УСТАНОВКА СИЛОВОСПРОИЗВОДЯЩАЯ

Полезная модель относится к силоизмерительной технике и может быть использована при проведении поверки весоизмерительных устройств, в частности подвесных крановых весов различного технологического назначения, весоизмерительных датчиков и силоизмерительных динамометров.
Известна образцовая силозадающая установка, которая содержит два индикаторных датчика силы сжатия, один из которых установлен в верхней траверсе рамы, а другой размещен на нижней траверсе рамы, дополнительное нагружающее устройство, закрепленное на станине, индикаторный датчик силы с захватом, установленным на станине, причем дополнительное нагружающее устройство кинематически связано с индикаторным датчиком силы сжатия, установленным на нижней траверсе рамы. При этом дополнительное нагружающее устройство выполнено в виде закрепленного на станине гидроцилиндра с поршнем, контактирующим с индикаторным датчиком силы сжатия, который установлен на нижней траверсе рамы, а гидроцилиндр и поршень соединены с пружинами или используется нагружающее механическое устройство в идее пары винта с гайкой, установленной в подшипниках на станине и соединенной через редуктор с приводом и винтом (см. Авторское свидетельство СССР №657290, G01L 27/00, опубл. 15.04.79. Бюллетень №14).
Недостатками этой силозадающей установки является то, что гидроцилиндр имеет большое усилие трогания, что не позволяет определить точно порог чувствительности поверяемого средства и держать стабильно заданную нагрузку, а применение гидравлической системы нагружения требует наличия насосной станции с электроприводом в гидравлической цепи, что в целом усложняет конструкцию установки и делает ее более громоздкой. Кроме того, в установке не предусмотрена автоматизация процесса поверки испытуемого средства.
Известна также и установка силовоспроизводящая, которая содержит растягивающий механизм внутри его, выполненный в виде системы рычагов, опирающихся на шарнирный упоры, установленный в верхней части эталонный датчик, переходные звенья силовой цепочки, узел нагружения и блок управления установкой с вторичным измерительным преобразователем. Узел нагружения установки состоит из электродвигателя со встроенным в него преобразователем частоты, редуктора и грузового винта, причем электродвигатель через преобразователь частоты связан с вторичным измерительным преобразователем в блоке управления. Поверяемый же весоизмерительный механизм расположен между узлом встройки эталонного датчика и узлом силовой цепочки, а возникающее при растяжении упругие деформации эталонного датчика и датчика поверяемого механизма преобразуются в электрические сигналы и передаются на входы аналого-цифровых преобразователей вторичного измерительного преобразователя, которые затем обрабатываются и выводятся на дисплей вторичного измерительного преобразователя (см. Патент РФ на полезную модель №79663 G01G 23/01, опубликован 10.01.2008 г.).
Указанная полезная модель по своей технической сущности, решаемой задаче и достигаемому результату является наиболее близкой к заявляемой и поэтому выбрана в качестве прототипа. Однако и эта полезная модель не лишена недостатков. Во-первых, выполнение механизма нагружения в виде отдельно взятых электродвигателя со встроенным преобразователем частоты, редуктора и грузового винта и промежуточного узла для передачи усилия на растягивающий рычажный механизм обусловливает возникновение определенной дополнительной погрешности при нагрузке на эталонный и измеряемый датчики, что в конечном итоге приведет к снижению точности поверки испытуемого весоизмерительного средства. Во-вторых, отсутствие в схеме управления установкой обратной связи между эталонным датчиком и электродвигателем не позволяет полностью добиться автоматизации процесса поверки испытуемого средства.
Задача предлагаемой полезной модели состоит в устранении недостатков прототипа и получении более высокого уровня технического результата.
