СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ НЕПОДВИЖНОГО ГИБКОГО ОРГАНА

СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ НЕНОДВИЖНОГО ГИБКОГО ОРГАНА
Нолезная модель относится к измерительной технике и может быть иснользована для определения натяжения неподвижного гибкого органа, например, каната, кабеля, проволоки и т.п., применяемых в различных отраслях народного хозяйства, в частности в нефтяной и газовой промышленности.
Известно устройство для измерения длины и натяжения гибкого органа, содержащее опорную раму, гидроцилиндр с плунжером, соединенный с индикатором усилия, три обводных ролика, один из которых укреплен на рычаге. ( см. авт.свид. по Кл. Е21 В 475/00 №977739). Данное устройство позволяет измерять силу натяжения подвижного гибкого органа, однако это устройство натяжения каната имеет низкую точность .
Известно силоизмерительное устройство натяжения каната типа гидравлического индикатора веса (ГИВ), содержащее корпус со стойками, несущие ролики, средний ролик действует на мембраму, сжимающую жидкость, манометр, показывающий натяжение гибкого органа и зажим для крепления на гибком органе ( См. кн. Технологические измерения и приборы. Исакович Р. Я. М. Недра , 1970, стр. 337 - 343 ).
Устройство позволяет измерять натяжение гибкого органа. Однако данное устройство обладает низкой точностью показаний и сложно в исполнении.
Предлагаемой полезной моделью рещается задача упрощения силоизмерительного устройства при повышенной точности, надежности, низкой стоимости и увеличении производительности монтажных работ.
D 3 3 S 8
МКИ E21 В 47/00
прижимно-прогибочногоустройства (ТТПУ) между гибким органом
и силоизмерительной балкой установлен ложемент, а в качестве измерительного датчика используют балку с установленными на ней стойками на расстоянии в зависимости от величины нрогиба гибкого органа, тензорезисторы установлены на балке между нрижимно-нрогибочном устройством и стойкой в плоскости, параллельной плоскости нагрузки под углом в 45° к продольной оси балки, стойки выполнены с вырезами овальной формы.
Отличительными признаками силоизмерительного устройства от прототипа являются наличие прижимно-прогибочного устройства, ложемента, тензорезисторов, использование балки в качестве измерительного датчика, наличие вырезов овально формы на стойках.
Благодаря наличию этих признаков силоизмерительное устройство позволит измерить натяжение неподвижного гибкого органа, повысить точность и надежность, а также упростить устройство за счет уменьшения количества элементов и за счет уменьшения времени установки силоизмерительного устройства, увеличить производительность монтажных работ.
На фиг. 1 представлен обший вид силоизмерительного устройства для измерения натяжения неподвижного гибкого органа, на фиг.2 нредставлен вид устройства сбоку.
Силоизмерительное устройство содержит две стойки 1 с вырезами овальной формы для гибкого органа 2, измерительную балку 3 с наклеенными на ней тензорезисторами 4 и прижимно-прогибочное устройство 5, ложемент 6, пластина 7, гайки 8.
Работает устройство следуюшим образом.
Силоизмерительное устройство устанавливается на неподвижном конце гибкого органа подъемпика, применяемого при ремонте нефтяных и газовых скважин, или буровой установки, таким образом, чтобы гибкий орган 2 лег в углубление стоек 1. Стойки установлены на концах измерительной балки. Затем прижимно-прогибочное устройство 5 в виде.
например, скобы одевается нагибкий орган и измерительную балку и
с номощью нластины 7 и гаек 8 гибкий орган плотно прижимается к ложементу 6 балки 3, при чем устанавливая под ложемент нрокладки, регулируют диапазон измеряемых сил. Таким образом на установку силоизмерительного устройства на гибкий орган требуется всего несколько минут. На гибком органе силоизмерительное устройство удерживается прижимно-прогибочным устройством 5 и выполняет две функции:
крепление устройства на гибком органе, прижимает силоизмерительное устройство к гибкому органу;
осуществляет перегиб гибкого органа, для создания поперечной изгибающей или сжимающей (растягивающей) силы измерительных преобразователей, преобразующих механическую величину в электрическую, удобную для запоминания и передачи на расстояние. Натяжение переломленного гибкого органа силой S (см. фиг. 1) создает силу Р изгибающую балку 3. Измерительная балка с наклеенными на нее тензорезисторами (8 щт.) служит для преобразования измеряемого усилия S в пропорциональный электрический сигнал. Для защиты тензорезисторов от внешних механических воздействий применена крыщка в виде цилиндра ( на фиг. 1 не показана). Под действием измеряемого усилия деформация измерительной балки вызывает изменение сопротивления тензорезисторов, что приводит к разбалансу тензомоста и появлению выходного сигнала, пропорционального измеряемому усилию.
Применение стоек 1 на измерительной балке позволяет измерять с помощью тензорезисторов не нормальных напряжений при изгибе балки, как это в таких случаях обычно принято ( см. кн. С.А. Бернштейн Сопротивление материалов. Высшая школа. М. 1961. Стр. 146- 147), а касательных напряжений. Измерение нормальных напряжений в измерительной балке с установленными на ней стойками приводит к значительной потери точности (испытания показали, что значения погрешности измерения могут достигать до 30%), что недопустимо при
измерении натяжения гибкого органа. Для уменьшения погрешности измерения в предлагаемом силоизмерительном устройстве тензорезисторы должны быть наклеены на обеих сторонах измерительной балки между стойкой и прижимно-перегибочным устройством иод углом 45 градусов к продольной оси балки. Плоскость наклейки тензорезисторов должна быть параллельна плоскости изгибающей балку силы Р.В этом случае погрешность измерений уменьшается более чем на порядок.
Таким образом, выбор места наклейки тензорезисторов позволило установить на измерительной балке стойки и прижимно-перегибочное устройство, что значительно новысило надежность и уменьшило стоимость силоизмерительного устройства натяжения гибкого органа за счет: упрош,ения устройства ( отсутствуют ролики, подшипники, оси, специальный зажим и т.п.); кроме этого, увеличилась производительность монтажных работ за счет уменьшения времени установки силоизмерительного устройства по сравнению с временем установки суш,ествующих устройств.