Месдоза Советский патент 1980 года по МПК G01L1/04 B21C51/00 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения усилий в прокатных станах. Известна месдоза для измерения усилий при прокатке, включающая корпус с силоизмерител ным кольцом, на боковой поверхности которого закреплен, соединенный с блоком питания преобразователь деформации силоизмерительного кольца в электрический сигнал, причем пре образователь деформации выполнен в виде наклеиваемых тензодатчиков 1J. В этой месдозе воспринимаемая силоизмерительным кольцом деформация передается тензодатчикам не непосредственно, а через слой клея, что приводит к нестабильности выходного сигнала вследствие ползучести клея, ограниченной величине допускаемых деформаций и недолговечности месдозы. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является месдоза, включающая корпус с силоизмерительным кольцом, на боковой поверхности которого закреплен соединенный с блоком питания преобразователь деформации силоизмерительного кольца в электрический сигнал, причем преобразователь деформации вьшолнен в виде намотанной на боковую поверхность силоизмерительного кольца тензочувствительной проволоки 2. Однако данная месдоза обладает малой долговечностью и нестабильностью выходного сигнала. Цель изобретения - повышение надежности месдозы за счет увеличения долговечноста и обеспечение стабильности ее , выходных характеристик. Указанная цель достигается тем, что в ней преобразователь деформации силоизмерительного кольца в электрический сигнал вьшоянеи в виде токопроводяших стержней и шара, стержни жестко установлены с помощью изолирующих втулок по периметру силоизмерительного кольца в его диаметрально противоположных точках, а шар зажат между стержнями. В качестве преобразователей деформации силоизмерительного кольца в электрический сигнал Morjrr быть иопользованы подшипники качения, установленные по неподвижной посадке на внутренней или внутренней и наружной поверхностях силоизмернтельного кольца. Для обеспече1шя стабильности выходных характеристик месдозы ее корпус заполнен нейтральной токонепроводящей жидкостью, налример полиэтилсиЛоксаном, предохраняющим контакты шара со стерж нями от окисления. На фиг. 1, 2 и 3 приведены возможные варианты исполнения месдозы. Она содержит корпус 1, силоизмерительное кольцо 2, нагруженное уси/шем Р, преобразователь 3 деформащш, состоящий из стержней 4 шара 5, изолирующие втулки 6 (преобразовател ; деформации может состойть из подшипников 7 и 8 качения, блока 9 измерения, состоящий источника 10 напряжения, показывающего прибора 11, нерегулируемых резисторов 12 и регулируемого резистора 13, соеди}штельные при вода 14, полиэтилсилоксановую жидкость 15. Месдоза работает следующим образом. Перед измерением измерительный мост, состоящий из резисторов 12, 13 и сопрогавления контактов между стержнями и щаром, сбалансирован. .После приложения измеряемого усилия Р силоизмерительное кольцо 2 деформируется (сжимается) по вертикальной оси и одновреMeiffio растягивается по горизонтальной оси. При этом стержни 4, закрепле1шые1 с помощь втулок 6 в силоизмерительном кольце 2, расх дятся на величину поперечной деформации силоизмерительного кольца 2, уменьи1ая величину контакт1П 1х поверхностей в контактах щара 5 и стержней 4. Сопротивление контактов при этом возрастает. Происходит разбаланс мостовой схемы, который фиксируется прибором 11. Таким образом,)шеличение (уменьшение) усилия Р пр1 БОДит К увеличению (уменьшению цадения напряжения на контактах шара 5 и стержней 4 и изменению показаний прибора 11 При использовании в качестве преобразо.вателей деформации подишпников качеташ (фиг. 2, 3) роль контактирующих элементов исполняют кольца и тела качения подшипников. Во время работы месдозы (фиг. 2) перед измерением измерительный мост, состоящий из резисторов 12 и 13 и сопротивления контактов колец и тел качения подшипников 7, сбалансирован, шарщси в подшипниках 7 прижаты к внутреннему и внешнему кольцам. После приложения измеряемого усилия Р нагрузка на наружные кольца подшипников 7 уменьшается и они увеличивают свои размеры на величину поперечной деформации силоизме рительного кольца 2, уменьшая величину контактных поверхностей в контакте наружного ч внутреннего колец с телами качения. Сопротивление контактов при этом возрастает, а следовательно, и происходит разбаланс мостовой схемы, который фщсснруется прибором 11. Таким образом увеличение (уменьшение) усилия Р приводит к увеличению (уменьшению) сопротивления на контактах наружных и внутренних колец с телами качения. Для увеличения сопротивления контакта два подшипника соединены последовательно. В месдозе (фиг. 3) подщипники 7 и 8 размещены на внутренней и внешней поверхностях силоизмерительного кольца 2 и соединены с разными плечами моста блока измерения. При нагружении силоизмерительного кольца 2 усилием Р сопротивление контактов в наружном подшипнике 8 уменьшается, а во внутреннем 7 - увеличивается. При этом сигнал на приборе 11 возрастает в 2 раза. Благодаря тому, что подшипники 7 и 8 находятся в одинаковых условиях, происходит также и температурная компенсация. Предлагаемое изобретение обеспечивает преобразование деформации силоизмерительного кольца в электрическое напряжение, фиксируемое прибором, непосредственно без помощи каких-либо датчиков. Благодаря этому существенно упрощается конструкция месдозы, ее изготовление и эксплуатация, а также возрастает ее надежность. Формула изобретения 1.Месдоза, содержащая корпус, силоизмерительное кольцо с закрепленным на нем преобразователем деформации силоизмерительного кольца в электрический сигнал, блок измерения, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности за счет увеличения долговечности, в ней преобразователь деформации силоизмерительного кольца в электрический сигнал выполнен в виде токопроводящих стержней и шара, причем стержни жестко установлень с помощью изолирующих втулок по периметру силоизмерительного кольца в его диаметрально противоположных точках, а шар зажат между стержнями. 2.Месдоза по п. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что в ней в качестве преобразователей деформации силоизмерительного кольца в злектрический сигнал использованы подшипники качения, установленные по неподвижной посадке на внутренней или внутренней и внешней поверхностях силоизмерительного кольца. 3.Месдоза по п. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью обеспечения стабиль5742728,6

ности выходных характеристик, ее корпус за-1. Мееровнч И. М. и Филатов А. С. Йзмереполнен нейтральной токонепроводящей жид-кие усилий при прокатке. М., Металлургнздат,

костью, например полиэтилсилоксаном. Источники ннфоргйащш.

принятые во внимание при экспертизе

1963, с. 83.

2. Авторское свидетельство СССР № 162094, 5 к л. В 21 С 51/00, 1964 (прототт).

Фш. /