Способы парирования усилий и крутящих моментов

Тарирование силоизмерителей для измерения усилий при растяжении

Тарирование силоизмерителя (см. рис.1.3) можно проводить двумя способами: прямым и косвенным.

Прямое тарирование производят следующим образом. Отсоединяет силоизмеритель от канатов и нагружают его грузами с весом , . При этом ступень усиления усилителя и параметры регистрирующего прибора должны быть такими же, как и при записи осциллограммы нагрузок. Записывают показания прибора при нагружении силоизмерителя каждым грузом и получают ступенчатую тарировочную осциллограмму (рис. 1.7, а). Измеряют ее ординаты в миллиметрах . По совокупности значений и строят тарировочный график . При хорошей работе измерительной аппаратуры график должен быть линейным. Масштаб усилий находят по формуле, Н/мм:

Рисунок 1.7. Тарировочная осциллограмма (а), тарировочный график (б)

В случае нелинейности показаний пользоваться масштабом нельзя, необходимо использовать тарировочный график.

Тарирование силоизмерителей косвенным способом выполняют с использованием специальной тарировочной балки (рис. 1.8). Пластина 1 с наклеенными на нее с двух сторон тензодатчиками 2, нагружена по высоте одинаковым изгибающим моментом. Параметры балки: сечение пластины 1, длина консоли 3 и вес сменных грузов 4 подобраны так, что при последовательном ее нагружении грузами одинаковой массы в пластине возникают изгибающие напряжения, :

; ; ,

где – число грузов.

Рисунок 1.8. Тарировочная балка

После записи осциллограмм нагрузок на экспериментальной установке к усилителю подключают тарировочную балку и, нагружая ее грузами, записывают тарировочную осциллограмму.

Измеряют ординаты на этой осциллограмме, мм .

Тарировочные усилия составят, Н:

; ; ,

где , , – напряжения в тарировочной балке при последовательном напряжении с грузами, соответственно равными , и ; – число грузов; – площадь поперечного сечения упругого элемента силоизмерителя, ; , – соответственно сопротивление тензодатчиков силоизмерителя и тарировочной балки, .

Далее строят тарировочный график и определяют масштаб.

Тарирование месдоз

Тарирование месдоз мембранного типа (см. рис. 1.4) выполняют непосредственным нагружением на прессе. Месдозу устанавливают между верхней траверсой и плунжером и подключают к усилителю.

Задают тарировочные усилия, Н:

; ; ,

где – давление масла в цилиндре гидропресса, устанавливаемое по манометру, ; – площадь плунжера, ; – коэффициент, учитывающий потери на трение в уплотнении гидроцилиндра.

Осциллографом или самопишущим прибором записывают ступенчатую тарировочную осциллограмму и измеряют ее ординаты в миллиметрах . Определение масштаба усилий и построение тарировочного rpaфика выполняют так, как это изложено ранее.

Тарирование усилий при наклейке проволочных датчиков непосредственно на исследуемую деталь

Если деталь легко отсоединяется от механизма и ее относительно просто нагрузить известными силами, то применяют прямой метод тарирования (аналогично прямому тарированию силоизмерителей). В тех случаях, когда к исследуемой детали трудно или невозможно приложить тарировочную нагрузку, используют косвенный метод тарирования с применением тарировочной балки. Датчики детали и балки должны быть одинаковы по омическому сопротивлению и базе, выбраны из одной партии и наклеены одним и тем же способом. После записи осциллограмм нагрузок к усилителю подключают тарировочную балку и записывают тарировочную осциллограмму (см. рис. 1.7, а). Находят тарировочное усилие, :

; ; ,

где , , – напряжения в тарировочной балке ; – число навешиваемых грузов; – площадь поперечного сечения детали в месте наклейки тензодатчиков, .

Если нагрузку воспринимают две детали, то необходимо в выражения подставлять ихсуммарную площадь поперечных сечений. Далее строят тарировочный график и, если он прямолинейный, определяют масштаб усилий.

Тарировка крутящих моментов

При непосредственной наклейке тензодатчиков на исследуемый вал тарирование крутящих моментов выполняют, как правило, косвенным способом, так как вал механизма трудно нагружать тарировочными машинами. После записи осциллограммы крутящих моментов исследуемого механизма к усилителю подключает тарировочную балку и записывают тарировочную осциллограмму (см. рис. 1.7, а) с ординатами при напряжении в балке , , . Тарировочные касательные напряжения, :

; ; ,

где 0, 9 – поправочный коэффициент при переходе от изгибных к касательным напряжениям.

Тарировочные крутящие моменты находят по формулам, :

;

……………………………………

где – момент сопротивления газа в месте наклейки датчиков, ; d – диаметр вала в месте наклейки датчиков, .

Используя значения и , строят тарировочный график крутящих моментов (см. рис. 1.7, б). Масштаб крутящих моментов вычисляют по формуле, :

Лабораторная работа № 4

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ.

Цель работы: ознакомиться с методами статистической обработки экспериментальных данных; практически освоить регрессионный метод анализа с построением графических зависимостей и определением точности полученных данных.

Общие сведения

Обработка результатов исследований - важный этап выполнения экспериментальной исследовательской работы.

Методика обработки результатов измерений определяется видом проведенного эксперимента. Можно указать следующие наиболее распространенные вида экспериментов:

1. Измерение той или иной физической величины, находящейся при проведении всей серии измерений в неизменном состоянии.

2. Измерение той или иной физической величины, которая изменяется в процессе измерений за счет непостоянство другой величины, связанной с ней.

3. Пассивные наблюдения.

4. Планируемый эксперимент.

Кроме того, методика обработки результатов определяется также вид и зависимости переменных:

1) зависимость между двумя неслучайными переменными (схема А). В этом случае зависимая переменная Y вполне определенно задается значением независимой переменной Х, т.е. значения Y зависят только от соответствующих значений X и полностью ими определяются;

2) зависимость случайной переменной от неслучайной переменной (схема В). При этом виде измерение переменной Y связано с некоторыми погрешностями измерения, а переменная X измеряется без ошибок или же они незначительны в сравнении с погрешностями зависимой переменной Y. Бывают случаи, когда переменная Y определяется не только переменной Z, но и рядом неконтролируемых факторов. Поэтому фиксированному значению независимой переменной Х в этом случае будет противостоять некоторый разброс зависимой переменной Y. При обработке результатов эксперимента применяется регрессионный анализ, неотъемлемой частью которого является метод наименьших квадратов. Обработка включает в себя построение наилучшей прямой (кривой) на графике с помощыо метода наименьших квадратов и, если это необходимо, определение доверительных интервалов;

3) зависимость между двумя случайными величинами (схемы C₁ и С₂). При схеме С₁ исследуемые величины зависят от совокупностей неконтролируемых факторов, так что являются случайными по своей физической сущности. В этом случае при обработке используется корреляционный анализ, при котором исследуется степень тесноты связи между переменными, строится конкретный вид зависимости и определяется ее точность.

При схеме С₂ исследуемые величины Х и Y не случайны, однако могут быть измерены только с некоторыми случайными ошибками измерения. В этом случае в зависимости от конкретного случая для обработки результатов измерений может быть применен регрессионный или корреляционный анализ.

В работе рассматривается случай, когда между переменными имеет место зависимость по схеме В, т.е. измерение переменной Y связано с некоторыми погрешностями, а переменная Х измерена без ошибок. Экспериментальные данные приведены в табл.6.1.

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