Упругий элемент прибора Советский патент 1980 года по МПК G01D3/28 G01L19/04 

(54) УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ ПРИБОРА

1

Изобретение относится к приборо строению и может быть использовано в конструкциях Измерительных приборов, использующих принцип силовой компенсаций. , .

Известны упругие элементы п зиборов 1 и 2 . : .

Однако эти-элементы не обеспечивают температурной компенсации развиваемого элементом усилия.

Известен упругий элемент прибора, выполненный из двух пластинчатых пружин, изготовленных из матриалов с разлиуными коэффициентами термического расширения 3.

Однако этот элемент обеспёчивает термокомпенсацию в сравнительно узком диапазоне температ ур.

Цель изобретения - повышение точности компенсации изменения усилия упругого элемента при изменении температуры. -. .

Это достигается тем, что в предложенном элементе пластинчатые пружины выполнены. неодинаковь1ми Йо длине образующей и скреплены между собой по краям, причем их образующие расположены под угломодна к ; другрй, а в качестве одного из выводных концов элемента использована середина одной из этих пружин,, Каждая из пружин может быть рылолнена с образующими в виде угла, причем вершиной уг.па образующей первой пружины является точка расположения первого выводного конца. Вторым .выводнымконцом может являться середина второй пружины или скрепленные края пружины. При этом, в первом

0 случае пружина с большей длиной образующей выполнена из материала с меньшим коэффициентом термического расширения, а во втором - наоборот.

На фиг. 1-4 изображена схема . 5 элемента/ возможные вариантй.

Упругий элемент состоит из пластинчатых пружин 1 и 2, которые скреплены между собой своими краями. Вид их соединения определяется 0 конкретной конструкцией и требованиями к элементу. Если пружина 1 длинее, чем пружина 2, то образующие обоих пружин образуют угол сС . Середина пружины 1 используется в 5 качестве выводного конца упругого элемента и может быть присоединена, например, к регулировочному винту 3, служащему для регулировки обжатия (усилия, развиваемого упругим элементом). , Вторым выводньм концом упругого элемента мбжет служить середина пру жины 2 (фиг.1, 3 и 4), либо ее внешние края (фиг. 2) . К второму выводному концу,.при использовании упругого элемента в приборе, обычно присоединяется преобразователь 4, )щийся источником силы, урав йовешиваемой усилием упругого элемента. В качестве пружин 1 и 2 могут быть использованы (в зависимости от конкретных условий) различ ные Н эужины пластического типа: пло кие, чашечные, кольцевые, коническо или подобной формы, разрезные, звез дообразные и т. д. Пружина 1 может быть выполнена с образующей в виде угла, при использовании вер:t№HbiЭТОГО угла в качестве вывсэдного конца упругого элемента, что спосббствуёт получению большей jkecT кости без увеличения толщины пружин Йри этом образующая пружины 2 может быть (в зависимости 6т конкретных требований и условий) г1олндстью 1й ря молинейной, либо касательной к стор не этого угла f} . Вторая пружина 2 также может быть (фиг. 3, 4) выполнена с образующей в виде угла- Г . В случае необходимости получения нелинейной характеристики упругого элемента или исправления возникшей по иным причинам нелинейности пружины 2 может быть расположена по отношению пружины 1 вершиной угла У В Ьторону ЬротивополОжную вершине угла (J, что обеспечивает уменьшение жесткости по ходу обжатия, или в ту же сторону, т. е. между сторонами угла fb, что обеспечивает увеличение жесткости по ходу обжатия. Серёдина пружины 2 служит вторым выводным концом упругого элемента. При этом для ббесйечёнйя термокомпенсаций, т; ё ГСОЗдания BHyTjjeHHkx тейлс ;вы:х напряжений со знаком обратным измен нию усилия упругого элемента от , влияния изменения температуры, пружина 1 выполняется из материала с меньшим коэффициентом термического расширения, чем пружина 2. В ряде случаев предпочтительнее в качестве второговыводного конца упругого элемента использовать внешние края пружин. В этом случае, наоборот, из матёрр ала с меньшим коэффицйейтом термического расширения выполняется пружийа 2. При одном каком-либо зна чении, обжатия изменения температуры приводит к изменению угла сС. Например, при повышении температу,ры угол ct также увеличивается, .что ведет к увеличению усилия упру гого элемента за счет внутренних тепловых напряжений. Это увеличение усилия направлено; на компен- сацию уменьшения усилия упругого элемента за счет снижения значения модуля упругости его материалов пр пов ашении температуры. При снижении температуры - влияние температуры обратное. При изменении обжатия упругого элемента величина углаоСсоответственно изменяется, что.приводит к изменению кинематических соотношений внутри упругого элемента. Например, при увеличении обжатия угол оС становится меньше и, следовательно, увеличивается, передаточное отношение кинематической связи между пружинами 1, 2. Вследствие этого при одном и том же изменении температуры изменение величины этого угла от внутренних тепловых йапряжений также увеличивается. Выбором конкретной величины угла оС жесткости всего упругого элемента с учетом всех остальных параметров и условий, принимаемых вр внимание при конкретном пректировании, можно хУбеспечить компенсацию иэменений усилия упругого элемента от изменения температуры во всем диапазоне регулировки величины обжатия, т. е. для всех значений усилия упругого элемента.. Предложенный упругий элемент, благодаря отсутствию надобности в дополнительных термокомпенсаторах или термостатирующих устройствах, позволяет повысить точность и надежность работы увеличить диапазон рабочих температур, снизить габариты и вес устройств, в которых он применяется. Формула изобретения 1.Упругий элемент прибора, содержащий две пластинчатые пружины, изготовленные из материалов с различными коэффициентами термического расширения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью повышения точности компенсации изменения усиЛИЯ упругого элемента: при изменении температуры, пластинчатые пружины выполнены неодинаковыми по длине образующей и скреплены между собой по краям, приу:ем их образующие расположены под углом одна к другой, а в качестве одного из выводных концов элемента использована середина одной из этихпружин. 2.Упругий элемент прибора по п. 1, отличающийся тем, что в нем первая из пластинчатых пружин выполнена.с образующей в виде угла с вершиной в точке расположения выводного конца. 3.Элемент прибора по п. 2, о тличающийся тем, что вторая пластинчатая пружийа выполнена с oбpaзsnoщeй в виде угла. 4.Элемент прибора по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что в нем вторым выводным кондом является середина второй пластинчатой пружины, а пружина с большей длиной образующей выполнена из материала с меньшим коэффициентом термического расширения.

Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе

№ i:i05.77l, кл. G 1 L, опублик. 1968.

0

IP

- //////Т

Чиг. 1

//Х//// / / i

Фиг.г

.lf.