Тензодатчик вимірювання сили

1. Силоизмерительный тензодатчик, содержащий цилиндрический корпус, расположенный в нем упругий чувствительный элемент в виде растягиваемого вдоль оси полого цилиндра с силовоспринимающими концевыми участками, снабженными внутренними присоединительными резьбами, расположенным посредине цилиндра преобразовательным кольцом, на наружной боковой поверхности которого навиты и закреплены про 28315 Техническим результатом данного изобретения является повышение точности измерения за счет усовершенствования конструкции упругого чувствительного элемента, а также повышение надежности работы тензодатчика за счет введения в его конструкцию узла, защищающего преобразовательное кольцо упругого чувствительного элемента от разрушения при перегрузках. Новизну технического решения характеризует наличие на упругом чувстви тельном элементе силоизмерительного тензодатчика, стабилизирующи х фланцев, разграничивающих его концевые силовоспринимающие участки и преобразовательное кольцо, и расположенных от торцов преобразовательного кольца на расстоянии, равном половине высоты этого кольца; при этом момент сопротивления концентрическому изгибу каждого из фланцев составляет половину значения момента сопротивления концентрическому изгибу преобразовательного кольца с тензорезисторами. Кроме того, корпус силоизмерительного тензодатчика снабжен кольцом с регулируемыми упорами ограничителями деформации растягиваемого упругого элемента. Совокупность указанных признаков обеспечивает нечувствительность преобразовательного кольца упругого элемента к опорным условиям на его концевых резьбовых соединениях, а также разрушение тензодатчика при перегрузках. Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с другими, известными из научно-те хнической и патентной литературы, решениями позволяет выявить признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что дает возможность авторам сделать вывод о соотвествии предлагаемых признаков критерию "существенные отличия", определяющему новизну изобретения. На фигуре представлен предлагаемый силоизмерительный тензодатчик. Силоизмерительный тензодатчик растягивающей силы Р состоит из цилиндрического корпуса 1, концентрично расположенного в нем упругого чувствительного элемента 2, выполненного в виде полого цилиндра с преобразовательным кольцом 3 посредине и продолжающими его силопередающими оболочками 4. На цилиндрической внешней боковой поверхности преобразовательного кольца 3 навиты и закреплены проволочные тензорезисторы 5, 6, 7, 8, соединенные между собой в четырехплечный мост. Внутри силовоспринимающих концевых участков 9 упругого чувствительного элемента 2 выполнены резьбы 10 для соединения силоизмерительного тензодатчика с внешними силовводящими звеньями, например, с крюком и рымболтом (на чертеже не показаны). Между концевыми силовоспринимающими участками 9 и преобразовательным кольцом 3 выполнены разграничивающие их стабилизирующие фланцы 11. Корпус 1 образует с упругим чувстви тельным элементом 2 коаксиальную рабочую полость, герметично закрытую диафрагмой 12, защемленной по периметрам кольцами 13 и 14. Ограничитель 15 осевой деформации упругого элемента представляет собой кольцевое тело, навинченное на корпус 1, у вн утреннего контура которого расположены резьбовые регулируемые упоры 16 (не менее трех). Силоизмерительный датчик работает следующим образом. Измеряемое растягивающее усилие Р сообщается упругому чувствительному элементу 2 извне силовводящими звеньями, завинченными в его концевые силовоспринимающие участки 9. Растяжение упругого чувствительного элемента 2 сопровождается концентрической "корсетообразной" деформацией боковой поверхности преобразовательного кольца 3. При этом сопротивление тензорезисторов 5 и 8 увеличивается, а тензорезисторов 6 и 7 уменьшается. Четырехплечим мостом, составленным из тензорезисторов 5, 6, 7, 8 измеряемое усилие преобразуется в электрический сигнал. Преобразовательное кольцо 3 с его силопередающими оболочками 4 и тензорезисторами 5, 6, 7, 8 представляют собой преобразовательную область упруго го чувствительного элемента 2. От влияния на нее опорных условий концевых резьбовых соединений силовоспринимающих концевых участков 9 с внешними силовводящими звеньями распределение напряжений по виткам резьбы неравномерно (см., например, Добровольский В.А. Детали машин. Изд. 6. Госиздат технической литературы Украины, Киев, 1950, всего 784 с., часть 1, раздел ll "Распределение усилий по виткам гайки"), ее защищают жесткие стабилизирующие фланцы 11. Причем для этого необходимо и достаточно, чтобы момент сопротивления концентрическому изгибу фланца составил половину значения момента сопротивления концентрическому изгибу преобразовательног кольца 3. В случае перегрузки датчика кольцо 13 вступит своей плоскостью в контакт с торцами регулируемых упоров 16. При этом в цепи, образованной упорами 16, кольцевым телом ограничителя 15 и корпусом 1, возникает силовой поток, шунтирующий преобразовательную область упругого чувствительного элемента, что предохраняет его от перегрузки. Таким образом, предложенное техническое решение позволяет существенно снизить чувствительность датчика к порождающим погрешность опорным условиям и увеличить его надежность в работе. Предлагаемый силоизмерительнеый тензодатчик будет использован в крановых весах марки 2012ВКр-25э, предназначенных для взвешивания при технологических операцих с различными грузами. 2 28315 Фиг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3