SU1112246A1 - Device for graduating universal dynamometers - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ДИНАМОМЕТРОВ, содержащее основание с установленными на нем механизмом вращени , приводом и двухосным уровнем, датчиком угла поворота выходного вала механизма вращени , платформой с расположенными на ней фиксатором дл  креплени  градуируемого динамометра и аэростатическим подшипником, в котором размещена цилиндрическа  мера силы с осью, параллельной установочной плоскости платформы, одноосный уровень, расположенный на установочной поверхности платформы параллельно оси цилиндрической меры силы, отличающеес  тем, что, с целью расширени  пределов задаваемых сил и функциональных возможностей устройства , оно снабжено вертикальными опорами, соединенными ,с основанием посредством осей вращени , датчиком угла поворота основани , кронштейном , соединенным с платформой посредством осей вращени ,|и жестко соеди- ненным с выходньм валом механизмом вращени , приводом поворота основани  и радиальными зажимами, выполненными в ос х вращени , при этом одноосный уровень выполнен с возможностью поворота на 90 в плоскости платформы , аэростатический подшипник охватыg вает цилиндрическую меру сипы равномерно по периметру сечени , оси (Л вращени , соедин ющие кронштейн с платформой, параллельны установочной плоскости платформы и расположены под углом 90 к оси цилиндрической § меры силы, а ось выходного вала механизма вращени  расположена под углом. 90 к основанию и ос м вращени , соедин ющим основание с вертикальными э опорами и кронштейн с платформой. tsO 4 аA DEVICE FOR GRADING UNIVERSAL DYNAMOMETERS containing a base with a rotation mechanism installed on it, a drive and a two-axis level, a rotation angle sensor of the output shaft of the rotation mechanism, a platform with a lock located on it for fastening a graduated dynamometer and an aerostatic container in which a cylinder is placed. parallel to the installation plane of the platform, a uniaxial level located on the mounting surface of the platform parallel to the axis of the cylindrical The measure of force, characterized in that, in order to expand the limits of the specified forces and functional capabilities of the device, it is provided with vertical supports connected to the base by means of rotation axes, a rotation angle sensor of the base, a bracket connected to the platform by rotation axes, and rigidly a rotation mechanism connected to the output shaft, a rotational drive of the base and radial clamps made in the axes of rotation, the uniaxial level being able to rotate by 90 in the plane of the boards Forms, aerostatic bearing covers a cylindrical CIP measure evenly around the perimeter of the section, axis (L of rotation, connecting the bracket to the platform, parallel to the mounting platform of the platform and located at an angle of 90 to the axis of the cylindrical force measure, and the axis of the output shaft of the rotation mechanism is at an angle . 90 to the base and the axis of rotation connecting the base with vertical e-supports and the bracket with the platform. tsO 4 a

Description

Изобретение относитс  к измерител ной технике и может быть применено дл  градуировки универсальных динамр метров на малые силы. Известно устройство, примен емое дл  град5гировки универсальных динамо 1метров, которое содержит основание, штангу, траверсы с установленными на них мерами.силы, устройство дл  реверсировани . Воспроизводима  уста новкой сила, прикладываема-  к динамо метру во врем  его градуировки, создаетс  весом штанги и навешенными на нее мерами силы. Изменение направлени  действующей на динамометр силы осуществл етс  путем установки между динамометром и штангой реверсора- flj, Устройст.во не позвол ет получить малую дискретность воспроизведени  силы, точность его снижена, так как не удаетс  точно совместить ось штан ги и силовую ось динамометра при изменении направлени  действи  силы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устрой ство, используемое дл  градуировки универсальных динамометров на малые силы, содержащее основание, на котором расположен механизм вращени , привод, двухосный уровень. Выходной вал механизма вращени  расположен параллельно основанию. На выходном валу механизма вращени  расположена платформа, на которой установлен подшипник . На подшипнике размещена мера силы, силова  ось которой параллельна установочной плоскости платформы и образует с выходным валом механизма вращени  угол 90. На установочной поверхности платформы расположен также фиксатор дл  креплени  градуируемого динамометра и одноосньй уровень с«осью, параллельной силовой оси меры силы. Устройство также снаб- жено датчиком угла поворота выходного вала механизма вращени  |2j. Недостатками известного устройства  вл ютс  невозможность изменени  верхнего предела воспроизведени  силы устройством в сторону мальк сил при сохранении посто нного закона изменени  точности устройства в диапазо не от нул  до любого верхнего предела , а также недостаточна  точность. Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности изменени  верхнего предела устройства в сторону мгшых сил и повьшение его точности. Эта цель достигаетс  тем, что устройство дл  градуировки универсальных динамометров, содержащее основание с установленными на нем механизмом вращени т, приводом и двухосным уровнемf датчиком угла поворота выходного вала механизма вращени , платформой с расположенньвда на ней фиксатором дл  креплени  градуируемого динамометра и аэростатическим подшипником , в котором размещена цилиндрическа  мера силы с осью, параллельной установочной плоскости платформь, одноосный уровень, расположенный на установочной поверхности платформы параллельно силовой оси цилиндрической меры силы, снабжено вертикальными опорами, соединенными с основанием посредством осей вращени , датчиком угла поворота основани , кронштейном , соединенным с платформой посредством осей вращени , и жестко соединенным с выходным валом механизмом вращени , приводом поворота, основани  и радиальными зажимами, вьшолненными в ос х вращени , при этом одноосный уровень выполнен с возможность о поворота на 90 в плоскости платформы , аэростатический подшипник выполнен охватьгоающим цилиндрическую меру силы равномерно по периметру сечени  оси : вращени , соедин ющие крон- штейн с платформой, параллельны установочной плоскости платформы и расположены под углом к оси цилиндрической меры силы, а ось выходного вала механизма вращени  расположена под углом 90 к основанию и ос м вращени , соедин ющим .основание с вертикальными опорами и кронштейн с платформой. На фиг. 1 представлена схема устройства/ на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. U на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Устройство содержит основание 1, на котором расположен привод 2 и механизм 3 вращени . Выходной вал 4 механизма 3 вращени  расположен под углом к установочной плоскости 5 основани  1, на которой установлен двухосный уровень 6. Основание 1 при помощи осей 7 вращени  соединено с вертикальными опорами 8. Одна ось уровн  6 расположена в плоскости,перпендикул рной ос м 7, Втора  ось под углом 90 к первой оси уровн . Датчик 9 угла поворота выходного вала механиг.ма вращени  состоит из статора 10, закрепленного жестко на основании 1, и ротора 11 закрепленного на валу Д. Датчик 12 угла поворота основани  состоит из статора 13, закрепленного на опоре 8, и ротора 14. закрепленного на оси 7. На выходном валу 4 жестко закреплен кронштейн 15. С кронштейном 15 при помощи осей 16 вращени  соединена платформа 17j установочна  плоскость 18 которой параллельна ос м 16. На плоскости 18 установлен фиксатор 19 дл  креплени  градуируемого динамометра 20. аэростатический подшипник 21, ось которого параллельна плоскости 18 и образует угол 90 к ос м 16. Подшипник 21 обхватывает цилиндрическую меру 22 силы, при этом его ось совпа1дает с силовой осью меры 22 силы. Одноосный уровень 23 установлен на плоскости 18 так. что его ось параллельна силовой оси цилиндрической меры 22 силы и имеет возможность поворота на в плоскости 18. Платформа 17. соединена с кронштейном 15 при помощи привода поворота платформы , выполненного в В1ще микрометрического винта 24, а основание 1 с опорой 8 при помощи привода поворота основани , выполненного в виде микрометрического винта 25. Концы |осей 7 и 16 вращени  вьшолнены в виде цанги и внутренней резьбы, в каж:дую из которой ввинчены радиальные зажимы 26. Ось выходного вала 4 расположена под углом 90° к установочной плоскости 5 основани  1 и ос м 7 и 16 вращени .The invention relates to a measuring technique and can be applied for the calibration of universal dynamometers of meters to small forces. It is known a device used for grading universal 1-meter dynamos, which contains a base, a bar, traverses with mounted measures of force, a device for