УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМОТКИ ПРОВОЛОЧНЫХ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ

Полезная модель относится к устройствам для манипулирования тонкими гибкими материалами, а именно для точной намотки резистивного элемента.
Известен станок для намотки проволочных резисторов (А.С. 266900, МПК H01C 17/00, опубл. 01.04.70. Бюл. №12), состоящий из установленных на станине передней и задней бабок, каретки с раскладчиком смоточного устройства, провода с ходовым винтом, на укрепленной на указанной каретке оси свободно насажено находящееся в зацеплении с ходовым винтом червячное колесо с равномерно расположенными отверстиями, в которых находятся подпружиненные пальцы и установлена фиксированная от проворота полумуфта с ответными отверстиями, имеющая возможность совершать возвратно-поступательные движения вдоль оси под воздействием подпружиненного рычага.
Недостатком такого станка для намотки проволочных тензорезисторов является то, что для реализации процесса намотки проволочного тензорезистора используется конструкция, в которой вращение и укладка проволочного тензорезистора взаимосвязаны механическим устройством, которое содержит червячную передачу и не позволяет обеспечить малый шаг намотки, равный диаметру проволочного тензорезистора (в пределах от 0,02 до 0,07 мм). Точность намотки также снижается за счет несоосности оси каркаса наматываемого элемента и оси механического устройства, передающего движение. Поэтому, такие приспособления используются только для намотки с большим шагом.
Этот недостаток проявляется в наибольшей степени при намотке проволочных тензорезисторов в труднодоступных местах упругого элемента.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является приспособление для намотки проволоки тензорезисторной с предварительным натягом на цилиндрическую поверхность осесимметричного упругого элемента (Голованов В.К., Бурова Л.В. Обеспечение деформации тензорезисторной проволоки при ее намотке на упругий элемент весовых устройств // Научное обеспечение национального проекта «развитие АПК». Материалы научно-практической конференции, 2008. - с. 146-147). Приспособление для намотки с натягом проволоки тензорезисторной состоит из подставки, болта специального, гайки средней, гайки опорной, подшипника упорного, длинного и короткого штифтов. Упругий элемент установлен на подставку, содержащую в верхней своей части разрезанную коническую оболочку, и он своим собственным весом, сдавливая конус опоры, создает неподвижное сцепление с ней. Подставка установлена на подшипник, и посредством штифта короткого удерживается от проворачивания относительно гайки средней. Болт специальный ввинчен в гайку по левой резьбе, в верхней его части установлен подшипник. Гайка средняя навинчена на гайку опорную, имеющую правую метрическую резьбу. Гайка опорная зафиксирована с болтом специальным штифтом большим.
Недостатком данного приспособления является то, что детали установки упругого элемента - коническая оболочка и подшипник, приводят к погрешностям во время процесса намотки тензорезисторной проволоки, сборка затруднена сложностью конструкции приспособления, используются резьба с нестандартным шагом, что приводит к необходимости использования при ее нарезании специального инструмента, а также не имеется возможности производить намотку на упругие элементы сложной конфигурации.
В этой связи, важнейшей задачей является создание новой конструкции устройства для намотки тензорезисторной проволоки с предварительным натягом, позволяющей производить намотку на упругие элементы с малым шагом и высокой точностью, а также в труднодоступных участках упругих элементов.
Технический результат: упрощение технологии намотки тензорезисторной проволоки с предварительным натягом и малым шагом при точном соблюдении шага намотки, а также при намотке в труднодоступных участках упругих элементов.
Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для намотки проволочных тензорезисторов на упругий элемент содержит подставку, болт, соединенный с соосными с ним гайкой средней по резьбе меньшего диаметра и шага, а с гайкой опорной штифтами, причем гайка опорная соединена с гайкой средней по резьбе большего диаметра и шага с возможностью поступательного движения вдоль оси болта, при этом шаг резьбы болта меньше шага резьбы гайки опорной на величину шага намотки проволочного тензорезистора, при этом подставка, установленная на гайку среднюю по резьбе до упора, состоит из соосных направляющей оболочки, кольца, имеющего резьбу меньшего диаметра и шага на его внешней поверхности, и опорной пластины, расположенной между ними и изготовленных за одно целое, причем для крепления упругого элемента в направляющей оболочке и опорной пластине выполнено не менее трех продольных пазов, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, в которые установлены прижимные элементы Т-образной формы, причем продольная часть каждого прижимного элемента размещена в продольных пазах, а поперечная часть расположена ниже опорной пластины и примыкает к ней, при этом в опорной пластине и кольце соосно оси болта выполнено сквозное отверстие, в котором установлен штифт, соединяющий подставку и болт, а в верхней части гайки средней имеется кольцевая выточка конической формы, при этом гайка опорная соединена с болтом не менее чем тремя равноудаленными от оси болта штифтами, и к ней жестко крепится направляющая проволочного тензорезистора, имеющая выходы, выполненные напротив участков намотки.
На фиг. 1 изображено устройство для намотки проволочных тензорезисторов, показано осевое сечение, плоскостью проходящей через его ось; на фиг. 2 показан выносной элемент А - увеличенное изображение кольцевой выточки гайки средней; на фиг. 3 показано расположение прижимного элемента относительно подставки; на фиг. 4 показаны подставка, гайка средняя и прижимные элементы в сборе.
