Устройство для измерения механических напряжений Советский патент 1981 года по МПК G01B7/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

1

Изобретение относите к измерительной технике, а. именно к измерению механических напряжений по изменению магнитной проницаемости напряженного ферромагнитного материала, и может использоваться в различных отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения неэлектрических параметров по изменению магнитной проводимости контролируемых ферромагнитных изделий. Оно содержит П-образный магнитопровод, возбуждающую и из яepительную обмотки, охватывающие полюсные стержни магнитопровода LlJ.

В известном устройстве выходной сигнал на измерительной обмотке приотсутствии механических напряжений не равен нулю, а имеет некотор е начальное значение. Это вынуждает использовать дополнительные элементы для компенсации начального значения выходного сигнала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения механических напряжений, содержащее корпус, закрепленный на нем магнитопровод, выполненный в виде крестообразного основания с четырьмя поНАПРЯЖЕНИЙ

, люсными стержнями на краях основания и одним пoлюcны л стержнем в центре, оси стержней перпендикулярны основанию и размещены по одну

его сторону, закрепленные на корпусе возбуждающую обмотку, охватывающую средний стержень, и две измерительные обмотки, включенные

. встречно и охватывающие два днамет рально расположенных стержня t2J.

В этом устройстве начальное значение выходного сигнала компенсируется за счет встречного включения измерительных обмоток. Однако-опи15 санное устройство обладает -невысокой точностью за счет влияния подполюсных зазоров, возникающих из-за неровностей поверхности объекта измерения.

20 Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения подполюсных зазоров.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения механических напряжений снабжено упругим элементом, размещенньт1 между корпусом и основанием магнитопровода со стороны, свободной от полюсных стержней, направляющими, предназначенными

30 для поступательного перемещения полюсных стержней перпендикулярно основанию и закрепленньв и на корпусе, а на концах участков основания между стержнями и на соединяемых с ними концах полюсных стержней выполнены пазы и выступы, входящие в них с зазором, соединенные осью, образующие шарниры для обеспечения поворота участков основания магнитопровода в плоскости, проходящей через оси диаметрально расположенных полюсных стержней.

При таком выполнении устройства для измерения механических напряжений все полюсные стержни обладают возможностью перемещаться вдоль своей оси и оказываются подпружиненными Благодаряэтому полюсные стержни устанавливаются с меньшим подполюсныгд зазором на неровных испытуемых поверхностях детали, чем в известном устройстве.

На фиг. 1 приведено устройство для измерения механических напряжений, продольный разрез; на фиг.2 то же,поперечный разрез (разрез А-А на фиг.1).

Устройство для измерения механических напряжений содержит корпус 1 На корпусе 1 с помощью упругого элемента 2 закреплен магнитопровод, выполненный в виде крестообразного основания с четырьмя участками 3-6, и четырьмя полюсными стержнями 7-10 на краях основания. В центре основания размещен средний полюсный стержень 11. Свободные концы полюсных стержней 7-11,полусферичны. Оси стержней перпендикулярны основанию магнитопровода, а сами-стержни размещены по одну его сторону.

На концах участков 3-6 основания и на соединяемых с ними концах полюсных стержней 7-11 выполнены пазы и выступы, входящие в них с зазором, соединенные осью 12. Они образуют шарниры для обеспечения поворота участков 3-6 основания магнитопровода в плоскости, проходящей через оси соответствующих диаметрально расположенных полюсных стержней.

Устройство снабжено направляющими, предназначенными для поступательного перемещения по ним полюсны стержней перпендикулярно основанию. Направляющие выполнены в виде отвердтий в дне 13 корпуса, в которые вхоАят полюсные стержни 7-10.

На корпусе к его дну 13 закреплена возбуждающая обмотка 14, охватывающая средний полюсный стержень 11 и две измерительные обмотки, включенные встречно. Одна из них своими полуобмотками 15 и 16 охватывает диаметрально противоположные стержн 7 и 9, а другая полуобмотками 17 и 18 охватывает стержни 8 и 10.

Устройство работает следующим образом.

Нажатием корпуса 1 устройство прижимают к поверхности исследуемой детали. Благодаря возможности с перемещения и подпружиненности полюсные стержни полусферическими контактами плотно прижимаются к поверхности при любой ее неровности.Возбуждающую обмотку 14 присоединяют

к источнику переменного тока.При изотропных магнитных свойствах материала детали по стержням 7, 9 и 8, 10 потекут одинаковые магнитные потоки, а на полуобмотках 15,16 и 17, 18 будут наводиться одинаковые

5 сигналы. Благодаря встречному включению измерительных обмоток выходной сигнал будет равен нулю.

При наличии механических напряжений магнитная проницаемость на

0 участках детали между стержнями 7, 9 и 8, 10 окажется не одинаковой и на зажимах двух измерительных обмоток возникнет разностный сигнал. Если линии между стержнями

5 7, 9 и 8, 10 ориентированы по

главным механическим напояжениям, то разностный выходной сигнал будет пропорционален алгебраической раз- ности главных Нслряжений.

Использование предложенного датчика позволит значительно повысить точность прочностных испытаний деталей машин.

Формула изобретения

Устройство для измерения механических напряжений, содержащее корпус, закрепленный на нем магнито0 провод, выполненный в виде крестообразного основания с четырьмя полюсными стержнями на краях основания и одним полюсным стержнем в центре, оси стержней перпендикулярны основанию и размещены по одну

его сторону, закрепленные на корпусе возбуждающую обмотку, охватывающую средний стержень, и две измерительные обмотки, включенные встречно

п И охватывающие два диаметрально расположенных стерхчня, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения подполюсных зазоров, оно снабжено упругим элементом, размещенным между корпусом и основанием магнитопровода со стороны, свободной от полюсных стержней, направляющими, предназначенными для поступательного перемещения полюсных стержней

0 перпендикулярно основанию и закрепленными на корпусе, а на концах участков основания между стержнями и на соединяемых с ними концах полюсных стержней выполнены пазы и

5 выступы входящие в них с зазором.

соединенные осью, образуюо1ие шарнира для обеспечения поворота участков ослования в плоскости, проходящей через оси диаметрально расположенных

полюсных стержней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Валитов А, М-3., Шилов Г.И. Приборы и методы контроля толщины покрытий. М., Машиностроение, 1970, с. 44, рис. 32.

2.Авторское свидетельство СССР 1 120357, кл. G 01 В 7/24, 1955 (прототип).

.fO

W

18