reversing. The reproducible force, applied to the dynamo meter during its calibration, is created by the weight of the barbell and the measures of force attached to it. The direction of the force acting on the dynamometer is changed by setting the reverse-flj between the dynamometer and the rod. The device does not allow to obtain a small discreteness of reproduction of the force, its accuracy is reduced, since it is not possible to accurately combine the axis of the rod and the force axis of the dynamometer when the direction is changed. act forces. The closest to the invention to the technical essence is the device used for the calibration of universal dynamometers for small forces, containing the base on which the rotation mechanism is located, the drive, a biaxial level. The output shaft of the rotation mechanism is parallel to the base. On the output shaft of the rotation mechanism is a platform on which the bearing is mounted. The bearing contains a measure of force, the force axis of which is parallel to the mounting plane of the platform and forms an angle of 90 with the output shaft of the rotation mechanism. A clamp is also located on the mounting surface of the platform for fastening the graduated dynamometer and a uniaxial level with the axis parallel to the force axis of the force measure. The device is also equipped with an angle of rotation sensor for the output shaft of the rotation mechanism | 2j. The disadvantages of the known device are the impossibility of changing the upper limit of reproduction of force by the device towards fry forces while maintaining a constant law of changing the accuracy of the device in the range from zero to any upper limit, as well as insufficient accuracy. The aim of the invention is to provide the possibility of changing the upper limit of the device towards the instantaneous forces and increasing its accuracy. This goal is achieved by the fact that a device for calibrating universal dynamometers, containing a base with a rotation mechanism installed on it, an actuator and a two-axis level with a rotation angle sensor of the output shaft of the rotation mechanism, a platform with a clamp located on it to fasten a graduated dynamometer and an aerostatic bearing in which there is a cylindrical force measure with an axis parallel to the platform mounting plane, a uniaxial level located on the platform mounting surface pa allele of the force axis of a cylindrical force measure, provided with vertical supports connected to the base by means of rotation axes, a rotation angle sensor of the base, a bracket connected to the platform by rotation axes, and a rotation mechanism rigidly connected to the output shaft, a rotation drive, a base and radial clamps filled in the axis of rotation, while the uniaxial level is made with the possibility of rotation by 90 in the plane of the platform, the aerostatic bearing is made to cover a cylindrical measure with Sludge uniformly around the perimeter of the axial section: rotation, connecting the bracket with the platform, parallel to the mounting plane of the platform and angled to the axis of the cylindrical force measure, and the axis of the output shaft of the rotation mechanism is angled 90 to the base and the axis of rotation connecting Base with vertical supports and bracket with platform. FIG. 1 shows a device diagram / in FIG. 2 shows section A-A in FIG. U in FIG. 3 shows a section BB in FIG. 1. The device comprises a base 1 on which a drive 2 and a rotation mechanism 3 are located. The output shaft 4 of the rotation mechanism 3 is located at an angle to the mounting plane 5 of the base 1 on which the two-axis level 6 is mounted. The base 1 is connected with vertical supports 8 by means of the rotation axes 7. One level axis 6 is located in a plane perpendicular to the axis 7, The second axis is at an angle of 90 to the first axis of the level. The rotation angle sensor 9 of the output shaft of the rotation mechanism consists of a stator 10 fixed rigidly on the base 1, and a rotor 11 mounted on the shaft D. The rotation angle sensor 12 of the base consists of a stator 13 fixed on the support 8, and a rotor 14. fixed on axes 7. A bracket 15 is rigidly fixed on the output shaft 4. The platform 17j is connected with the bracket 15 by means of rotation axes 16 and its mounting plane 18 is parallel to axis 16. A clamp 19 is mounted on the plane 