ДИНАМОМЕТР
DYNAMOMETER

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения нагрузки на штанговую и стоечную крепь горных выработок, для измерения нагрузки на элементы машин и механизмов при изменении знака нагрузки на них, а также для измерения нагрузки при испытаниях образцов материалов на прочность.
Известен динамометр (патент РФ №1323871, кл. G01L 1/00, 1987), содержащий датчик крутящего момента и силоизмеритель, кинематически связанный с датчиком крутящего момента. Силоизмерителем является сферическая опора, воспринимающая измеряемую нагрузку. Сопротивление повороту опоры пропорционально действующей нагрузке, что и фиксируется датчиком крутящего момента.
Недостатком динамометра является отсутствие возможности измерять нагрузку при изменении ее знака. Динамометр способен фиксировать только сжимающую нагрузку, создающую силу трения, пропорциональную величине этой нагрузки.
Известен динамометр (патент РФ №2370738, кл. G01L 1/00, 2009), принимаемый за прототип. Динамометр содержит датчик крутящего момента и силоизмеритель, кинематически связанный с датчиком крутящего момента. Датчиком крутящего момента служит пара соосных подшипников.
Динамометр также не способен измерять нагрузку при изменении знака нагрузки, поскольку подшипники не способны создавать силу трения при изменении знака нагрузки от сжимающей к растягивающей.
Техническим результатом изобретения является расширение его функциональных возможностей путем обеспечения измерений при изменении знака измеряемой нагрузки.
Технический результат достигается тем, что динамометр, содержащий датчик крутящего момента и силоизмеритель, кинематически связанный с датчиком крутящего момента, согласно изобретению, силоизмеритель выполнен в виде двух соосно расположенных винтов и гайки, соединяющей торцы винтов с зазором между ними и предназначенной для взаимодействия с датчиком крутящего момента, при этом противоположные торцы винтов предназначены для соединения с источником измеряемой нагрузки.
При такой конструкции динамометра два винта, соединенных посредством гайки, создают силу трения между резьбами винтов и гайки независимо от того, в каком направлении вдоль оси винтов и гайки направлена внешняя сила. Этим и обеспечивается возможность измерения внешней нагрузки независимо от направления ее действия, чем и достигается технический результат.
На фиг. 1 представлена схема динамометра.
Динамометр содержит датчик крутящего момента 1 и силоизмеритель 2, 3, 4, кинематически связанный с датчиком крутящего момента 1. Силоизмеритель выполнен в виде двух соосно расположенных винтов 2, 3 и гайки 4, соединяющей торцы винтов 2, 3 с зазором А между ними и предназначенной для взаимодействия с датчиком крутящего момента 1. Противоположные торцы винтов 2, 3 предназначены для соединения с источником 5, 6 измеряемой нагрузки.
Датчик крутящего момента 1 может быть выполнен в виде динамометрического ключа. Соединение динамометра с источником 5, 6 измеряемой нагрузки может быть осуществлено захватами 7, 8 типовой конструкции. Величину зазора А между торцами винтов 2, 3 выбирают с таким расчетом, чтобы максимальная сжимающая нагрузка, на которую рассчитан динамометр, не приводила к контакту этих торцов между собой.
Динамометр работает следующим образом.
Проводят предварительную тарировку динамометра, для чего используют типовой пресс, с помощью которого задают разные величины нагрузки сжатия и растяжения на винтах 2, 3 и гайке 4 и определяют соответствующие значения крутящего момента на датчике крутящего момента 1. В результате получают тарировочную зависимость величины крутящего момента от величины и знака действующей нагрузки.
Соединяют винты 2, 3 с захватами 7, 8 источника нагрузки. Для измерения нагрузки, действующей вдоль оси винтов 2, 3 и гайки 4, поворачивают гайку 4 датчиком крутящего момента 1 (динамометрическим ключом 1) до максимального значения величины крутящего момента на датчике 1. Наибольшая величина крутящего момента будет соответствовать значению действующей нагрузки во время измерения. При изменении величины или знака приложенной нагрузки измерения повторяют. Величины крутящих моментов будут соответствовать величинам и знаку нагрузки во время измерения в соответствии с тарировочными данными.
Предлагаемый динамометр обеспечивает измерения не только сжимающей, но и растягивающей нагрузки, что существенно расширяет его функциональные возможности.