Устройство для измерения усилий Советский патент 1981 года по МПК G01L1/06 

Изобретение относится к силОизмерительной технике и может быть испол зовано во всех отраслях народного хо зяйства для измерения усилий путем увеличения деформации базрвой детгши Известны механические тензометры, увеличивающие деформацию базовой детсши с помощью рычагов на ножевых опорах. Последние уменьшают разброс коэффициента трения скольжения и тем самым повышают чувствительность устройства til Однако ножевые опоры быстро изнашиваются, из-за чего теряется точность измерения. Кроме того, механические тензометры мгшо пригод1Ш для работы в условиях ударных нагрузок. Наиболее близким по технической сущности является преобразователь усилий, содержащий корпус силоприемный и силопередаквдий штоки, регист ратор и передаточный механизм С2. Недостатком этого устройства явля ется низкие чувствительность и точность вследствие непостоянства коэффициента усиления. Цель изобретения - повышение чувс вительности и точности измерения. Поставленная цель достигается тем что передаточный механизм выполнен в виде двух последовательных ступеней, каждая из которых выполнена в виде цилиндрического тела, размещенного между опорами с цилиндрическими поверхностями равных радиусов, причём первая ступень имеет выпуклые опоры, а вторая - вогнутые, а каждая из опор снабжена выступом ориентации цилиндрического тела в направлении передачи усилия. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид с разрезом А-А; на фиг.2 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 1. Выполнение ступени усиления деформации в виде сочетания цилиндрического ролика с опорами в виде цилиндрических поверхностей равных радиусов позволяет ос1т1ествить центроидный характер движения, обеспечивающий трение качения контактирующих поверхностей. При этом радиус опор должен быть больше радиуса ролика в два и более раза, чтобы предотвратить соскальзывание контактирующих поверхностей. Качение контактирующих поверхностей друг по другу создает возможность перейти к небольшим 6-15 ) углгии первоначального положения мест контакта и получить коэффициент усиления деформации 6-20 на каждой ступени. Поскольку коэффициент усиления уменьшается с увеличением угла между направлением движения опоры и нормально к контактирующим поверхностям, то для обеспечения постоянного коэффициента усиления деформации базовой деташи введена ступень с вогнутыми поверхностями опор. Выступы на опорах, высота которых находится в пределах от 1, 2 до 2 радиусов ролика, позволяют точно и надежно фиксировать начальное положение звеньев устройства. Шариковые направляющие обеспечиBarof самоустанавливаемость звеньев устройства и компенсацию погрешносте изготовления. Устройство устанавливается между кронштейнами 1 и 2 базовой детали. К кронштейну 2 неподвижно крепится корпус 3 с крышкой 4, в которой расположен шток 5. На шток 5 напрессова на верхняя опора 6, контактирующая с цилиндрическим роликом 7, который, в свою очередь, контактирует с нижней опорой 8, расположенной на шарнирах с подкладкой 10. Нижняя опора 8 вогн той поверхностью контактирует также с цилиндрическим роликом 11. Последний контактирует с вогнутой поверхностью опоры 12, расположенной на ша риках 13 с подкладкой 14. Опора 12 поджимается сферической пятой штока 15 с пружиной 16. Шток 1 связан с регистратором 17. Устройство работает следующим образом. Деформация базовой детали при помощи кронштейнов 1 и 2 передается штоку 5. Верхняя опора б, соединенная со штоком 5, передает эту деформацию через цилиндрический ролик 7 опоре 8. При этом ролик 7 обкатывает поверхности верхней 6 и нижней 8 опор, вызывая перемещение нижней опо ры 8 по ряду шариков 9. Это перемеще ние воспринимается и усиливается вто рой ступенью в результате перекатыва ния цилиндрического ролика 11 по поверхности опор 8 и 12, вызывая перемещение опоры 12 в вертикальном направлении вдоль ряда шариков 13. Опора 12, перемещаясь, воздействует через шток 15 на пружину 16. При этом первоначальное натяжение пружин выбирается таким, чтобы были выбраны все зазоры в кинематической цепи от кронштейна 1 до гнезда в крышке 4 под пружину 16f При перемещении опоры 12 происходит перемещение штока 15, который воздействует на регистратор 17, фиксирующий измеряемое усилие, а в случае перегрузки пресса его остановку. Предлагаемое устройство, имеет прешлущество по сравнению с известным, так как обладает высокой чувствительностью и точностью измерения, при этом в устройстве в качестве переда- . точных звеньев используются серийно выпускаемые ролики и шарики, что снижает стоимость самого устройства к упрощает его конструкцию. Формула изобретения Устройство для измерения усилий, содержащее корпус, силоприемный и силопередающий штоки, регистратор и передаточный механизм, отличающ е е с я тем, что , с целью повышения чувствительности и точности измерения, передаточный механизм выполнен в виде двух последовательных ступеней, каждая из которых выполнена в виде цилиндрического тела, размещенного между опорами с цилиндрическими поверхностями равных радиусов, причем первая ступень имеет выпуклые опоры, а вторая - вогнутые, а каждая из опор снабжена выступом ориентации цилиндрического тела в направлении передачи усилия. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гончаров, С.П. и др. Измерение напряжений и усилий. М., Машгиз, 1955, с. 13,14. 2.Авторское свидетельство СССР 348893, кл. G 01 L 1/06, 29.12.69 (прототип).