Устройство для измерения сил Советский патент 1980 года по МПК G01L1/22 

1

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения усилий опорных подшипников паровых турбин.

Известно устройство для измерения опорных нагрузок - преобразователь деформации от валопровода работающей турбины, состоящий из силоизмерительного злемента в виде ненагруженной катушки с тензометрами {1.

Недостатком зтого устройства является изменение жесткостных характеристик опорных элементов, вызванное применением зтого преобразователя деформации. Выход из строя измерительного элемента вследствие усталости либо ползучести материала порождает расцентровку турбоагрегата.

Цель изобретения - повышение чувствительное™ устройства.

Для достижения этой цели силоизмерительный брус вьшолнен с двумя прорезями, образующими консольную балку, к свободному концу которой прикреплены соединенные с брусом своими концами тензорезисторы, измерительные базы которых равны ширине прорезей, причем у основания консольной балки вьшолнено отверстие, образующее с прорезями упругие шарниры.

Для упрощения конструкции устройства силоизмерительный элемент может быть вьшолнен непосредственно в теле силопередающего элемента при помощи двух прорезей и выборки перпендикулярной оси бруса и образующей площадку нагружения силоизмерительного элемента.

На фиг. I изображен упругий элемент с теизорезисторами; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант упругого элемента, продольный разрез; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - вид В на фиг. 4.

На силопередающем элементе 1 (фиг. 1) установлены преобразователи деформации - упругие силризмерительные элементы 2, укрепленные в силопередающем элементе сваркой. Элемент 2 с сечением двутавра имеет консольный брус 3, образованный поперечными прорезями 4 и 5 в стойке 6 двутавра и отверстием 7, причем, брус связан со стойкой упругими щарнирами 8 и 9. В верхней части двутавра предусмотрен выступ 10 шириной h. На торцовой части бруса, на упругих подножках 11 наклеены тензометры 12. В примере выполнения упругого элемента зао1цно с силопередающим элементом (фиг. 3брус образован двумя дополнительными вертнкальными прорезями 13, в торцовой части силопередаюшего элемента (фиг. 5) - вертикальной выборкой 14 (фиг. 4) и поперечным свер лением 15 и 16 (фиг. 3), формирующими так же упругие шарниры 17 и 18, аналогичные шарнирам элемента на фиг.1. Выступ 19 (аналоги ный выступу на фиг.1) образован обнизкой 20 и , выборкой 14. Выступы образуют площадки нагру жения элемедта. Сверлетие служит для регулиров ки х есткости шарнира. Принцип работы устройства следующий. Усилия, передаваемые через силопередающи элемент . 1, заставляют деформироваться элемен ты 2 на величину Е Е F где Е - относительная деформация силопередающего элемента; сила, приходящаяся на один силопередаюищй элемент; модуль силопередающего элемен рабочая площадь силопередающег элемента. Конструкция силоизмерительного элемента . позволяет увеличить деформацию базы тензо, метра согласно соотношению: высота силопередающего элемент ширина прорези; расстояние от конца консоли до шарнира; расстояние между шарнирами.

а

Фш,1 Множитель 2 учитывает работу одного из датчиков на растяжение, а второго - на сжатие при полумостовой схеме нх коммутации. Жесткость упругих шарниров выбирается пренебрежимо малой по сравнению с жесткостью бруса. Для получения интегральной характерис-: тики нагруже шости силопередающего элемента ; 1 все тензорезисторы могут быть соединены в цепь. Предлагаемое устройство позволяет при указанных (фиг. 1-5) размерах получить коэффициент усиления: k 200 - 300. Формула изобретения 1.Устройство для измерения сил, содержащее силопередающий и, выполненный в виде консольно закрепленного бруса, силоизмерительный элемент, и тензометрические преобразователи деформаций, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, силоизмерительньш брус вьпюлнен с двумя прорезями, образующими консольную балку, к свободному концу которой прикреплены соединенные с брусом своими концами тензорезисторы, измерительные базы которых равны щирине прорезей, причем у основания консольной балки выполнено отверстие, образующее с прорезями -упругие шарниры. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что силоизмерительньш элемент выполнен в теле силопередаюшего элемента при помощи двух прорезей и выборки перпендикулярной оси бруса и образующей площадку нагружения силоизмерительного элемента. Источники информации, принять1е во внимание при экспертизе 1. Исследование опорных реакций и расцентровок валопровода во время работы турбоагрегата К-300-240. -Отчет ХТГЗ N Л-3578, 1975 (прототип).

:

11

/

/

w nl

Фае.

,/

/6

v/v.

/5

Фие.л

1ЖГ

л ,

гд

4t

I I

Фи2.

ttf.

/5

Vus..ff