 под действием пружины 24.

Обратный цилиндра 20 выключает роликовую муфту 20Ь, 27, 28 и не отражается на положении стрелки 32.

Таким образом, перемещение стрелки 32 по шкале 33 отражает часть суммарной величины, которая явится произведением замеряемой штоком 1 величины на путь, соответствующий полному колебанию диска 3 в одну и другую сторону, т. е. одному полному циклу прибора.

Величина эта соответствует элементу суммарной величины (работы, площади, объема, и т. д.), которая получилась бы, если бы щток 1 на всем протяжении цикла оставался на той высоте, на которой он находится в момент встречи собачки 18 с храповой поверхностью цилиндра 20.

За каждый последующий цикл работа прибора повторяется, перемещения стрелки суммируются на щкале и в конце замера положение стрелки 32 па шкале 33 показывает замеренную суммарную величину.

По окончании замера стрелка 32 нажимом кнопки возвращается в нулевое положение (устройство возврата стрелки в исходное положение на чертеже не показано).

Точцость показаний прибора при количестве 200-250 циклов в минуту допускает величину максимальной погрешности не больше 0,5%.

При этом чувствительность его не зависит от суммарной величины его показаний.

Изображенная на фиг. 1-4 форма выполнения счетчика одинарной конструкции имеет тот недостаток, что рабочая часть хода цилиндра 20 по отношению к длительности двойного хода -всего цикла невелика (половина цикла - холостой ход не используется).

На фиг. 5 и 6 показана другая форма выполнения, iB которой устранен указанный недостаток за счет использовайия холостой части хода первого цилиндра вторым храповым цилиндром

и превращения ее в рабочую часть хода второго цилиндра.

В этой форме выполнения щток индикатора 1 перемычкой 34 перемещает вертикально диски 35а и 35Ь, играющие ту же роль, ЧТ01 и диск 3 на фиг. 1-4.

Эти диски приводятся в колебательное движение развилками 36, которые получают движение от одной общей зубчатой рейки 37, получающей в свою очередь возвратно-поступательное движение от кривощипа 38, связанного с машиной.

Диски 35а и 35Ь несут на себе подпружиненные храповые собачки 39 (фиг. 6).

На валах 56 смонтированы храповые цилиндры 40 и 41. Соединение между валами и цилиндрами осуществляется роликовыми муфтами (фиг. 6), аналогичными муфте 20Ь, 28, 27.

Зубчатые передачи 42, 43 и 44, 45, 46 связывают цилиндры 40 и 41 с червячной парой 47, 48 и указательной стрелкой 49, перемещающейся по щкале 50. Цифрами 51 и 52 обозначены тормоза.

Грузы 53 служат для возврата цилиндров 40 и 41 в их исходное положенке упорами 54, 55.

Храповой цилиндр 40 отличается от цилиндра 20 первой формы выполнения только тем, что храповые зубцы нарезаны на его наружной поверхности.

Цилиндр 41 отличается от цилиндра 40 тем, что нарезка зубцов произведена в обратном направлении (фиг. 6).

Работа каждого из цилиндров 40, 41 за один цикл идентична работе цилиндра 20 ПО фиг. I, т. е. за первую половину цикла (рабочий ход) он, поворачиваясь, перемещает стрелку 49, производя отсчет, а во вто:рую половину цикла он Вращается вхолостую, не будучи связан с указательной стрелкой 49.

Шкала градуируется так, чтобы величина отсчета была равна только половине отсчета пО фиг. 1.

Диски 35а и 35Ь вращаются рейкой 37 в одну и ту же сторону, но благодаря встречному Направлению собачек 39 и храповой нарезки на цилиндрах 40 и 41 цилиндр 41 имеет холо