…Силовое звено 1 динамометра (рис I 1, 6}имеет ромбическую форму. Его деформация при помощи специального устройства и системы зубчатых колес преобразуется в угловое перемещение. Подвижное устройство состоит из двух пластинок, на верхней пластинке закреплен зубчатый сектор9в виде неравноплечего рычага и трубки12. Шарнир8малого плеча рычага соединен тягой 7 с шарниром 10 регулировочного эксцентрика 11, прикрепленного к силовому элементу.
Динамометры, работающие по этому
принципу, дают верные показания тогда,
когда направление действующейсилы
совпадает с направлением оси, проходящейчерез центр стрелки и точку вращения
коленчатого рычага. В противном случае
его показания требуют корректировки,
которая проводится по формуле
Характеристики изготовляемых тяговых пружинных указывающих динамометров.
табл.I.1
|
Наименование параметров |
Марка динамометра | |||||||||
|
ДПУ-001 |
ДПУ-002 |
ДПУ-01 |
ДПУ-02 |
ДПУ-05 |
ДПУ-2 |
ДПУ-5 |
ДПУ-10 |
ДПУ-20 |
ДПУ-50 | |
|
Предельные измеряемые усилия, кГ (кН): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
наименьшее |
1 (0,01) |
2 (0,02) |
10 (0,10) |
200 (1,96) |
50 (0,49) |
200 (1,96) |
500 (4,9) |
1000 (9,8) |
2000 (19,6) |
5000 (49) |
|
наибольшее |
10 (0,10) |
20 (0,20) |
100 (0,98) |
20 (0,20) |
500 (4,9) |
2000 (196) |
5000 (49) |
10000 (98,1) |
20000 (196) |
50000 (4900) |
|
Цена деления шкалы,кГ (Н) |
0,1 (0,98) |
0,2 (1,96) |
1 (9,81) |
2 (19,6) |
5 (49) |
20 (196) |
50 (490) |
100 (981) |
200 (1960) |
500 (4900) |
|
Диаметр шкалы, мм |
125 |
125 |
150 |
150 |
150 |
175 |
175 |
175 |
250 |
250 |
|
Габаритные размеры,мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
длина с серьгами |
340 |
310 |
425 |
425 |
425 |
550 |
700 |
700 |
750 |
900 |
|
высота |
44 |
44 |
50 |
50 |
50 |
150 |
150 |
150 |
200 |
250 |
|
ширина |
196 |
196 |
200 |
200 |
200 |
250 |
250 |
250 |
400 |
400 |
|
Масса,кг |
1,3 |
1,3 |
3 |
3,5 |
3,5 |
12 |
15 |
20 |
35 |
55 |
стр.16-17
…стрелка представляет собой рычаг с соотношением плеч, равным 10 (обычно 50 : 5 см}.Это значит, что если узел, на котором закреплена проволока, переместится на 1мм,то конец стрелки переместится на 10мм,т. е. точность измерения деформации будет равна 0,1мм.
Точность измерения деформации этого прогибомера зависит от соотношения плеч рычага. Достоинством его считается то, что он изготовляется на месте и для этого не требуется высокой квалификации исполнителя. Недостаток прибора—небольшая точность измерения деформации (0,1—0,2мм).
Вышерассмотренные способы и приспособления измерения прогиба характеризуются небольшой точностью, поэтому их применяют сравнительно редко.
В том случае, когда требуется более точное измерение деформации, применяют более совершенные приборы, которые обеспечивают точность измерения деформации порядка 0,01 мм.Эти приборы можно разделить на 2 группы: 1-я—приборы дистанционные, 2-я—приборы контактные.
При использовании дистанционных приборов прогибомер устанавливается под испытываемой конструкцией, а связь между конструкцией и прибором осуществляется проволокой (рис. 1.6);
в случае необходимости прибор можно вынести за пределы опасной зоны (т. е. за пределы полосы, расположенной непосредственно под конструкцией).
Контактные прогибомеры находятся в непосредственном контакте с конструкцией.
С точки зрения удовлетворения требований охраны труда, а также удобства взятия отсчетов на шкале прибора предпочтение следует оказать дистанционному прогибомеру. С другой стороны, дистанционная схема измерения деформации чувствительна к изменению температуры окружающей среды, хотя исключить это влияние несложно.
При измерении деформации по контактной схеме изменение температуры окружающей среды оказывает ничтожное влияние на показание прибора, и его вообще не учитывают, но для взятия отсчетов по приборам наблюдатель должен находиться в непосредственной близости от испытываемой конструкции. Это требует
большого внимания при испытаниях, особенно в полевых условиях, когда точка, в которой необходимо измерить прогиб, может оказаться недоступной для наблюдения.
В настоящее время для деформаций чаще применяют дистанционные прогибомеры.
Прогибомер ПМ-2 (рис. 1.7)конструкции Н. Н. Максимова состоит из металлического корпуса 1, в котором на подшипниках вращается барабан2,соединенный с маленьким барабаном3. Барабана2касается ролик4,соединенный со стрелкой5.На корпусе1помещена шкала6,по которой отсчитывают прогиб.
18-19
Связь между прибором и конструкцией устанавливается посредством проволоки, верхний конец которой закреплен на конструкции, а к нижнему подвешен груз в виде металлического цилиндра (рис. 1.7, в).Проволока перекинута через барабан3 и при перемещении узла, к которому она прикреплена, вращает барабан3и вместе с ним передаточный механизм со стрелкой.