18 to secure the calibrated dynamometer 20. aerostatic bearing 21, the axis of which is parallel to the plane 18 and forms an angle of 90 to the axis 16. The bearing 21 covers a cylindrical force measure 22, while its axis coincides with the force axis of the force measure 22. The uniaxial level 23 is set on the plane 18 so. that its axis is parallel to the force axis of the cylindrical force measure 22 and can be rotated on in the plane 18. Platform 17. is connected to the bracket 15 by means of a platform turning actuator made in B1 than the micrometer screw 24, and the base 1 with the support 8 made in the form of a micrometric screw 25. The ends | of the axes 7 and 16 of rotation are executed in the form of a collet and an internal thread, in each of which the radial clips are screwed in. The axis of the output shaft 4 is at an angle of 90 ° to the mounting plane 5 Vani 1 and the axes of rotation 7 and 16.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Вращением микрометрического винта 25 устанавливают основание 1 в положение, при котором ось 6 уровн , расположенна  в плоскости, перпендикул рной ос м 7, покажет нулевой отсчет. Затем, регулиру  положение опор 8 в пространстве, добиваютс , чтобы и втора  ось 6 уровн  показала нулевой отсчет. Показание датчика 12 угла поворота при этом принимают за начало отсчета. Вращением микрометрического винта 25 поворачивают основание 1 на угол уЗ , определ емый из выражени By rotating the micrometer screw 25, the base 1 is set in a position in which the axis 6 of the level, located in a plane perpendicular to the axis 7, shows a zero reading. Then, by adjusting the position of the supports 8 in space, one achieves that the second axis of level 6 shows a zero count. The reading of the rotation angle sensor 12 is hereby taken as a reference. The rotation of the micrometric screw 25 rotates the base 1 to the angle ultrasonic, determined from the expression

,,

ji j-qrcainVKLji j-qrcainVKL

где Pj - верхний предел воспроизведени  силы установкой,необходимый дл  градуировки динамометра с таким же верхним пределом, PMJ - вес меры силы. Угол р определ ют по показани м датчика 12 угла поворота. Ввинчива  радиальные зажимы 26 в оси 7, фиксируют угол . Уровень 23 устанавли- вают в положение, при котором его ось перпендикул рна силовой оси меры 22 силы, и, враща  приводом 2 через механизм 3 вращени , поворачивают вал 4 в положение, при котором уровень 23 даст нулевое показание. В этом положении определ ют показание датчика 9 и принимают его за начало отсчета. Уровень 23 разворачивают на. 90 и вращением микрометрического винта поворачиэают платформу 17 добива сь , чтобы уровень 23 снова дал нулевое показание. Это положение фиксируетс  радиальными зажимами 26, ввинчиваемыми в оси 16. Послевыполнени  указанных операций плоскость. 18 и силова  ось меры 22 силы расположены , горизонтально, а вал 4 выставлен поди углом Л к горизонту. В этом положении выходной датчик 9 принимаетс  за начало отсчета. Применение цанг, выполненных в ос х 7 и 16, и радиальных зажимов исключает отклонени  меры силы от выставленного положени  в процессе фиксации этих осей.where Pj is the upper limit of the reproduction of force by the installation, necessary for calibrating the dynamometer with the same upper limit, PMJ is the weight of the force measure. The angle p is determined from the reading of the angle sensor 12. Screwing in the radial clips 26 in the axis 7, fix the angle. The level 23 is set to a position in which its axis is perpendicular to the force axis of the force measure 22, and rotating the drive 2 through the rotation mechanism 3, turn the shaft 4 to a position in which the level 23 will give a zero reading. In this position, the reading of the sensor 9 is determined and taken as the reference point. Level 23 is deployed on. 90 and rotating the micrometer screw rotate the platform 17 to achieve level 23 again giving a zero reading. This position is fixed by the radial clips 26 screwed into the axis 16. After performing these operations, the plane. 18 and the force axis of the force measure 22 are arranged horizontally, and the shaft 4 is exposed at an angle L to the horizon. In this position, the output sensor 9 is taken as the origin. The use of collets made in axles 7 and 16 and radial clamps eliminates the deviation of the measure of force from the set position in the process of fixing these axes.

