Коленчато-рычажный индикаторный тензометр

Классификация по МПК: G01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2350898
Дата публикации: 
Пятница, Март 27, 2009
Начало действия патента: 
Понедельник, Ноябрь 26, 2007

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения деформаций. Коленчато-рычажный индикаторный тензометр содержит основание, неподвижную и подвижную опоры с расстоянием между ними, составляющим базу прибора, равным 100 мм, коленчатый рычаг, шкалу для измерения деформаций. При этом основание выполнено в виде бруса прямоугольного поперечного сечения, а опоры выполнены в виде призм П-образной формы. Одна из опор неподвижно крепится на основании, а другая жестко прикреплена к коленчатому рычагу с соотношением плеч рычага равным 5:1, который в свою очередь одним концом соединен с основанием посредством упругой пластины, установленной перпендикулярно продольной оси основания, выполняющей роль шарнира, обеспечивающей более точную фиксацию заданной базы измерения, и свободным вторым концом. Шкала для измерения деформаций представляет собой микронный индикатор часового типа, установленный на основании, ножка которого опирается на свободный конец коленчатого рычага. Технический результат - повышение точности измерения за счет повышения коэффициента увеличения при одновременном упрощении конструкции устройства. 2 ил.


Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения деформаций.

Известен рычажный тензометр Гугенбергера, включающий основание, рычажную систему, неподвижную и подвижную опоры, шкалу для измерения деформаций [Испытательная техника. Справочник, В.В.Клюев, книга 2. М.: Машиностроение, 1982. - С.393 - аналог].

Недостатком тензометра является сложность конструкции и недостаточно большой коэффициент увеличения К=1000.

Наиболее близким к заявляемому устройству является коленчато-рычажный тензометр МИЛ, включающий основание, выполненное в виде планки, подвижную и неподвижную опоры, двухступенчатую систему рычагов и шкалу для отсчета деформаций [Беляев Н.М. Лабораторные работы по сопротивлению материалов. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1951 - с.65 - прототип].

Недостатком этого устройства является недостаточно высокий коэффициент увеличения K=500 и сложность конструкции за счет наличия двухступенчатой рычажной системы.

Техническая задача предлагаемого изобретения - повышение точности измерения за счет повышения коэффициента увеличения при одновременном упрощении конструкции устройства.

Техническая задача решается за счет того, что в коленчато-рычажном индикаторном тензометре, содержащем основание, неподвижную и подвижную опоры с расстоянием между ними, составляющем базу прибора, равную 100 мм, коленчатый рычаг, шкалу для измерения деформаций, основание выполнено в виде бруса прямоугольного поперечного сечения, а опоры выполнены в виде призм П-образной формы, при этом одна из опор неподвижно крепится на основании, а другая жестко прикреплена к коленчатому рычагу с соотношением плеч рычага равным 5:1, который в свою очередь одним концом соединен с основанием посредством упругой пластины, установленной перпендикулярно продольной оси основания, выполняющей роль шарнира, обеспечивающей более точную фиксацию заданной базы измерения, и свободным вторым концом, а шкала для измерения деформаций представляет собой микронный индикатор часового типа, установленный на основании, ножка которого опирается на свободный конец коленчатого рычага.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что повышение коэффициента увеличения K1 обеспечивается за счет конструктивного исполнения рычажной системы, обусловленной соотношением плеч рычага как

, а использование для определения величины деформации микронного индикатора, имеющего коэффициент увеличения K2=1000, позволяет повысить общий коэффициент увеличения, который составит K=K1·K2=5·1000=5000, что значительно превышает коэффициент увеличения в сравнении с прототипом, а исполнение устройства с одноступенчатой рычажной системой не только упрощает конструкцию в целом, но также влияет на повышение точности измерений, что и является новым техническим эффектом заявляемого изобретения.

Предложенный коленчато-рычажный индикаторный тензометр поясняется чертежами:

- на фиг.1 представлен общий вид коленчато-рычажного индикаторного тензометра;

- на фиг.2 - опора тензометра.

Коленчато-рычажный индикаторный тензометр содержит основание 1, выполненное в виде металлического бруса прямоугольного поперечного сечения, опоры 2 и 3. Причем опора 2 неподвижно крепится на основании 1, а опора 3 жестко прикреплена к коленчатому рычагу 4, который в свою очередь одним концом соединен с основанием 1 посредством упругой пластины 5, установленной перпендикулярно продольной оси основания, выполняющей роль шарнира, обеспечивающей более точную фиксацию заданной базы измерения, и свободным вторым концом. Опоры 2 и 3 выполнены в виде призм П-образной формы, что позволяет установку устройства как на плоских, так и цилиндрических поверхностях испытуемых образцов. Расстояние между опорами составляет базу прибора l=100 мм. Кроме того, на основании 1 установлен микронный индикатор 6 часового типа, с ценой деления 0,001 мм, ножка 7 которого опирается на свободный конец коленчатого рычага 4. Микронный индикатор предназначен для снятия показаний величины деформации испытуемых образцов.

Устройство работает следующим образом. Испытуемый образец устанавливается в захваты разрывной машины. Устройство на образце крепится с помощью струбцин. При осевом растяжении образца происходит увеличение длины l зафиксированной базой прибора, на величину Δl. При этом опора 3 вместе с коленчатым рычагом 4 повернется вокруг точки А, а ножка 7 индикатора 6 опустится на величину Δh, которая определяет увеличение деформации образца Δl в 5 раз,

, в свою очередь величина Δh фиксируется микронным индикатором, обеспечивающим увеличение K2=1000, при этом общий коэффициент увеличения составит K=K1·K2=5·1000=5000.

Таким образом, предлагаемый коленчато-рычажный индикаторный тензометр в сравнении с прототипом, имеющим коэффициент увеличения K=500, позволяет повысить точность измерения деформаций образцов в 10 раз, а использование одноступенчатой рычажной системы упрощает конструкцию устройства в целом, что также повышает точность измерений.

Формула изобретения

Коленчато-рычажный индикаторный тензометр, содержащий основание, неподвижную и подвижную опоры с расстоянием между ними, составляющим базу прибора, равным 100 мм, коленчатый рычаг, шкалу для измерения деформаций, отличающийся тем, что основание выполнено в виде бруса прямоугольного поперечного сечения, а опоры выполнены в виде призм П-образной формы, при этом одна из опор неподвижно крепится на основании, а другая жестко прикреплена к коленчатому рычагу с соотношением плеч рычага, равным 5:1, который, в свою очередь, одним концом соединен с основанием посредством упругой пластины, установленной перпендикулярно продольной оси основания, выполняющей роль шарнира, обеспечивающей более точную фиксацию заданной базы измерения, и свободным вторым концом, а шкала для измерения деформаций представляет собой микронный индикатор часового типа, установленный на основании, ножка которого опирается на свободный конец коленчатого рычага.