УСТАНОВКА СИЛОВОСПРОИЗВОДЯЩАЯ

Заявляемое в качестве полезной модели техническое решение относится к весоизмерительной, силоизмерительной технике и может быть использовано при проведении безгирной поверки весоизмерительных механизмов, в частности весов подвесных крановых различного технологического назначения, датчиков весоизмерительных и силоизмерительных, динамометров.
Известна установка для безгирной поверки подвесных крановых весов, УБП-10, изготавливаемая ООО «Инженерное Бюро Воронежского Акционерного Самолетостроительного Общества» («Инженерное Бюро ВАСО») (1). Данная установка состоит из вертикальной силовой рамы внутри которой размещены на карданных подвесах силовозбудитель, датчики образцовые цифровые, устройства регулирования длины силовой цепи, узлы для встройки проверяемого средства измерения, например, захваты для весов крановых подвесных. В качестве силовозбудителя в данной установке может применяется силовой гидроцилиндр, с двумя рабочими полостями, либо силовозбудитель мембранного типа.
Недостатками такой установки силовоспроизводящей является то, что хотя силовой гидроцилиндр прост в эксплуатации и обладает достаточно большим рабочим ходом, но он имеет большое усилие трогания, что не позволяет определить точно порог чувствительности поверяемого средства измерения и держать стабильно заданную нагрузку. Кроме того, применение гидравлической системы нагружения требует наличия насосной станции с электроприводом и гидропневмоаккумулятора в гидравлической цепи. К недостатком силовозбудителя мембранного типа следует отнести его высокую стоимость, малый рабочий ход и более сложную эксплуатацию, так как для достижения больших усилий необходимо производить последовательное замещение усилий от аттестованных грузов усилием от дополнительного нагружающего устройства. Кроме того установка имеет большие габаритные размеры.
Другим примером устройства для проведения поверки весоизмерительной техники, является образцовое силоизмерительное устройство (2) состоящее корпуса, внутри которого расположен грузовой рычаг установленный на призменном шарнире. К короткому плечу рычага на серьге подвешивается верхний захват, фиксация серьги во время снятия и постановки захвата производится арретиром. Нижний захват устройства соединен с винтом ручного привода, который установлен на грузовом винте редуктора привода отработки нагрузки. Приводы нагружения и отработки нагрузки состоят из редукторов и электродвигателей. С грузовым винтом редуктора привода нагружения соединен поддон привода нагружения, на котором установлены грузы. К длинному рычагу на серьге подвешивается тяга на которой крепится рамка с поддоном и поддон для разновесов. Образцовое силоизмерительное устройство оснащено задатчиком программы, переключателем цикла, световым табло. Автоматизация процесса наложения грузов производится за счет магнитоуправляемых герметизированных контактов.
В данной установке в качестве силовозбудителя используется силовой гидроцилиндр с двумя рабочими полостями. Выбор данного типа силовозбудителя обуславливает необходимость наличия таких узлов установки как бака для рабочей жидкости, гидравлической системы, что приводит к увеличению габаритных размеров установки и сложности обслуживания гидравлической системы в эксплуатации.
Недостатком данного образцового силоизмерительного устройства является то, что оно не позволяет фиксировать нагрузку и удерживать ее в течение определенного периода времени, достаточного для поверки, что снижает точность поверки весоизмерительных механизмов. Кроме того, недостатком является также низкая точность задания нагрузки до необходимого значения, для достижения достаточно высокой точности задания нагрузки требуется постоянная настройка гидравлической системы, что увеличивается затраты на эксплуатацию такой установки, что экономически не целесообразно.
Наиболее близкой по технической сущности и потому взятой за прототип является силозадающая установка Больших и Харитонова (3), в конструкции которой, для исключения применения грузов большой величины и создания силы, использован закрепленный на станине гидроцилиндр с
поршнем, контактирующим с индикаторным датчиком сжатия, установленным на нижней траверсе рамы. Гидроцилиндр и поршень соединены пружинами или используется нагружающее механическое устройство виде пары винта с гайкой, установленной в подшипниках на станине и соединенной через редуктор с приводом и винтом.
Недостатками данного устройства является то, что работа на такой силозадающей установке сложна и трудоемка, так как в ней не предусмотрена автоматизация процесса замещения и поддержания нагрузки, что усложняет процесс создания задаваемой силы и влечет неточность поверки весоизмерительной техники. К недостаткам данной установки можно отнести и ее большие габаритные размеры. Кроме того, гидравлическая система высокого давления требует значительных трудозатрат на поддержание всей системы в требуемом для эксплуатации состоянии.
Задачей заявляемого технического решения является создание такой установки силовоспроизводящей для безгирной поверки весоизмерительных механизмов, которая имеет небольшие габаритные размеры, позволяет повысить точность поверки изделий, решить вопросы снижения затрат на испытания и автоматизировать поверку весоизмерительных механизмов.
Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что в установке силовоспроизводящей, содержащей корпус, растягивающий механизм внутри его, расположенный в верхней части корпуса в узел встройки эталонного датчика, эталонный датчик, переходные звенья, блок управления с вторичным измерительным преобразователем, в качестве силовозбудителя используется растягивающий механизм состоящий из системы взаимосвязанных рычагов, опирающихся на шарнирные опоры. Система взаимосвязанных рычагов приводится в движение грузовым винтом узла нагружения привода узла нагружения, который состоит из электродвигателя со встроенным в него преобразователем частоты и редуктора, причем конечный рычаг системы рычагов соединен посредством передачи «винт-гайка» с узлом силовой цепочки. Узел силовой цепочки находится на одной оси с осью нагружаемого эталонного датчика и поверяемого весоизмерительного механизма, причем поверяемый весоизмерительный механизм располагается между узлом встройки эталонного датчика и узлом силовой цепочки и вводится таким образом в одну растягивающую цепочку. Установка оснащена
вторичным измерительным преобразователем, электронными приборами, задатчиками программ поверки расположенными в блоке управления.