В фиксатор 19 устанавливаетс  градуируемый динамометр 20, подсоедин етс  к мере 22 силы и включаетс  привод 2, Привод 2 начинает вращать механизм 3 вращени , в результате чего поворачиваетс  вал 4, а следовательно , мен етс  положение меры 22 силы относительно ве.ктора ускорени  свободного падени . В процессе вращени  вес меры 22 силы раскладьшаетс  на две составл ющие. Одна составл юща  направлена перпендикул рно оси мелы 22 силы и компенсируетс  давлением , создаваемым в аэростатическом подщипнике 21, друга  направлена по силовой оси меры 22 силы и равнаA latching dynamometer 20 is installed in the latch 19, the force 2 is connected to the force measure 22 and the actuator 2 is turned on, the drive 2 begins to rotate the rotation mechanism 3, as a result of which the shaft 4 rotates and, consequently, the position of the force measure 22 relative to the free fall acceleration vector changes . In the process of rotation, the weight of measure 22 of force is decomposed into two components. One component is directed perpendicular to the axis of chalk 22 of the force and is compensated by the pressure generated in the aerostatic bearing 21, the other is directed along the force axis of the force measure 22 and is equal to

4 °|fin -COSoi)4 ° | fin -COSoi)

Эта сила прикладываетс  к градуируемому динамометру 20 при его работе на сжатие. После этого радиальные зажимы 26 отвинчивают, вращают 5 микрометрический винт 25 и поворачи , вают основание 1 на угол (-/), который определ етс  по датчику 12. Одновременно с вращением винта 25 вращают винт 24 таким образом, чтобы платформа 17 оставалась в горизонтал ном положении, которое контролируют по уровню 23. Затем фиксируют оси 7 и 16 зажимами 26, включают привод 2, и по углу, указьшаемому датчиком 9, определ ют действующую на динамометр силу. Сила будет измен тьс  аналогично изменению на первом этап градуировки, но на динамометр 20 будет действовать сила раст жени . В устройстве не требуетс  переналадка динамометра относительно меры силы при изменении прикладываемой силы сжати  на раст жение, чем обеспечиваетс  больша  точность за счет посто нной ориентации силовой оси меры силы и динамометра. Возможность изменени  верхнего предела градуировки при сохранении 46 посто нного закона изменени  точности создана за счет того, что верхний предел может быть изменен путем выставлени  различного наклона оси вращени  механизма вращени  относительно горизонтального положени  и поворота оси вращени  при воспроизведении максимальной силы на 180 относительно положени , при котором воспроизводима  сила равна нулю. Точность устройства пбвышена, вопервых , за счет того, что диапазон изменени  угла поворота выходного вала механизма вращени  дл  воспроизведени  силы от О до любого верхнего предела увеличен в два раза,- во-вторых , за счет уменьшени  вли ни  угла поворота выходного вала механизма вращени  на величину воспроизводимой силы в начале диапазона градуировки, что  вл етс  следствием замены закона воспроизведени  силы - синусоидального на косинусо1у;альный.This force is applied to the calibrated dynamometer 20 during compression operation. After that, the radial clips 26 are unscrewed, rotate the 5 micrometer screw 25 and rotate, roll the base 1 by an angle (- /), which is determined by the sensor 12. Simultaneously with the rotation of the screw 25, rotate the screw 24 so that the platform 17 remains horizontal a position that is controlled by level 23. Then, axes 7 and 16 are fixed by clips 26, actuator 2 is activated, and the force acting on the dynamometer is determined by the angle indicated by sensor 9. The force will vary similarly to the change in the first stage of calibration, but the tensile force will act on the dynamometer 20. The device does not require readjustment of the dynamometer with respect to the measure of force when the applied compressive force is changed by stretching, which ensures greater accuracy due to the constant orientation of the force axis of the force measure and the