14.2.2. Конструкции динамометров

Конструкцию динамометра с уравновешиванием измеряемой силы силой тяжести можно рассмотреть на примере силоизмерительного механизма твердомера.

Н а рис. 14.9 показана схема прибора ТШ-2 для измерения твердости по методу Бринеля, одной из основных частей которого является рычажный динамометр. Динамометр представляет два последовательно работающих рычага второго рода 1 и 2 с общим передаточным отношением 50:1, имеющих шарнирные опоры на правых (по схеме) концах. На левом конце рычага 2 расположена подвеска для сменных грузов 3. Подобное устройство силоизмерительного механизма можно считать характерным для испытательных машин.

Образцовые силоизмерительные машины механического типа обычно представляют один неравноплечий рычаг 1-го рода. Грузовой рычаг имеет сотношение плеч 1 : 10 или 1 : 20. Имеются специальные механизмы для наложения и снятия сменных грузов. Несмотря на громоздкость и большую массу сменных грузов, схема с одним рычагом применяется в образцовых силоизмерителях, так как позволяет добиться малых значений относительной погрешности измерения, не превышающей ±0,2% для машин 2-го разряда.

Наибольшее распространение из динамометров второй группы имеют пружинные динамометры. Одна из конструкций представлена схемой на рис. 14.10. Силовое звено этого динамометра состоит из двух плоских пружин .7. Пружины изогнуты, концы их соединены болтами, между концами зажаты тяги для крепления прицепных серег, одна из которых (4) соединена с корпусом, а другая (6) может перемещаться относительно корпуса. К концу этой тяги, расположенному внутри корпуса, прикреплен поводок зубчатого сектора 5 устройства указателя. Под действием измеряемой силы расстояние между тягами изменяется, и это перемещение через поводок, сектор 5, триб 2 передается стрелке.

Рис. 14.10. Схема пружинного динамометра

В других разновидностях пружинных динамометров силовое звено имеет кольцевую или ромбовидную форму.

Во многих случаях измерение деформаций производят не механическими, а электрическими методами, среди которых по распространенности, пожалуй, следует на первое место поставить тензорезисторный. Особенно часто этот метод применяется при конструировании специальных динамометров и торсиометров для научных исследований. Несмотря на меньшую точность, этот метод имеет несомненные достоинства, так как позволяет достичь большой чувствительное благодаря применению электронных усилителей, измерять на расстоянии как постоянные, так и переменные по знаку и по амплитуде силы, регистрировать их на самописцах. Аналоговый сигнал таких динамометров может быть преобразован в цифровой и использован в ЭВМ.

К приборам, работающим по принципу преобразования силы в давление, можно отнести гидравлические динамометры. На рис. 14.11 представлена схема поршневого динамометра. Силовое звено этого прибора состоит из двух серег 1 и 4, одна из которых жестко связана с поршнем J, а другая - с цилиндром 2. Измеряемая сила преобразуется в гидравлическое давление, которое измеряется при помощи системы измерительный цилиндр 6 - поршень 5 - пружина 8 (с обратным преобразованием давлений в силу). Измеряемая сила регистрируется записывающим устройством (рычаг 7 с самописцем и барабан) и может быть отсчитана по шкале 10.

Рис. 14.11. Схема поршневого динамометра

В последнее время широкое распространение находят цифровые динамометр растяжения и сжатия с различными диапазонами измерений. Так на рис. 14.12 показан динамометр растяжения и сжатия, который имеет 7 диапазонов измерений от 0 до 980 Н. Погрешность измерения прибора не превышает 0,2%. Модель для промышленного использования экономичная.

Данный прибор снабжен 4-х цифровым дисплеем, высотой цифр 12 мм. Вес прибора составляет 430 г.