Презентация - Загиров Н.Н., Иванов Е.В. Механика сплошных сред. Теория обработки металлов давлением
Подождите немного. Документ загружается.
В настоящее время полное усилие (В настоящее время полное усилие (усилиеусилиепресса пресса
при осадке, давление металла на валки при при осадке, давление металла на валки при
прокатке, тяговое усилие при волочении и т.п.) не прокатке, тяговое усилие при волочении и т.п.) не
измеряют непосредственно, так как это трудно измеряют непосредственно, так как это трудно
осуществить, а во многих случаях практически осуществить, а во многих случаях практически
невозможно. Для их определения применяют невозможно. Для их определения применяют
различные различные силоизмерителисилоизмерители ((месдозымесдозы), которые ), которые
вместе со вспомогательными и регистрирующими вместе со вспомогательными и регистрирующими
приборами в целом называют тензометрической приборами в целом называют тензометрической
аппаратурой.аппаратурой.
МесдозыМесдозыпреобразуют действующую на них преобразуют действующую на них
нагрузку в упругую деформацию, фиксируемую в нагрузку в упругую деформацию, фиксируемую в
виде электрического сигнала.виде электрического сигнала.
На рисунке показан один из вариантов исполнения На рисунке показан один из вариантов исполнения
точечного силомера, получивший названиеточечного силомера, получивший название
штифтовой штифтовой месдозымесдозы. .
Она состоит из штифта Она состоит из штифта 1 с пружиной с пружиной 2, полого стального , полого стального
стаканчика стаканчика 33 с наклеенными на него с наклеенными на него тензодатчикамитензодатчикамии и
фиксирующей фиксирующей месдозумесдозув корпусе гайкой в корпусе гайкой 4..
Рис. 21.1. Штифтовая Штифтовая месдозамесдозадля измерения для измерения
нормальных напряженийнормальных напряжений
Датчик сопротивления представляет фольговый или Датчик сопротивления представляет фольговый или
проволочный проводник, который вклеивают между двумя проволочный проводник, который вклеивают между двумя
слоями тонкого диэлектрика (бумага и т.п.). Размеры слоями тонкого диэлектрика (бумага и т.п.). Размеры
датчика таковы, чтодатчика таковы, что l>>a.. Фольга или проволочка датчика Фольга или проволочка датчика
выполнены из сплава, обладающего выполнены из сплава, обладающего тензоэффектомтензоэффектом
(например, константана).(например, константана).
Рис. 21.2. Датчик сопротивленияДатчик сопротивления
ТензоэффектомТензоэффектомназывают обратимое называют обратимое
изменение сопротивления проводника от изменение сопротивления проводника от
механических упругих деформаций. механических упругих деформаций.
Обратимое изменение сопротивления Обратимое изменение сопротивления
происходит не только вследствие изменения происходит не только вследствие изменения
размеров, но и за счет удельного размеров, но и за счет удельного
сопротивления. Растяжение датчика вдоль сопротивления. Растяжение датчика вдоль
направления направления l сопровождается увеличением сопровождается увеличением
его сопротивления, а сжатие его сопротивления, а сжатие -- уменьшением.уменьшением.
Датчики, наклеенные на упругий элемент Датчики, наклеенные на упругий элемент месдозымесдозы, ,
включают в мостовую схему (включают в мостовую схему (рис.21.3), принцип ), принцип
работы которой заключается в следующем.работы которой заключается в следующем.
Рис. 21.3. Мостовая электрическая схема соединения Мостовая электрическая схема соединения
тензодатчиковтензодатчиков
В исходном состоянии, когда на В исходном состоянии, когда на месдозумесдозуне не
действуют нагрузки, сопротивления плеч действуют нагрузки, сопротивления плеч
моста моста AB, BC, CD, DA сбалансированы сбалансированы
вспомогательными сопротивлениями вспомогательными сопротивлениями R
D
так, так,
что по диагонали что по диагонали BD ток не течет. ток не течет.