Устройство для намотки содержит подставку 1, болт 2, соединенный с соосными с ним гайкой средней 3 по резьбе меньшего диаметра и шага, выполненной на внутренней поверхности гайки. Гайка опорная 4 соединена с болтом 2 не менее чем тремя равноудаленными от оси болта штифтами 5, а также соединена с гайкой средней 3 по резьбе большего диаметра и шага, выполненной на внешней поверхности гайки средней 3, с возможностью поступательного движения вдоль оси болта 2. Причем шаг резьбы большего диаметра больше шага резьбы меньшего диаметра на величину шага намотки. Подставка 1, состоит из направляющей оболочки 6, кольца 7 и опорной пластины 8, расположенной между ними и изготовленных за одно целое. Кольцо 7 имеет резьбу меньшего диаметра и шага на внешней поверхности, по которой подставка 1 установлена на гайку среднюю 3 до упора. В направляющей оболочке 6 и опорной пластине 8 выполнены как минимум три продольных паза, в которых установлены прижимные элементы 9 Т-образной формы, сформированные из цилиндрической оболочки одинаковых размеров с направляющей оболочкой 6. В опорной пластине 8 и кольце 7 выполнено сквозное отверстие, в котором установлен штифт 10, соединяющий кольцо 7 и болт 2, причем ось штифта 10 и ось сквозного отверстия совпадают с осью болта 2. В верхней части гайки средней 3 имеется кольцевая выточка конической формы. К гайке опорной 4 жестко крепится направляющая 11 проволочного тензорезистора, который показан условно и обозначен позицией 12. Направляющая 11 имеет выходы, выполненные напротив участков намотки на упругом элементе 13.
На фиг. 2 для примера условно показаны метрические резьбы и обозначены: Md×h - резьба меньшего диаметра d и шага h, MD×(h+p) - резьба большего диаметра D и шага (h+p).
Рассмотрим работу устройства на примере намотки проволоки тензорезисторной малого диаметра (фиг. 1). Упругий элемент 13 устанавливается по внешнему диаметру направляющей оболочки 6, кольцо 7 вкручивается до упора в гайку среднюю 3 по резьбе меньшего диаметра d и шага h, создавая неподвижное соединение подставки 1 и гайки средней 3. Во время закручивания нижняя часть прижимных элементов 9 встречает препятствие в виде конической поверхности выточки гайки средней 3, что вызывает смещение нижней части прижимных элементов к центральной оси устройства, и разжим верхней их части, которая прижимает упругий элемент 13, создавая жесткое закрепление. Проволока тензорезисторная, условно показанная и обозначенная позицией 12, подается через отверстия направляющей 11 и на упругом элементе 13 укрепляются анкерные концы проволоки.
При вращении гайки средней 3, она навинчивается на болт 2, который установлен на стенде. Это влечет поступательное движение к стенду гайки средней 3, подставки 1 и упругого элемента 13, которые также будут совместно вращаться. Одновременно гайка опорная 4 будет удерживаться, не вращаясь, равноудаленными от оси болта 2 штифтами 5 и по резьбе большего диаметра D и шага (h+p) начнет накручиваться на гайку среднюю 3. Это влечет поступательное движение вверх гайки опорной 4 и направляющей 11, подающей проволоку к участкам намотки. Резьбы, условно показанные на фиг.2 и обозначенные: Md×h и MD×(h+p), имеют неравные шаги, отличающиеся между собой на величину шага намотки p проволоки тензорезисторной. Поэтому, в результате взаимодействия двух вышеуказанных движений в противоположных направлениях, за один оборот гайки средней 3 получим шаг намотки проволочного тензорезистора равный величине p.
Предлагаемое устройство для намотки тензорезисторной проволоки отличается от прототипа тем, что закрепление упругого элемента 13 на подставку 1 производится с помощью прижимных элементов 9 Т-образной формы. Такой тип закрепления позволяет получить более высокую жесткость установки упругого элемента 13, что приводит к увеличению точности соблюдения шага намотки. При вкручивании кольца 7 в гайку среднюю 3 по резьбе меньшего диаметра d и шага h, расположенные в продольных пазах подставки 1 прижимные элементы 9 встречают в своей нижней части препятствие в виде конической поверхности выточки гайки средней 3, что приводит к продольному смещению нижней их части к центральной оси устройства и, как следствие, к разжиму верхней части прижимных элементов 9 в противоположном направлении, по которой происходит зажим упругого элемента 13.
В отличии от прототипа, стабилизация в осевом направлении предлагаемого устройства выше за счет использования как минимум трех штифтов 5, равноудаленных от оси болта 2 и соединяющих болт 2 и гайку опорную 4, а также препятствующих их взаимному провороту, и штифта 10, соединяющего кольцо 7 и болт 2 по центральному отверстию. Отверстия под направляющие штифты 5 и штифт 10 выполнены в одной детали, а именно в болте 2, что позволяет точно выдерживать их относительное расположение, и как следствие шаг намотки.
Отметим также существенное отличие от прототипа, заключающееся в использовании специальной направляющей 11 проволоки тензорезисторной 12, закрепленной на гайке опорной 4. Направляющая 11 имеет сложную изогнутую форму, а также отверстия малого диаметра для подачи проволоки тензорезисторной 12 к поверхностям навивки на упругом элементе 13. Конструкция направляющей 11 предусматривает в верхней части возможность подавать проволоку тензорезисторную 12 в труднодоступный участок, ограниченный снаружи цилиндрической поверхностью упругого элемента 13.
Таким образом, изложенное выше свидетельствует о выполнении при использовании заявленной полезной модели следующей совокупности условий:
Разработанное устройство, воплощающее заявленную полезную модель при его осуществлении, за счет использования прижимных элементов для крепления упругого элемента на подставку, и ее центрирования относительно болта с помощью соосного с ними штифта, что приводит к упрощению технологии намотки проволоки тензорезисторной с малым шагом при точном соблюдении шага.
Появилась возможность легкоосуществимой намотки тензорезисторной проволоки в труднодоступных участках упругих элементов, за счет использования направляющей изогнутой формы со специальными отверстиями малого диаметра, что значительно расширяет диапазон применения предлагаемого устройства.