dynamometer. The ability to change the upper limit of the calibration while maintaining 46 the constant law of variation of accuracy is created due to the fact that the upper limit can be changed by setting a different inclination of the axis of rotation of the rotation mechanism relative to the horizontal position and rotation of the axis of rotation when the maximum force is reproduced 180 times the position at which reproducible force is zero. The accuracy of the device is higher than the first, due to the fact that the range of change of the rotation angle of the output shaft of the rotation mechanism for reproducing the force from O to any upper limit is doubled, secondly, by reducing the influence of the rotation angle of the output shaft of the rotation mechanism on the magnitude of the reproducible force at the beginning of the graduation range, which is a consequence of the replacement of the law of reproduction of the force — sinusoidal by cosine; real.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ДИНАМОМЕТРОВ, содержащее основание с установленными на нем механизмом вращения, приводом и двухосным уровнем, датчиком угла поворота выходного вала механизма вращения, платформой с расположенными на ней фиксатором для крепления градуируемого динамометра и аэростатическим подшипником, в котором размещена цилиндрическая мера силы с осью, параллельной установочной плоскости платформы, одноосный уровень, расположенный на установочной поверхности платформы параллельно оси цилиндрической меры силы, отличающееся тем, что, с целью расширения пределов задаваемых сил и функциональных возможностей устройства, оно снабжено вертикальными опорами, соединенными ,с основанием посредством осей вращения, датчиком угла поворота основания, кронштейном, соединенным с платформой посредством осей вращения,|и жестко соеди- ненным с выходным валом механизмом вращения, приводом поворота основа ния и радиальными зажимами, выполненными в осях вращения, при этом одноосный уровень выполнен с возможностью поворота на 90° в плоскости платформы, аэростатический подшипник охватывает цилиндрическую меру сипы равномерно по периметру сечения, оси вращения, соединяющие кронштейн с платформой, параллельны установочной плоскости платформы и расположены под углом 90° к оси цилиндрической меры силы, а ось выходного вала меха-низма вращения расположена под углом 90° к основанию и осям вращения, соединяющим основание с вертикальными опорами и кронштейн с платформой.DEVICE FOR GRADING UNIVERSAL DYNOMETERS, comprising a base with a rotation mechanism mounted thereon, a drive and a biaxial level, a rotation angle sensor of the output shaft of the rotation mechanism, a platform with a latch on it for fastening a graduated dynamometer and an aerostatic bearing, in which a cylindrical force measure with an axis is placed parallel to the mounting plane of the platform, uniaxial level located on the mounting surface of the platform parallel to the axis of the cylindrical measure with sludge, characterized in that, in order to expand the limits of the set forces and functional capabilities of the device, it is equipped with vertical supports connected to the base by means of rotation axes, a rotation angle sensor of the base, an arm connected to the platform by means of rotation axes, | and rigidly connected a rotation mechanism connected to the output shaft, a base rotation drive and radial clamps made in the rotation axes, while the uniaxial level is rotatable 90 ° in the plane of the platform, aeros The bearing covers the cylindrical measure of the sipes evenly around the cross-sectional area, the rotation axes connecting the bracket to the platform are parallel to the mounting plane of the platform and are located at an angle of 90 ° to the axis of the cylindrical measure of force, and the axis of the output shaft of the rotation mechanism is located at an angle of 90 ° to the base and rotation axes connecting the base to the vertical supports and the bracket to the platform.