Направление движения тока, вызванного Направление движения тока, вызванного
напряжением на клеммах напряжением на клеммах A и и C, показано на , показано на
рис. 21.3 пунктирными линиями.пунктирными линиями.
Сила Сила P, действующая на , действующая на месдозумесдозу, приводит к , приводит к
уменьшению сопротивления уменьшению сопротивления R
с
сжатого датчика, сжатого датчика,
наклеенного вдоль образующей, и увеличению наклеенного вдоль образующей, и увеличению
сопротивления сопротивления R
р
растянутого датчика, растянутого датчика,
наклеенного по окружности цилиндра. наклеенного по окружности цилиндра.
Балансировка моста от нагрузки Балансировка моста от нагрузки P будет нарушена будет нарушена
и возникает ток через диагональ и возникает ток через диагональ BD, направление , направление
которого на схеме показано сплошными которого на схеме показано сплошными
стрелками.стрелками.
Свойства датчиков и жесткость упругого элемента Свойства датчиков и жесткость упругого элемента
месдозымесдозыподбирают таким образом, чтобы сила подбирают таким образом, чтобы сила
тока была пропорциональна нагрузке тока была пропорциональна нагрузке Р..
Ток, возникающий в диагонали Ток, возникающий в диагонали BD моста моста
фиксируют в простейшем случае с помощью фиксируют в простейшем случае с помощью
осциллографа, записывающего отклонение луча осциллографа, записывающего отклонение луча
малоинерционного гальванометра на малоинерционного гальванометра на
движущуюся фоточувствительную бумагу. движущуюся фоточувствительную бумагу.
Для расшифровки показаний осциллографа Для расшифровки показаний осциллографа
применяют применяют тарировочныетарировочныеграфики, связывающие графики, связывающие
показания приборов с величиной известной показания приборов с величиной известной
градуировочнойградуировочнойнагрузки.нагрузки.
При использовании При использовании полумостовойполумостовойсхемы вторая схемы вторая
половина моста собирается в половина моста собирается в тензостанциитензостанции, ,
в которой происходит усиление сигнала.в которой происходит усиление сигнала.
Практика показала, что удовлетворительные Практика показала, что удовлетворительные
результаты при определении напряжений результаты при определении напряжений
могут быть получены в том случае, если могут быть получены в том случае, если
кольцевой зазор между концом штифта и кольцевой зазор между концом штифта и
корпусом корпусом месдозымесдозысоставляет составляет 0,03...0,05 мм. мм.
При больших значениях металл может затекать При больших значениях металл может затекать
в зазор, что приводит к заклиниванию штифта. в зазор, что приводит к заклиниванию штифта.
Если зазор слишком мал, то трение штифта о Если зазор слишком мал, то трение штифта о
стенки металла может искажать результаты.стенки металла может искажать результаты.
При При нагружениинагруженииштифта неизбежно некоторое штифта неизбежно некоторое
утапливаниеутапливаниеили выступание торца штифта или выступание торца штифта
относительно корпуса относительно корпуса месдозымесдозы. .
Чтобы погрешность измерения давления не Чтобы погрешность измерения давления не
превышала превышала 3 %, величина , величина утапливанияутапливанияили или
выступания штифта не должна быть выступания штифта не должна быть
больше больше 0,02 мм.мм.
Диаметр штифта желательно иметь как можно Диаметр штифта желательно иметь как можно
меньше. Однако практически изготовить меньше. Однако практически изготовить
прочный и жесткий штифт диаметром менее 2 мм прочный и жесткий штифт диаметром менее 2 мм
с небольшими допусками и чистотой поверхности с небольшими допусками и чистотой поверхности
трудно. Поэтому обычно диаметр штифта трудно. Поэтому обычно диаметр штифта
выбирают в пределах от выбирают в пределах от 1,5 до до 2,5 мм.мм.