ГИРЯ

Полезная модель относится к приборостроению, в частности, к весоизмерительной технике и может быть использована в качестве образцовой гири, преимущественно номинальной массой 200 кг и более, например, в эталонной силовоспроизводящей машине прямого нагружения, где требуется набор весов общей массой до 20 тонн.
Как известно, гиря - металлический груз, тяжесть определенного веса для взвешивания (см., напр., Толковый словарь русского языка под ред. проф. Ушакова Д.Н., изд. "С.Э."М.,1935 г.,стр.563, статья Гиря").
Различное конструктивное выполнение гирь направлено на повышение удобства эксплуатации, технологичности изготовления и долговечности этого измерительного элемента.
Известна, гиря, содержащая литой корпус с грузозахватным элементом и комплементарные фиксирующие элементы на верхней и нижней сторонах корпуса (см., напр., Авт. свид. СССР №647523 Мкл. G 01 G 1/28 от 11.07.77 г.).
В этом устройстве наличие глухой полости технологически усложняет отливку, в конструкции не предусмотрена возможность подъема гири на вилах погрузчика и других средств механизации. Отмеченные недостатки гирь даже весом более 200 кг ухудшают технологичность отливки корпуса, снижают срок службы гири, создают технологические трудности в механизации процессов укладки и транспортировки гирь при их изготовлении, поверке,
хранении на складе, в передвижных весоповерочных лабораториях, перемещении по поверхности весов из-за трудности использования для укладки и транспортировки гирь погрузчиков и других средств механизации - гидравлических тележек, штабелеров и подобных механизмов.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является, по мнению заявителя, гиря, содержащая литой прямоугольный в плане корпус, цилиндрические глухие подгоночные полости, расположенные по обе стороны оси симметрии корпуса, грузозахватную скобу, залитую в корпус и выступающую над верхней плоскостью корпуса, а также два расположенных на верхней плоскости корпуса по обе стороны от оси симметрии выступа и три выполненные в нижней поверхности корпуса впадины, комплиментарные выступам на верхней плоскости корпуса, что обеспечивает возможность попадания выступов одной гири в соответствующие впадины второй гири при установке второй гири поверх первой (см., напр., Издание международной организации законодательной метрологии МОЗМ стр.40, фиг.6, прилагаемую к данной заявке).
В этом устройстве сложная форма корпуса, глухие подгоночные полости технологически усложняют отливку, выступающие над верхней плоскостью элементы корпуса, грузозахватная скоба создают опасность их повреждения при случайных ударах при работах с гирей. Отмеченные недостатки усугубляются при выполнении гири большего веса, так как при этом ухудшается технологичность отливки корпуса, усложняется ее обработка, особенно при использовании иных геометрических пропорций гири, что необходимо при использовании ее в составе эталонной силовоспроизводящей машине прямого нагружения, где требуется набор весов общей массой до 20 тонн. Данная конструкция гири не пригодна при использовании более плотного материала, чем сталь, например, свинца, в связи с его малой механической прочностью. Использование стальных гирь в составе эталонной силовоспроизводящей машине прямого нагружения, где требуется набор весов общей массой до 20 тонн
приводит к необходимости увеличения ее габаритов и излишним затратам металла.
Целью предлагаемого технического решения является создание конструкции гири, технологичной в изготовлении, надежной и удобной в эксплуатации и поверке, при хранении на складе, особенно при использовании в составе эталонной силовоспроизводящей машине прямого нагружения.
С этой целью предлагается гиря, содержащая прямоугольный корпус с грузозахватным элементом, подгоночные полости и комплементарные фиксирующие элементы на верхней и нижней сторонах корпуса, в которой корпус выполнен коробчатым из листового материала или профилированной трубы, а грузозахватный элемент и комплементарные фиксирующие элементы выполнены в виде размещенных в корпусе цилиндрических втулок, подгоночные полости - в виде цилиндрических стаканов с крышкой и элементом фиксации крышки в стакане, длины втулок и стаканов равны высоте корпуса гири, а оси лежат в вертикальной плоскости симметрии гири и перпендикулярны к основанию гири, втулка грузозахватного элемента выполнена переменного сечения, меньший диаметр втулки обращен к верхней стороне гири, а на противоположной стороне втулки выполнена резьба, в каждой втулке комплементарного фиксирующего элемента установлен плавающий штырь и элемент фиксации штыря, максимальные диаметры втулок и стаканов находятся в отношении от 1:3 до 1:5 к ширине живого пространства корпуса гири, на верхней стороне корпуса гири выполнены заливочное и выпарное отверстия с крышками, корпус гири заполнен тяжелым металлом, объем каждого подгоночного отверстия составляет 0.04-0.06 объема гири.
Выполнение корпуса коробчатым из листового материала или профилированной трубы,, а грузозахватного элемента и комплементарных фиксирующих элементов в виде размещенных в корпусе цилиндрических втулок, подгоночных полостей - в виде цилиндрических стаканов с крышкой и элементом фиксации крышки в стакане и длиной втулок и стаканов равных высоте
корпуса гири и размещенных в вертикальной плоскости симметрии гири перпендикулярно к основанию гири позволяет обеспечить высокую технологичность изготовления гири, особенно имеющей большую протяженность (в виде бруса) и легкую обработку (полировку) поверхности гири, что существенно при использовании устройства в составе эталонной силовоспроизводящей машине прямого нагружения, кроме того, в качестве материала корпуса становится возможным использовать коррозионно стойкий и прочный материал, например, нержавеющую сталь, а в качестве заполняющего материала -свинец или обедненный уран, что повышает прочность и долговечность изделия, а также точность измерения по сравнению с прототипом. Указанные в формуле изобретения соотношения размеров и выполнение заливочного и выпарного отверстий также обеспечивают технологичность изготовления и механическую прочность устройства.