Передаточный механизм сконструирован так, что когда точка конструкции, на которой закреплена проволока, переместится на 0,1 мм,стрелка на шкале передвинется на одно деление. Таким образом, если на шкале прибора отсчеты брать с точностью одного деления, то точность измерения деформации будет равняться 0,1мм.Число делений на шкале равно 100, т. е. одному полному обороту стрелки соответствует прогиб, равный
100 0,1=10мм. Число полных оборотов стрелки фиксируется на специальной шкале, нанесенной на барабане2.Она видна в прорези основной шкалы.
Из дистанционных прогибомеров прибор Н. Н. Максимова наиболее часто применяется при испытании строительных конструкций. Он прост в обращении и для многих исследований дает достаточную точность измерения деформаций. Недостаток прибора — при фрикционной передаче возможен холостой ход диска, хотя во избежание этого конструкция прибора предусматривает возможность регулировки плотности соприкосновения барабана и ролика. Следует отметить также большую чувствительность прибора к толчкам.
В третьей модели прогибомера Н. Н. Максимова ПМ-3 (рис. 1.8) внесены некоторые конструктивные изменения; вместо фрикционной здесь предусмотрена зубчатая передача, которая исключает возможность проскальзывания, как это было в предыдущей модели, но обладает некоторым люфтом, обусловленным наличием зазора между зубцами.
Прогибомер ПАО-5конструкции Н. Н. Аистова (V модель, рис. 1.9) состоит из металлического корпуса3,в передней части которого под стеклом имеются 3 шкалы—большая шкала показывает прогибы в доляхмм,малая левая—всми малая правая— имм.Внутри металлического корпуса имеется система шестеренок; шестеренка5насажена на ось стрелки, показывающей прогибы всм,и соединена с роликом4.Ролик выступает с тыльной стороны корпуса и на него перематывается проволока, устанавливающая связь между конструкцией и прогибомером. На общую ось насажены также шестеренки6, 7и стрелка, показывающая деформации вмм.Одновременно шестеренка5находится в зацеплении с малой шестеренкой6.Сидящая на одной оси с ней шестеренка 7 ведет шестеренку8,на ось которой насажена стрелка большой шкалы, имеющая 100 делений.
Соотношения коэффициентов передач шестеренок подобраны с таким расчетом, что одному делению большой шкалы соответствует прогиб 0,01 мм.Если на шкале отсчеты брать с точностью одного деления, то точность измерения деформации—перемещения будет равна 0,01мм.Прогибомером Н. Н. Аистова без его перестановки можно измерять деформации—перемещения до 100мм.
Для устранения холостого хода—люфта, шестеренка 5сделана двойной—одна закреплена на оси наглухо, вторая насажена свободно. Между этими шестеренками имеется распорная пружина, которая стремится повернуть шестеренки навстречу друг другу, благодаря чему зубцы шестеренок5и6постоянно находятся в контакте и люфт исключается. Прогибомер винтом 1 закрепляется на пластинке2,а последняя прикрепляется к треноге (рис. 1.9, а) или непосредственно к струбцине (рис. 1.10).
Контактные прогибомерыПри испытании конструкции и сооружений из контактных прогибомеров находит применение главным образом индикатор Он принадлежит к группе прогибомеров, которые измеряют сравнительно малые деформации (без перестановки не более 10мм)
Главной частью индикатора является металлический корпус /, (рис 1.11), передняя часть которого закрыта стеклом Под стеклом имеется шкала с делениями, в центре которой насажена стрелка 2. В пределах большой шкалы имеется малая шкала 3 сцентральной стрелкой Через корпус проходит металлический стержень 7, который может перемещаться. На средней части стержня нарезаны канавки, в которые входят зубцы малой шестеренки На ось этой шестеренки насажена шестеренка большего диаметра4, связанная с нижележащей маленькой шестеренкой6,на оси которой насажена большая стрелка2.
Во избежание появления люфта в конструкции прибора предусмотрена дополнительная шестеренка 8,находящаяся в зацеплении с шестеренкой6. Спиральная пружина9, связанная с шестеренкой8,все время поддерживает стержень 7 в крайнем положении и обеспечивает постоянное зацепление зубьев шестеренок При нажатии на стержень в противоположном направлении он преодолевает сопротивление пружины и перемещается, приводя в движение все шестеренки и одновременно обе стрелки При освобождении от внешнего давления стержень возвращается в прежнее положение. Коэффициент передачи шестеренки подобран с таким расчетом, что передвижению конца стержня на 1ммсоответствует поворот большой стрелки на 360°. Число делений большой шкалы равно 100, поэтому одному ее делению соответствует перемещение конца стержня на 0,01мм. Существуют также и индикаторы с ценой деления 0,002 и 0,001мм. Однако они могут измерять перемещения только до 2,0мм. Полный оборот большой стрелки2отмечает малая шкала.
Для измерения деформаций индикатором пользуются специальной струбциной, которая связывает его с неподвижной точкой.
Конец стержня индикатора, в который запрессован шарик 5, устанавливают в точке конструкции, перемещение которой необходимо измерить В таком положении на обеих шкалах берут отсчеты. После загружения конструкции отдельные ее точки перемещаются, нажимают на стержень индикатора, который перемещается по отношению к корпусу и отводит стрелки в новое положение. При этом берут вторые отсчеты. Разность этих двух отсчетов, умноженная на цену деления шкалы, дает величину деформации.
У некоторых типов индикаторов имеется подвижная шкала, при помощи которой первичное положение большой стрелки можно совместить с нулевым делением шкалы .Определение деформации в данном случае происходит только по одному отсчету, что уменьшает возможность ошибок при вычислении деформации.
Рассмотренный индикатор характеризуется следующими достоинствами: сравнительно высокая точность измерения деформации (0,01 мм),небольшие габаритные размеры и масса индикатора (диаметр корпуса равен 55мм,масса—150г). Недостаток индикатора—максимальное значение измеряемой им деформации без его перестановки равно 10мм
