ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчет погрешности и конструирование пружинных измерительных приборов из "Автоматизированные системы взвешивания и дозирования " Конструкцию пружинных указательных приборов можно рассмотреть на примере прибора, разработанного НИКИМПом (рис. 35), представляюшего собой рычажно-пружинную систему с осью врашения грузо приемного рычага 12 в подшипнике 1. Измеряемая нагрузка воспринимается грузоприемной призмой 9 рычага 12 и через передаточную призму 11, серьгу и регулятор жесткости 2 передается на две уравновешиваю-шие измерительные пружины Зп4. Последовательное соединение левых и правых пружин необходимо для исключения поворота опорных частей пружин в месте их подвески. Пружины 3 ж4 имеют разную жесткость, что повышает виброустойчивость. Для настройки масштаба шкалы применен регулятор жесткости 2, позволяюший при его повороте изменять число рабочих витков пружины и, следовательно, изменять жесткость. [c.63] Основным узлом прибора являются силоизмерительные пружины 3 и 4, отличающиеся высокой стабильностью своих характеристик, которая достигается конструктивными и технологическими приемами при их изготовлении. Рабочие напряжения пружин из стали ОВС для работы при постоянной температуре принимают равными не более 0,1 предела упругости материала. При этом погрешность указанных пружин будет не более 0,2%. После навивки пружины подвергают низкотемпературному отпуску при t = 250°С, суточной выдержке с перегрузкой на 30% и последующему искусственному старению в масляной ванне в течение 2 ч при температуре 150—170°С. [c.63] НИКИМПа установлено, что погрешности показаний прибора находятся в пределах 0,1% при постоянной температуре и доходят до 1,0% при переменных температурах ( 40°С). Для уменьшения погрешности при переменных температурах применяется сплав марки Н42ХТЮ, обладающий низким температурным коэффициентом модуля упругости. Погрешность показаний прибора с этими пружинами составляет 0,2% в пределах температур от -ь50 до -30°С [34]. [c.64] Завод тяжелого весостроения им. П. Старостина для технологических весов серийно выпускает пружинные головки с полезным усилием на тяге 50, 125, 250 кгс и тарной нагрузкой соответственно 20,50,100 кгс. [c.65] Малый ход грузоприемной тяги головки уменьшает углы поворота рычагов весового механизма, что повышает точность и уменьшает износ ножевых опор, а также позволяет применять головку в многодиапазонных устройствах. [c.65] Большинство весовых фирм в качестве множительного механизма применяют узел рейка—шестерня, выполняя его как прецизионную пару с низкой кинематической погрешностью. Для исключения пары рейка—шестерня была предложена схема указателя, в которой перемещение грузоприемной тяги передается на ось стрелки при помощи редуктора, вьшолненного в виде двух барабанов разного диаметра, связанных между собой гибкими лентами [A. . 224836 (СССР)]. Стремление получить значительное передаточное отношение этого редуктора приводит к увеличению диаметров и маховых масс барабанов, ухудшающих динамические качества прибора. [c.66] В настоящее время предложена схема головки без узла рейка-шестерня и узлов внешнего трения (подшипников, ножевых опор рис. 39), в которой функцию множительного механизма выполняет силоизмерительная пружина с прямоугольным сечением витка и большим углом наклона винтовой линии [A. . 344283 (СССР) ]. [c.66] Анализ последней формулы, с учетом ГОСТ 1071—67 на пружинную проволоку и допусков на ее изготовление, показал, что отклонение указанных выше параметров может приводить к изменению жесткости до 20%. [c.67] Модули упругости пружинных материалов приведены в табл. 7. [c.68] Уменьшение нелинейности, как это видно из выражения (17), может быть достигнуто при увеличении первоначальной длины пружины (увеличении числа рабочих витков). Этот способ обладает ограниченными возможностями из-за увеличения габаритных размеров прибора. Этот способ применяет фирма Эйвери , заменив две последовательно соединенные пружины с правой и левой навивкой одной пружиной, имеющей большее число витков, за счет исключения двух зацепов. Для уменьшения влияния поворота торца верхнюю опору пружины выполняют в этом случае на подшипниках качения. Рассмотренные способы компенсации не позволяют производить коррекцию нелинейности в процессе юстировки весов. [c.70] Погрешность силоизмерителя вызывается нелинейностью, возникающей вследствие изменения первоначальных параметров пружины (угла наклона витка, диаметра пружины), и вариацией, связанной с явлениями гистерезиса и смещения точек контакта в зацепе. [c.70] Явления гистерезиса возникают вследствие внутреннего трения. Кроме того, одним из источников гистерезиса является калибратор жесткости пружины. Составляющая величины гистерезиса, вызванная внешним трением в калибраторе, может быть снижена правильным выбором конструкции калибратора. При этом следует уменьшить трение между пружиной (по внутреннему диаметру) и калибратором. Для этого необходимо уменьшить площадь их касания, а твердость калибратора по Роквеллу должна быть на 3—5 единиц выше, чем у пружины. [c.70] Для уменьшения нелинейности характеристики пружины предложена конструкция калибратора [Пат. 200517 в СССР], показанного на рис. 42. Винтообразное ребро калибратора имеет прямоугольное сечение, толщина которого плавно уменьшается от средней части 3 к обоим его концам 2 и 5, у которых угол подъема винтовой поверхности приблизительно равен углу подъема витков пружины в нерастянутом состоянии, а угол подъема средней части ребра близок к углу подъема пружины в растянутом состоянии. Предложена также конструкция калибратора (рис. 43), имеющего небольшую площадку контакта с пружиной. [c.71] Наличие трения между пружиной и калибратором увеличивает гистерезис. Поэтому рационально выполнять пружину с двумя отогнутыми витками для зацепов, правильная форма которых показана на рис. 44, а. [c.71] Вернуться к основной статье