Технический результат, заключающийся в повышении точности поверки испытуемого средства при сохранении точности измерения, обеспечивается тем, что силозадающее устройство выполнено в виде электроцилиндра, шток которого соединен с растягивающим рычажным механизмом. Блок - схема установки представляет собой электронно-механическую систему, включающую ЭВМ, выход которой связан с первым входом компаратора, входящего в блок управления, подключенного к двигателю электроцилиндра, который кинематически через растягивающий рычажный механизм, силовую цепочку с испытуемым средством связан с эталонным датчиком, подключенным через нормирующий преобразователь своими выходами к входу весового контроллера с индикатором, а для осуществления обратной связи - к второму входу компаратора, причем весовой контроллер с индикатором подключен к ЭВМ. В качестве двигателя электроцилиндра могут быть использованы шаговый двигатель или сервопривод.
Полезная модель обладает новизной, поскольку совокупность признаков ее формулы не выявлена в информационных источниках.
Промышленное применение полезной модели не вызывает сомнения, поскольку все конструктивные элементы известны и выпускаются промышленным способом.
Полезная модель проиллюстрирована чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид установки силовоспроизводящей сбоку, на фиг. 2 - вид спереди, а на фиг. 3 изображена блок-схема установки с автоматическим управлением.
Установка силовоспроизводящая содержит корпус 1 с размещенной в нем силовой цепочкой 2 со встроенным в верхней ее части эталонным датчиком 3, растягивающий силовую цепочку 2 рычажный механизм 4, силозадающее устройство, выполненное в виде электроцилиндра 5 с двигателем 6 и штоком 7, и блок 8 управления с компаратором 9 сравнения входящих сигналов. Конструкция установки в виде ее блок-схемы представляет собой электронно-механическую систему поверки испытуемого весоизмерительного средства, в частности крановых подвесных весов. Электронно-механическая система включает в свой состав ЭВМ 10, выход которой связан с первым входом компаратора 9 блока управления 8, подключенного к двигателю 6 электроцилиндра 5, который через рычажный растягивающий механизм 4, силовую цепочку 2 с испытуемым весоизмерительным средством 11 связан с эталонным датчиком 3, подключенным через нормирующий преобразователь 12 первым выходом со входом весоизмерительного контроллера 13 с индикатором 14, а для осуществления обратной связи он соединен вторым выходом со вторым входом компаратора 9 блока управления 8. В качестве двигателя электроцилиндра 5 может быть применен шаговый двигатель или сервопривод с точным заданием параметров движения. Корпус 1 представляет собой раму 15, состоящую из двух параллельных стоек 16 и 17, закрепленных на ровном основании 18 и стягиваемых поперечной балкой 19 с вылетом 20. Между вылетом 20 поперечной балки 19 и основанием 18 смонтирована силовая цепочка 2, состоящая из узла 21 предварительного ее натяга, колец 22, места вставки 23 испытуемого весоизмерительного объекта И, крюка 24, соединенного кольцом 25 с первым рычагом 26, закрепленным с возможностью поворота на стойке 16. Рычажный растягивающий механизм 4 составлен из набора соединенных между собой подвижными звеньями 27 одинаковых рычагов 28, последний из которых установлен на проушине 29 стойки 17 и соединен со штоком 7 электроцилиндра 5, размещенного также на стойке 17 с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 30
проушины 31. Весоизмерительный эталонный датчик 3 установлен на поперечной балке 19 на одной вертикальной оси с поверяемым весоизмерительным средством 11, встроенным в силовую цепочку 2. Схема силовой нагрузки установки скомпонована так, что электроцилиндр 5, растягивающий рычажный механизм 4, датчик 3 весоизмерительный эталонный и поверяемые весы крановые посредством рамы 15 соединены в целом в последовательную общую силовую цепь, в результате чего поверяемое измерительное средство 11 - весы подвесные крановые и эталонный весоизмерительный датчик 3 находятся под одинаковой нагрузкой, создаваемой электроцилиндром 5. Весоизмерительный контроллер 13 предназначен для получения от нормирующего преобразователя 12 цифровой информации об измеряемом эталонным датчиком 3 приложенного усилия и отображения величины этого усилия на экране индикатора 14. В качестве двигателя электроцилиндра могут быть использованы шаговый двигатель или сервопривод с заданием точных параметров движения. ЭВМ в блочной схеме установки предназначена для выдачи на блок 8 управления величины нагрузки на растягивающий рычажный механизм 4 силовую цепочку 2 с испытуемым средством и эталонным датчиком 3, а также для выдачи готового протокола испытаний этого весоизмерительного средства, а включение в блок 8 управления компаратора 9, обеспечивающего обратную связь шагового двигателя 6 с упомянутым блоком 8 управления установкой, позволяет по одной электронной измерительной цепочке автоматически добиваться при одной и той же нагрузке на эталонном датчике 3 и датчике весоизмерительного средства 11 достижения задаваемых значений итоговых результатов поверки. При этом в качестве датчиков, применяемых в установке, используются тензометрические датчики.
