1.1.6. Механические динамометры.
Механические динамометры в основном используют в следующих двух областях:
а) в контрольно-испытательной аппаратуре: в частности, для проверки испытательных машин и защитных устройств на прессах (здесь они все больше заменяются тензорезисторными динамометрами);
б) в промышленных установках для выявления нагрузочной способности рабочих машин и т.п.
Они применимы только для измерения статических сил.
Конструктивное исполнение и основные типы. Механические динамометры состоят из двух основных частей – чувствительного элемента, деформирующегося под действием измеряемой силы, и элемента, измеряющего деформацию чувствительного элемента. Чувствительные элементы из упругого материала преобразуют подлежащую измерению силу в деформацию, величина которой составляет 0,2 – 2 мм. Эта деформация преобразуется измерительным элементом в показания. В зависимости от номинальной силы чувствительные элементы выполняют в виде кольца или скобы, а для более широкого диапазона сил – в виде стержня или полого кольца. Кольца и скобы используют для измерения номинальных сил в пределах от 200Н до 10 Мн. Нижний предел для стержней, с помощью которых измеряют растягивающие силы, составляет 60 кН, а сжимающие силы 600 кН. Для измерения малых сил существует множество вариантов, например стержни с продольной прорезью, деформация которых под действием силы измеряется стрелочным индикатором.
На рисунке представлена конструктивная схема динамометра, использующегося, например, для измерения силы, развиваемой винтовым зажимом.
В представленной на рисунке конструкции обозначены: 1,2 – подвижная и неподвижная части динамометра; 3 – упругий элемент; 4 – упорный подшипник; 5 – центрирующая втулка; 6 – стопорное кольцо; 7, 9 – кронштейны; 8 – индикатор.
1.1.7. Гидравлические динамометры.
Принцип работы гидравлических динамометров позволяет приспособить процесс измерения к конкретным условиям применения. Так как на жидкость, находящуюся в статическом состоянии, действуют только силы, нормальные к ее поверхности, и гидравлические жидкости практически несжимаемы, то можно конструктивно оптимально распределить функции восприятия измеряемой силы жидкостью, находящейся в динамометре, и измерения ее давления (как меры приложенной силы). Поэтому гидравлические динамометры допускают широкое их применение в различных областях и в разнообразных сочетаниях для измерения и регулирования сил.
Конструктивное исполнение и основные типы. Гидравлическая система измерения сил включает воспринимающее устройство с полностью замкнутой камерой и показывающий прибор.
На схеме обозначены: 1 – неподвижный корпус – цилиндр, 2 – подвижная часть динамометра (поршень), 3 – трубопровод, 4 манометр.
Динамометр выполнен в виде массивного круглого или кольцеобразного полого тела, заполненного жидкостью и закрытого поршнем, на который действует измеряемая сила. Эта сила преобразуется в пропорциональное ей давление жидкости. При преобразовании силы в давление активная поверхность поршня используется полностью. Размер этой поверхности определяет чувствительность. Поэтому решающее значение для класса точности имеет конструктивное выполнение перехода между полым телом и поршнем, в том числе, необходимое уплотнение между ними.