Устройство для измерения силы Советский патент 1982 года по МПК G01L5/13 

Изобретение относится к технике измерений и испытаний и может быть использовано для обеспечения измерений больших сил.

Известно устройство для измерения силы, содержащее группу (два и более) датчиков силы, установленных на опорном основании, и силопередающую плиту, свободно лежащую на датчиках силы 1.

Однако применение известного устройства ограничено, так как оно может быть использовано только при вертикальном нагружении и при свободно лежащей на датчиках силы силопередающей плите. Кроме того, из-за разной высоты и жесткости датчиков силопередающая плита при работе перекашивается, что приводит к неточности измерения силы и неравномерному нагружению датчиков силы.

Известно устройство для измерения силы, содержащее группу датчиков силы, установленных на опорном основании, силопередающую плиту и виитовые домкраты, установленные под каждым датчиком для компенсации различной высоты датчиков 2.

Недостатками этого устройства являются ограниченные возможности

применения, так как оно может быть использовано только при вертикальном нагружении и при закрепленной к прессу или свободно лежащей на датчикб1Х силопередающей пл11те, а также неравномерность нагружения датчиков силы и неточность измерения силы из-за разной жесткости датчиков.

10

Цель изобретения - повышение точности измерения силы.

Эта цель достигается тем, что датчики силы расположены на введенных в устройство стержнях, установ15ленных в выполненных в опорном основании направ.пяю1цих гнездах, причем в стержнях выполнены отверстия, в которых размещены клинья, образующие со стержнями клиновую переда20чу, соединенные между собой кольцом и установленные на опорном основании.

С помощью стержней, помещенных в гнезда опорного основания, клиньев 25 и кольца, соединяющего клинья,обеспечивается равномерность нагружения датчиков.

С помощью направляющего корпуса исключается перекос силопёредающей

30 плиты при смещении силы относительно ее центра, что также обеспечивает равномерность нагружения датч ков. Кроме того, расположение силопередающей плиты в направляющем корпусе обеспечивает использование устройства в любом положении. На чертеже показано устройство, общий вид. Устройство содержит опорное основание 1, в котором выполнены гнезда под стержни 2. Датчики 3 силы закреплены на стержнях 2 и сопри касаются с силопередающей плитой 4 которая расположена в направляющем корпусе 5, неподвижно соединенном с опорным основанием 1. В стержнях 2 выполнены окна с наклонной поверхностью относительно оси, через кото рые .пропущены клинья б, соединенные болтами 7 с кольцом 8, Перемещение силопередаюшей плиты 4 в направляющем корпусе 5 обеспечи вается за счет применения шариков 9 распределенных в сепараторе 10. Пер мещение силопередающей плиты 4 в направляющем корпусе 5 можно также обеспечить за счет применения, напр мер, мембран и других элементов. Дл удержания шариков 9 с сепаратором 10, а также для предохранения от попадания на них грязи, влаги и т.д применяются эластичные резиновые диафрагмы 11. С целью удержания силопередающей плиты 4 в направляющем корпусе 5 на свободном торце послед него установлено ограничительное кольцо 12. . Устройство соединено с силовоэбудителем 13 с помощью резьбового хвостовика 14, а для компенсации перекосов упорной стенки 15 применена сферическая пята 16. Устройство может быть выполнено с тремя и более датчиками силы. Устройство работает следующим образом. При создании силовозбудителем силы Р, которую необходимо измерить датчики нагружаются силами Р и Р От действия сил Р и Р клинья 6 выталкиваются силами Т и Tj, кото рые уравновешиваются общим кольцом 8. Равновесие возможно только при условии равенства сил Р и Р., так как только при этом условии силы Т и Tg равны. Предположим, сила Р больше силы Р, тогда сила Т больше силы Tj. При этом условии клин А переместится в направлении силы Т. Так как клинья 6 связаны с кольцом 8 болтами 7, то кольцо также переместится в направлении силы Т и потянет за собой клин Б. От перемещения клиньев А и Б датчик В опустится, при этом уменьшится сила Р,, , а датчик Г поднимется, при этом увеличится сила Р. Перемещение кольца 8 и клиньев б будет производиться до тех пор, пока сила Р станет равна силе Р. Таким образом, силы, действующие на датчики, уравновешиваются автоматически. В .предлагаемом устройстве равноМерность нагрузки на датчики силы устанавливается автсяиатически, поэтому неравномерность распределения нагрузки может быть уменьшена по сравнению с прототипом более чем на 25%. Формула изобретения Устройство для измерения силы, содержащее корпус, опорное основание. датчики силы и силопередающую плиту, отличающееся тем г чтo с целью повышения точности измерения, датчики силы расположены на введенных в устройство стержнях, установленных в выполненных в опорном основании направляющих гнездах, причем в стержнях выполнены отверстия, в которых размещены клинья, образующие со стержнями клиновую передачу,соединенные между собой кольцом и установленные на опорном основании. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Талалаев Г.А. Методическая погрешность измерения силы группой параллельно нагруженных датчиков. Измерительная техника , 1980, 4. 2.Леонов Г.И. Исследование пресса ИПС-1000.-Метрология и измерительная техника, 1975, 5, (прототип) .