Установка силовоспроизводящая работает следующим образом. Поверяемое весоизмерительное средство 11 устанавливают в место вставки 23 силовой цепочки 2, а на поперечную балку 19 корпуса 1 в верхней части этой цепочки 2 монтируют необходимый технологически эталонный датчик 3, и регулируемый узлом 21 производят преднатяг упомянутой силовой цепочки 2. С помощью ЭВМ и блока 8 управления программно задают порядок поверки испытуемого весоизмерительного средства 11. Сигнал о нагрузке с ЭВМ поступает на первый вход компаратора 9 блока 8 управления, а от него следует на шаговый двигатель 6 электроцилиндра 5, шток 7 которого перемещаясь вверх, растягивает рычажный механизм 4, создавая заданную нагрузку F на силовую цепочку 2, а вместе с ней и одинаковую нагрузку на поверяемое весоизмерительное средство 11 и эталонный датчик 3. При этом за счет передаточного отношения рычажного механизма 4 усилие на штоке 7 электроцилиндра 5 будет на порядок меньше усилия прикладываемого к поверяемому измерительному средству 11.
Возникающие при растяжении упругие деформации эталонного тензометрического датчика 3 и тензометрического датчика (на фиг. не показан) поверяемого весоизмерительного средства 11 преобразуются в электрические аналоговые сигналы, которые передаются на вход нормирующего преобразователя 12, а от него в цифровой форме следуют ко второму входу компаратора 9 и к входу весового контроллера 13 с индикатором 14, связанного с ЭВМ 10. Поступающий по второму входу в компаратор 9 в цифровой форме сигнал от эталонного датчика 3 сравнивается с сигналом от ЭВМ и на основании этого выполняется корректировка показаний поверяемого весоизмерительного средства 11. Со входа весового контроллера 13 сигнал направляется на вход ЭВМ 10 для подготовки протокола поверки испытуемого весоизмерительного средства 11.
Предлагаемая полезная модель упрощает силозадающее устройство установки, что сказывается на точности поверки весоизмерительных средств, а выполнение иной конструкции блок-схемы с обратной связью позволяет полностью автоматизировать процесс этой поверки.
Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки на полезную модель.
1. Авт.свидетельство СССР №657290 GOIL 25/00 опубл. 15.04.79 г.
2. Авт.свидетельство СССР №673877 GOIL 25/00 опубл. 15.07.79 г.
3. Авт.свидетельство СССР №1203390 GOIL 25/01 опубл. 07.01.86 г.
4. Авт.свидетельство СССР №1364935 GOIL 25/00 опубл. 07.01.88 г.
5. Авт.свидетельство СССР №1539554 GOIL 25/00 опубл. 30.01.90 г.
6. Авт.свидетельство СССР №1693408 GOIL 25/00 опубл. 23.11.91 г.
7. Авт.свидетельство СССР №1719946 GOIL 25/00 опубл. 15.03.86 г.
8. Патент РФ №2082133 G0IL 25/00 опубл. 20.06.97 г.
9. Патент РФ №2456565 G0IL 25/00 опубл. 20.07.2012 г.
10. Патент РФ №2517939 G0IL 25/00 опубл. 10.06.2014 г.
11. Патент РФ на полезную модель №106367 G0IL 25/00 опубл. 10.07.2011 г.