СТЕНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ КРУЧЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ВАЛОВ

Стенд относится к измерительной технике и может быть использован в учебных лабораториях по теоретической механике, теории механизмов и машин, сопротивлению материалов, а также в исследовательских лабораториях заводов, НИИ и т. д.
Известен стенд для измерения деформации кручения звеньев пространственных механизмов [1], состоящий из станины с тремя неподвижными стойками, исследуемого звена, цилиндрического удлинителя, один конец которого расположен в подшипнике средней стойки и жестко соединен с исследуемым звеном, а призма другого конца удлинителя, снабженного нагружающим устройством, расположена в призматическом пазу задней стойки, передняя стойка снабжена отверстием с направляющими пазами для ползуна, с которым шарнирно связан винт с воротом на конце, расположенный в резьбовом отверстии траверсы стойки, с возможностью жесткого закрепления головки исследуемого звена между стойкой и ползуном, а цилиндрический удлинитель снабжен планшайбой с плоскими захватами с возможностью жесткой фиксации другой головки исследуемого звена с одной стороны и клеммой - с другой с возможностью жесткого соединения и разъединения с удлинителем.
Основной недостаток известного стенда заключается в том, что с его помощью нельзя измерять деформацию кручения цилиндрических валов, поскольку у валов нет головок, которыми бы вал крепился между зажимными устройствами стенда.
Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, заключается в создании возможности измерения деформации кручения цилиндрических валов.
Технический результат достигается тем, что передняя стойка и ползун, а также плоские захваты планшайбы снабжены комплектами одинаковых симметричных призматических струбцинок с центрирующими относительно вертикальной плоскости симметрии выступами, входящими в центрирующие относительно вертикальной плоскости симметрии пазы стойки, ползуна и плоских захватов, при этом каждый комплект струбцинок предназначен для жесткого защемления диапазона диаметров валов, имея у всех струбцинок комплекта соответствующую одинаковую их высоту и одинаковую глубину призматического паза с прямым углом наклона его граней.
Такое исполнение стенда позволило обеспечить соосность передних и задних струбцинок с цилиндрическим валом и измерять деформацию кручения диапазона диаметров валов.
На фиг.1 представлена схема стенда.
Стенд состоит из станины 1 с тремя неподвижными стойками 2, 3 и 4. Передняя стойка 2 снабжена отверстием с направляющими пазами, в которых установлен ползун 5. С ползуном шарнирно связан винт 6 с воротом 7, расположенный в резьбовом отверстии траверсы стойки 2; Передняя и задняя части цилиндрического вала 8 распложена между одинаковыми симметричными призматическими струбцинками 9, установленными соответственно между ползуном 5 и нижней поверхностью отверстия в стойке 2 и плоскими захватами 10 планшайбы 11. Струбцинки 9 имеют центрирующие относительно вертикальной плоскости симметрии выступы, а стойка 2, ползун 5 и захваты 10 - центрирующие относительно вертикальной плоскости симметрии пазы, обеспечивающие соосность передних и задних струбцинок. Планшайба 11с помощью клеммы 12 с другой стороны жестко соединена с передним концом цилиндрического удлинителя 13. Этот конец удлинителя расположен в подшипнике средней стойки 2, а призма 14 другого конца удлинителя 13, снабженного нагружающим устройством 15, расположена в призматическом пазу задней стойки 4. На цилиндрическую часть вала 8 наклеены тензодатчики 16. Стенд снабжен комплектами сменных струбцинок,
обеспечивающими жесткое защемление диапазона диаметров валов. В каждом комплекте все струбцинки имеют одинаковые высоты Н и одинаковые глубины h призматических пазов с прямыми углами наклона их граней.
Стенд работает следующим образом.
kρ
Переднюю и заднюю части цилиндрического вала 8 устанавливают в струбцинках 9, которые соответственно жестко закрепляют между ползуном 5 и стойкой 2 с помощью винта 6 с воротом 7. Задние струбцинки 9 жестко фиксируют между плоскими захватами 10с помощью резьбовых крепежных элементов планшайбы 11. Центрирующие выступы струбцинок 9 располагают в центрирующих пазах соприкасающихся тел (см. фиг.1, «Вид В»: в стойке 2, ползуне 5 и плоских захватах 10. Затем, установив призму 14 удлинителя 13 симметрично относительно призматического паза стойки 4, а рычаг 15 нагружающего устройства - в рабочее положение, с помощью клеммы 12 планшайбу 11 жестко соединяют с удлинителем 13. После этого к рычагу 15 нагружающего устройства прикрепляют грузы весом Р на плече l, создавая крутящий момент M=Pl Нм, и измеряют деформацию кручения цилиндрического вала 8 с помощью тензодатчиков 16 и тензометрической аппаратуры, не показанной на схеме. Сменив комплект струбцинок с другими параметрами их высот и глубин призматических пазов, жестко защемляют вал другого диаметра и по описанной методике измеряют деформации кручения этого вала. И так весь диапазон диаметров валов, для которого предназначен стенд.
Таким образом, предлагаемый стенд позволяет измерять деформацию кручения как одного вала, так и диапазона диаметров цилиндрических валов в статических условиях. Эти данные необходимы для определения угловых коэффициентов жесткости упругих валов, используемых при исследовании колебаний и других динамических процессов в различных механизмах.
ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ
1. Решение о выдаче патента на полезную модель от 12 марта 2004 г. по заявке №2004104815/20 (005176); Стенд для измерения деформации кручения звеньев пространственных механизмов. Авторы: Маркин Ю.С. и др.