Наличие в заявляемой установке силовоспроизводящей электродвигателя со встроенным преобразователем частоты, связанным через вторичный измерительный преобразователь с блоком управления, возможность передавать и сравнивать показания эталонного датчика с показаниями датчика поверяемого весоизмерительного механизма, находящихся в одной растягивающей цепочке и подвергаемых одной и той же нагрузке, позволяют более точно определять погрешность весоизмерительного механизма.
На фигуре показан общий вид заявляемой установки силовоспроизводящей.
Установка силовоспроизводящая состоит из корпуса (1), внутри которого содержится растягивающий механизм представляющий собой систему рычагов (2) опирающихся на шарнирные опоры (3). Конечный рычаг системы рычагов (4) соединен с узлом силовой цепочки (5). Узел нагружения (6) состоит из электродвигателя (7) со встроенным в него преобразователем частоты, редуктора (8) и грузового винта узла нагружения (9), Эталонный датчик (10) установлен в узле встройки эталонного датчика (11), который расположенный в верхней части установки на кронштейне корпуса (12). Поверяемый весоизмерительный механизм (13) расположен с помощью верхнего (14) и нижнего (15) переходных звеньев между узлом встройки эталонного датчика (11) и узлом силовой цепочки (5). На корпусе (1) смонтирован блок управления установкой силовоспроизводящей (16), который оснащен вторичным измерительным преобразователем (17) и необходимыми для автоматизации процесса поверки электронными приборами.
Для проведения поверки весоизмерительных механизмов, например, весов подвесных крановых на заявляемой установке силовоспроизводящей, производят следующие операции. В узел встройки эталонного датчика (11) устанавливают эталонный датчик (10), например, электронный тензометрический датчик, через верхнее переходное звено (14) узел встройки эталонного датчика соединяют с верхней частью поверяемого весоизмерительного механизма (13), а его нижнюю часть, с помощью нижнего переходного звена (15), соединяют с узлом силовой цепочки (5). Посредством
регулировочного механизма в узле силовой цепочки (5), поверяемый весоизмерительный механизм (13) приводится в состояние преднатяга. Затем с помощью приборов блока управления установкой силовоспроизводящей (16) задают программы поверки, которые позволяют в автоматическом режиме, с возможностью перехода на ручной режим, производить поверку весоизмерительного механизма. Для нагружения поверяемого весоизмерительного механизма включается электродвигатель (7), который через редуктор (8) передает вращательное движение грузовому винту узла нагружения (9). Вращательное движение грузового винта узла нагружения (9) через передачу «винт-гайка» приводит в движение систему рычагов растягивающего механизма (2), в которой конечный рычаг (4) передает через передачу «винт-гайка» поступательное движение узлу силовой цепочки (5), что приводит к одновременному равному нагружению поверяемого весоизмерительного механизма (13) и эталонного датчика (10).
Возникающие при растяжении упругие деформации эталонного тензометрического датчика и датчика, например, тензометрического, поверяемого весоизмерительного механизма преобразуются в электрические сигналы и передаются на входы аналого-цифровых преобразователей вторичного измерительного преобразователя (17) блока управления установкой силовоспроизводящей (16), в которых по определенной программе сигналы обрабатываются, и полученные результаты выводятся на дисплей терминала вторичного измерительного преобразователя (17).
Наличие двух параллельных измерительных каналов (для эталонного датчика и датчика поверяемого весоизмерительного механизма) позволяет сравнивать их показания при одной и той же нагрузке.
В заявляемом техническом решении вторичный измерительный преобразователь (17) связан с электродвигателем (7) через преобразователь частоты в нем, что позволяет при нагружении эталонного датчика (10) и весоизмерительного механизма (13) во время проведения поверки, меняя (уменьшая) частоту вращения электродвигателя и замедляя тем самым движение системы рычагов растягивающего механизма (2), подходить к контрольным точкам измерения «плавно» и не пропускать их.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить точность поверки весоизмерительных механизмов и при этом имеет небольшие габаритные размеры, кроме того позволяет полностью автоматизировать
процесс поверки, контролировать результаты поверки в режиме реального времени и фиксировать их, что значительно сокращает трудоемкость процесса поверки, а следовательно и затраты на поверку весоизмерительных механизмов.
Источники информации
1. Сборник материалов всероссийской научно-практической конференции "Метрологическое обеспечение весоизмерительной техники весы-2006". Доклад «Безгирная поверка весов крановых, датчиков весоизмерительных сжатия и растяжения», авторы Красников Ю.В., Степанов A.M., ФГУП ВНИИМС (Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы, г.Москва)
2. Авторское свидетельство №581404 «Образцовое силоизмерительное устройство», G01L 25/00, приоритет 04.05.75 г.
3. Авторское свидетельство №657290, «Способ создания сил Больших и Харитонова и образцовая силозадающая установка для его реализации», G01L 25/00, приоритет 22.03.74 г.