Устройство для измерения осевой силы Советский патент 1982 года по МПК G01L5/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВОЙ СИЛЫ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, при измерении осевой (продольной) силы, действующей на модель, помещенную в поток аэродинамической трубы.

Известны устройства для измерения сил в аэродинамических установках, содержащие крестообразные пластины с ободом для замера осевой силы и пластины для замера подъемной силы, расположенные между крестообразными пластинами и соединенные с державкой 1.

Однако данные устройства не обладают достаточной прочностью и жесткостью, так как имеют один диск с крестообразными пластинами. Кроме того, они имеют узкий диапазон измерений .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению яЬляется устройство для измерения осевой силы, содержащее коаксиально расположенные державку, поршень, втулку и измерительные элементы, выполненные в виде дисков с радиальными пластинами, на которых размещены тензодатчики 2.

Недостатками известной конструкции являются ограниченный диапазон измерений и невысокая точность.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство .введены гайка с упором на торце, установленная на

10 втулке, и дополнительный измерительный элемент, размещенный параллельно одному из основных и выполненный в виде диска с радиальными пластинами, установленными консольно и

15 контактирующими с упором, на которых расположены тензодатчики, причем измерительные элементы закреплены на порине и имеют различную жесткость.

20

Кроме того, основные измерительные элементы повернуты относительно друг друга на заданный угол.

На фиг. 1 представлено устройство для измерения осевой силы, общий

25 вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. I; на фиг. 4 - узел I на фиг. Ij на фиг. 5 - узел II на фиг. 1; на фиг.б|Измерительный элемент (диск), общий 1вид; на фиг. 7 - то же, вид Ьверху

30 на фиг. 8 - дополнительный измерител ный элемент (диск); на фиг. 9 - то же, вид сверху. Устройство содержит поршень 1, на котоЕаай устанавливают модель 2, соединенный с втулкой 3 через тонкостенные измерительные элементы 4 и 5 в виде дисков, выполненные с наружным кольцом 6 и внутренним 7, между которыми установлены радиальные плас тины 8. Диски 4 и 5 жестко закреплены по торцам поршня 1. Внутренние кольца 7 дисков 4 и 5 крепятся к втулке 3 при помощи распорной обоймы 9 и гайки Ю, размещенных на втул ке 3. Диск 5 установлен на расстояНИИ от торца поршня 1 и закреплен с помощью лепестков 11, вырезанных из тела поршня 1, путем их завальцовки на наружное кольцо б диска 5. Параллельно диску 5 на торце поршня 1 установлен измерительный элемент в виде диска 12 с наружным кольцом 13 и буртом 14, причем диск 12 также закреплен на торце пордня 1, как и диск 5, т.е. завальцован торцовой кронкой поршня 1. Диск 12 может быть выполнен с двумя или более пластинами 15, симметрично расположенными относительно продольной оси поряня 1, консольно закрепленными к наружному кольцу 13 диска 12. На диски 4,5 и 12 наклеены тензодатчики 16. Толщина S и S радиальных пластин 8 и 14 дисков 4,5 и 12 соответственно может быть разной в зависимости от поставленной цели. Для регулирования диапазона измерений, на втулке 3 расположена гайка 17, на торце которой выполнен упор 18, например, в виде заостренного кольцевого уса, который крепится контргайкой 19. Упор 18 гай ки 17 контактирует с пластинами 15 диска 12. Втулка 3 вместе с поЕШнем 1, дисками 4,5 и 12 и гайками 10,17 и 19 размещена на державке 20 при по мощи гаек 21 и 22. Для увеличения жесткости в радиальном направлении диски 4 и 5 смещены относительно дру друга, например, на угол 45 . Устройство работает следующим образом. Предварительно на поршень 1 крепят модель 2, державку 20 устанавливают в подвеску рабочей части аэро динамической трубы. Провода от тензодатчиков 16 выводят через державку 20 на регистрирукяцую аппаратуру, причем перед установкой устройства в аэродинамическую трубу его градуируют на специальном стенде на ожидаемые нагрузки, а гайку 17 с упором 18 размещают с необходимым зазором по отношению к пластинам 16 диска 12. Закрепляют гайку 17 с помощью контргайки 19 в требуемом положении. После подачи рабочего потока на модель 2 поршень 1 начнет перемещаться слева направо. Радиальные пластины 8 дисков 4 и 5 под действием нагрузки прогибаются, тензодатчики 16 вьздают сигнал на регистрирукадую аппаратуру с записью на самописец. После увеличения нагрузки на модель 2 зазор между упором 18 и пластинами 16 исчезает за счет прогиба радиальных пластин 8 дисков 4 и 5 и тогда начинают работать пластины 16 диска 12 на новую большую .нагрузку с записью на аппаратуру. Нагрузки расшифровываются и сравниваются с градуированными нагрузками, после чего вьадаются фактические нагрузки, действующие на модель. Таким образом предлагаемое уст1ройство позволяет увеличить точность измерений, значительно расширить диапазон измеряемых нагрузок и проводить испытания как на целиковых моделях, так и на их составных частях (элементах) . Формула изобретения 1.Устройство для измерения осевой силы, содержащее коаксиально расположенные державку, поршень, вгулку и измерительные элементы, выполненные в виде дисков с радиальными пластинами, на которых размещены тензодатчики, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений и повышения точности, в него введены гайка с упором на торце, установленная на втулке, и дополнительный измерительный элемент, размещенный параллельно одному из основных и выполненный в виде диска с радиальными, пластинами, установленными консольно и контактирующими с упором, на которых расположены тензодатчики, причем измерительные элементы закреплены на поршне и имеют различную жесткость, 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что основные измерительные элементы повернуты относительно друг друга на заданный угол. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 344313, кл. G 01 М 9/00,18.01.71. 2.Авторское свидетельство СССР 542926, кл. G OJ L 5/16,12.04.74 (прототип).

10 If

A-A

Б-Б

«4.5 Фиг.$ . Фиг.7 Фиг.9 Фиг,$