Пристрій для вимірювання зусиль у технологічному обладнанні

Пристрій для вимірювання зусиль у технологічному обладнанні, який містить осесиметричний порожній циліндричний пружний елемент стиснення з силоввідним елементом і тензорезисторами, пристрій для захисту від динамічних навантажень, який відрізняється тим, що пристрій для захисту від динамічних навантажень виконано у вигляді додаткового пружного елемента розтягання, який уявляє собою пластину з приєднаними тензорези 37652 ного елемента пружного елемента стиснення, а другий кінець приєднаний шарніром до натягувального пристрою, жорстко зв'язаного з його основою; при цьому щонайменше один приєднувальний отвір додаткового пружного елемента виконано овальним з лінійним розміром уздовж дії сили, що вимірюють, яка перевищує діаметр шарніра, не менше ніж на величину максимального переміщення внутрішньої частини силоввідного вузла у місці приєднання додаткового пружного елемента під час динамічного впливу зусилля, що вимірюється. Технічним результатом даного винаходу є створення високоточного пристрою для вимірювання зусиль у технологічному обладнанні з захистом від динамічних навантажень за рахунок введення у конструкцію пристрою додаткового пружного елемента розтягання з тензорезисторами, установленого з попереднім натягненням і шарнірно зв'язаного з пружним елементом стиснення. Новизну технічного рішення характеризує введення у порожній пружний елемент стиснення додаткового пружного елемента розтягнення з тензорезисторами, установленого з попереднім натягом і шарнірно зв'язаного з пружним елементом стиснення таким чином, що у процесі збільшення навантаження на пристрій, напруження у додатковому пружному елементі зменшується. Порівняльний аналіз технічного рішення за винаходом з іншими відомими із науково-технічної і патентної літератури рішеннями дозволяв виявити ознаки, які відрізняють рішення за винаходом від прототипу, що дає можливість авторам зробити висновок про відповідність рішення за винаходом критерію "суттєві відміни", який визначає новизну винаходу. На фіг. 1 представлено пристрій за винаходом, на фіг. 2 - розріз А-А на фіг. 1, на фіг 3 представлені зміни деформації резисторів, які виробляє ВАТ "Точмаш" у вимірювачах зусилля прокатки листів 4323Пр, на фіг. 4 - зміна деформації тензорезисторів у пристрої за винаходом. Пристрій для вимірювання зусиль у те хнологічному обладнанні складається з пружного елемента стиснення 1, який являє собою осесиметричний порожній циліндр, верхня частина якого є силоввідним елементом, до якого приєднаний штуцер 2 з шарніром 3, який є місцем приєднання одного кінця додаткового пружного елемента розтягання 4, який має значно меншу жорсткість, ніж пружний елемент стиснення 1 з тензорезисторами 5, з'єднаними в міст Уітсона і розтягненими уздовж поздовжньої осі пружного елемента стиснення 1; другий кінець додаткового пружного елемента розтягання 4 за допомогою шарніра 6 з'єднаний з ніпелем 7 натягувального пристрою, який містить фігурну гайку 8, центральну опору 9 та фланець 10, жорстко з'єднаний з основою пружного елемента стиснення 1. Порожнина пружного елемента стиснення 1 зачинена кришкою 11 і п'я тою 12. Нижній отвір 13 у пружному елементі роз тягання 4 має форму овалу (фіг. 2), при цьому його лінійний розмір "к" перевищує діаметр шарніра 6 на величину, не меншу ніж переміщення шарніра 3 під час дії наперед заданого (наприклад, номінального) навантаження. Робота пристрою здійснюється таким чином. У пружний елемент стиснення 1 вбудовують пружний елемент розтягання 4 (попередній натяг заданої величини контролюють по величині сигналу тензорезисторів), наприклад, установлюють його таким чином, щоб під впливом зусилля на пружний елемент стиснення 1, яке перевищує номінальне на 10%, напруга у додатковому пружному елементі розтягання 4 ставала рівною нулю. Після цього здійснюють стопоріння фігурною гайкою 8 натягувального пристрою, компенсують сигнал тензорезисторного моста і приймають його за умовний нуль. Під впливом зусилля, що вимірюють, буде здійснюватися деформація пружного елемента стиснення 1 та зменшува тися напруження у додатковому пружному елементі розтягування 4, що викличе зменшення деформації тензорезисторів, що до нього приєднуються, і зміну ви хідного сигналу тензомоста, який пропорційний силі, що вимірюється. Під впливом динамічних навантажень, які перевищують номінальне зусилля (або наперед визначене зусилля), відбудеться розмикання силового ланцюга додаткового пружного елемента. На фіг. 3 показана деформація тензорезисторів, які виробляють у ВАТ "Точмаш" у вимірювачах зусиль прокатки типа 4323Пр. На фіг. 4 представлені деформації тензорезисторів у пристрої, що пропонується. Оскільки прокатні стани практично працюють цілодобово, застосування конструкції, що пропонується, значно покращить роботу тензорезисторів, закріплених на додатковому пружному елементі розтягнення, тому що вони більшу частину часу будуть знаходитися в галузі більш низьких деформацій, які із зростанням навантаження зменшуються, а під час динамічних навантажень деформація тензорезисторів буде зменшуватися до нуля. Використання пристрою, що пропонується, запобігає передаванню надмірних динамічних навантажень на додатковий пружний елемент і, отже, відпадає необхідність використовувати тензодатчики з підвищеним номінальним навантаженням, яке у два рази перевищує силу, що вимірюється. Так, у теперішній час, наприклад, під час навантаження 250 т, що вимірюється, використовують тензодатчики на навантаження 500 т. При цьому, якщо похибка зусиль прокатки складає ±1%, похибка у всьому діапазоні навантажень складе ±5 т. Пристрій, що пропонується, використаний у робочому проекті пристрою для вимірювання зусиль у те хнологічному обладнанні 7323 Пр. 2 37652 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 3 37652 Фіг. 4 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4