И крутящих моментов

Для измерения сил используют два способа:

1. Непосредственное тензометрирование узлов и элементов исследуемого объекта. Достоверность получаемых результатов во многом зависит от того, работает ли материал объекта исследования в пределах пропорциональности под действием измеряемых сил. Если это не выполняется, то анализ результатов осложняется и возможны погрешности, обусловленные нелинейностью связи деформация – определяемая сила.

2. Использование специальных тензорезисторных преобразователей сил, которые вводят в разрыв исследуемой силовой цепи или заменяют отдельные детали исследуемого объекта. Такие силоизмерители можно предварительно протарировать, что значительно уменьшает погрешности измерений.

При испытании машин часто возникает необходимость в применении различных силоизмерителей (по конструктивному исполне-нию). В промышленности выпускают несколько типов силоизмерителей, однако они позволяют решать лишь ограниченный круг задач. В связи с этим при подготовке к испытаниям проектируют и выполняют силоизмерители, удовлетворяющие требованиям эксперимента.

В качестве чувствительных элементов в тензорезисторных преобразователях силы применяют жесткие упругие элементы в виде стержня прямоугольного, круглого или профильного сечения (рис. 3.2,а).

а

б

Рис. 3.2. Тензометрические преобразователи сил

упругих элементов: а – в виде стержня; б – в форме шара

Для исключения возможных изгибных деформаций данные силоизмерители применяют в основном для измерения растягивающих сил более 5 кН. При необходимости определения небольших сил (до 0,2 – 5 кН) используют чувствительные элементы, работающие на изгиб, для измерения сжимающих сил (более 50 кН) – чувствительные элементы в форме шара (рис. 3.2,б). Шаровые чувствительные элементы отличаются большой стабильностью характеристик и хорошей линейностью преобразования в диапазоне измеряемых нагрузок. При относительно малых размерах они способны воспринимать значительные нагрузки. Кольцевые чувствительные элементы хорошо работают при измерении сил в диапазоне 0,5 – 10 кН. В качестве упругих элементов силоизмерителей используют мембраны для измерения малых и больших сил. Для их изготовления применяют сталь с пределом текучести не менее 800 МПа, фосфоритную или бериллиевую бронзу, латунь и различные сплавы.

Крутящие моменты измеряют тремя способами:

1. Непосредственное тензометрирование исследуемой детали, на которую наклеивают тензорезисторы. В процессе испытаний измеряют деформацию, пропорциональную крутящему моменту. Этот способ характеризуется такими же недостатками, как и рассмотренный выше первый способ измерения сил: достоверные результаты можно получить только в том случае, если действующие на поверхности исследуемой детали напряжения ниже предела пропорциональности; нельзя выполнить прямую тарировку, что существенно снижает точность измерений.

2. Измерение крутящих моментов состоит в использовании встроенных в силовую цепочку специальных силоизмерителей, с помощью которых измеряют передаваемую ими окружную силу.

3. Применение тензометрических преобразователей крутящего момента, которые встраивают в силовую цепочку. Упругий элемент такого преобразователя, как правило, выполняют в виде стержня или цилиндра, работающего на кручение и последовательно присоединенного к тензометрируемому валу.