Проведенные патентные исследования не выявили идентичных и сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого технического решения. Предлагаемая гиря может быть изготовлена в промышленных масштабах и пригодна для использования в качестве эталонной массы в государственной поверочной схеме для средств измерений массы в различных отраслях промышленности и транспорта. Заявляемая полезная модель успешно прошла испытания.
Совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не следует явным образом из изученного уровня техники, имеет существенные отличия от рассмотренных аналогов. Поэтому заявитель считает, что заявляемая гиря соответствует критерию «новизна» и имеет изобретательский уровень.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен общий вид гири снизу, на фиг.2, 3, 4 - сечение корпуса гири по осям грузозахватного элемента, фиксирующего элемента и цилиндрического стакана
соответственно, на фиг.5 - подвеска для переноски, поверки и уравновешивания гири.
Гиря содержит коробчатый прямоугольный корпус 1 из листового материала с грузозахватным элементом 2, подгоночные полости 3 и комплементарные фиксирующие элементы 4 на верхней и нижней сторонах корпуса, грузозахватный элемент 2 и комплементарные фиксирующие элементы 4 выполнены в виде размещенных в корпусе цилиндрических втулок, подгоночные полости 3 образованы цилиндрическими стаканами 5 с крышками 6 и элементом 7 фиксации и пломбирования крышки 6 в стакане 5, длины втулок и стаканов равны высоте корпуса 1 гири, а оси лежат в горизонтальной плоскости 8 симметрии корпуса 1 гири и перпендикулярны к основанию 9 гири, втулка грузозахватного элемента 2 выполнена переменного сечения, меньший диаметр 10 втулки обращен к основанию 9, а на противоположной стороне этой втулки выполнена резьба 11, в каждой втулке комплементарного фиксирующего элемента 4 установлен плавающий штырь 12 и элемент 13 фиксации штыря, площади поперечного сечения втулок и стаканов находятся в отношении от 1:1,9 до 1:3,2 к площади внутреннего пространства корпуса 1 гири, на основании корпуса 1 гири выполнены заливочное 14 и выпарное 15 отверстия с крышками 16 и 17 соответственно, корпус 1 гири заполнен тяжелым металлом 18. Подвеска для переноски, поверки и уравновешивания гири содержит рым-болт 19 и гайку 20 со сферической поверхностью 21. Данная подвеска не является элементом предлагаемого устройства, а только показана в качестве инструмента, используемого при изготовлении, поверке и переноске гири. На чертеже показан в подгоночной полости 3 подгоночный материал 21.
Конструктивные элементы гири обеспечивают выполнение следующих функций:
Выполнение корпуса коробчатым из листового материала, а грузозахватного элемента и комплементарных фиксирующих элементов в виде размещенных в корпусе цилиндрических втулок, подгоночных полостей - в виде цилиндрических стаканов с
крышкой и элементом фиксации и пломбирования крышки в стакане и длиной втулок и стаканов равных высоте корпуса гири и размещенных в вертикальной плоскости симметрии гири перпендикулярно к основанию гири позволяет обеспечить изготовление элементов гири на металлообрабатывающих станках любого машиностроительного предприятия и высокую точность изделия, что существенно при использовании устройства в составе эталонной силовоспроизводящей машины прямого нагружения, кроме того, в качестве материала корпуса и втулок, а также подгоночного материала становится возможным использовать коррозионностойкий и прочный материал, например, нержавеющую сталь, а в качестве заполняющего материала - свинец, что повышает прочность и долговечность изделия, а также точность измерения по сравнению с прототипом. Указанные в формуле изобретения соотношения размеров и выполнение заливочного и выпарного отверстий также обеспечивают технологичность изготовления и механическую прочность устройства и оптимальное использование материалов в соответствии с их физическими свойствами, т.е. обеспечивает массу гири, ее прочность и коррозионную стойкость, обеспечивают надежную взаимную фиксацию гирь при складировании их в несколько ярусов, при размещении на грузовых платформах эталонной силовоспроизводящей машины прямого нагружения. Конструкция гири позволяет выбрать соотношение площади опорной поверхности к площади максимального поперечного сечения для оптимизации удельного давления гири на поверхность и максимальной прочности и долговечности изделия.
При использовании подвески (фиг.5) рым-болт 19 пропускают сверху вниз через втулку грузозахватного элемента 2 и навинчивают на резьбу рым-болта 19 гайку 20. Наружный диаметр гайки 20 больше меньшего диаметра 10 втулки грузозахватного элемента 2, что позволяет поднять гирю, наклонить корпус для заливки в него тяжелого металла 18 через заливочное отверстие 14 и обеспечить подгонку веса и уравновешивание гири, используя подгоночный материал 21.
Резьба 11, выполненная во втулке грузозахватного элемента 2, позволяет ввернуть в нее рым-болт (на чертежах не показан), используемый при складировании гирь в несколько ярусов, в том числе при размещении на грузовых платформах эталонной силовоспроизводящей машины прямого нагружения.
При укладке гири на грузовых платформах эталонной силовоспроизводящей машины прямого нагружения, особенно при укладке в несколько рядов балансировка платформы с уложенными гирями осуществляется следующим образом: вращением элемента 13 фиксации освобождают плавающие штыри 12. Затем укладывают попарно-симметрично относительно номинальной линии действия силы гири так, чтобы выступающий конец плавающего штыря 12 каждой гири попал в соответствующее отверстие на платформе. Затем смещением положения гирь на платформе добиваются равновесного положения платформы, после чего вращением элементов 13 фиксации до упора фиксируют положение гирь.