Несовершенство упругих свойств

УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ (УЭ) ПРИБОРОВ.

По назначению УЭ подразделяют на следующие группы.

1) Измерительные упругие элементы - упругие преобразователи измеряемой физической величины – это чувствительные элементы измерительных приборов и измерительных преобразователей.

2) Кинематические устройства - упругие опоры и направляющие, гибкие связи, упругие выводы перемещений.

Достоинства: нет внешнего трения и зазоров, высокая надежность в любых условиях.

Недостатки: ограниченный диапазон перемещений в опорах, необходимость крепления упругой гибкой связи.

3) Силовые УЭ - обеспечивают силовое замыкание в кинематических парах, измерительное усилие в измерительных цепях, выбор зазоров в кинематической цепи и т. д.

4) Пружинные двигатели (ЗАВОДНЫЕ ПРУЖИНЫ) — источники МЕХАНИЧЕСКОЙ энергии приборов (часы, автономные регистраторы - самописцы, игрушки).

5) Разделители - спец устройства для механического разделения областей с разным давлением или различными средами (изоляция ядовитых, взрывоопасных сред и т.д.) (гибкие выводы ).

6) Амортизаторы - УЭ предохраняющие прибор и его узлы от ударных нагрузок, вибраций.

7) Упругие детали фрикционных и храповых муфт, пружинные тормоза.

По конструктивному исполнению УЭ соотносятся с областью применения следующим образом:

Конструкция УЭ	Область применения
Нити	Измерение сил и моментов, упругие опоры (подвесы, растяжки), направляющие, гибкие связи
Плоские пружины	Измерение сил, моментов, перемещений, упругие опоры, направляющие, гибкие связи, пружинные двигатели, натяжные пружины, амортизаторы
Винтовые пружины	Измерение усилий, перемещений, натяжные пружины, пружинные двигатели, амортизаторы, гибкие связи, упругие муфты, пружинные тормоза
Биметаллические пружины	Измерение температуры, компенсация температурных погрешностей, элементы дистанционной передачи перемещений
Мембраны	Измерений давления, разделители, направляющие, упругие выводы, упругие опоры

Измерительные УЭ. Первичные преобразователи для измерения ФВ

Измерительные УЭ.

Упругие опоры и направляющие движения

Для силового замыкания в кинем. парах и кинем. И измерительных цепях.

УЭ - разделитель сред. Изолирует измерительную систему для измерения давления от технологической с опасными и/или вредными материалами.

УЭ – амортизатор. Для изолирования системы от вибраций в окружающей среде. И для защиты среды от «шумов» и вибраций системы

Муфты и детали муфт.

Представленные на рис. а) и б) муфты, представляют собой предохранительные защитные от избыточного момента устройства. УЭ в муфте а) цилиндрическая винтовая пружина сжатия (см также схему на аксонометрическом рисунке). УЭ в муфте рис.б) - это тарельчатая пружина (плоская, изогнутая по форме тарелки). Назначение – создание силы трения (а сл-но и момента трения {Мтр}) в зоне контакта зубчатого колеса и буртика на валу. При превышении {Мтр} – пробуксовка.

Рис. Приборные тарельчатые пружины.

На рис. в) навитая на вал пружина работает на кручение. Левый виток пружины закреплен в зубчатом колесе. Если ведущим звеном является вал, то передача момента от вала на колесо происходит только при вращении вала против часовой стрелки. При этом за счет сил трения пружина затягивается вокруг вала и передает момент на зубатое колесо. При движении в противоположном направлении пружина раскручивается, трение витков пружины о поверхность вала уменьшается – момент не передается.

Упругие элементы	Область применения
Нити	Измерение сил и моментов, упругие опоры (подвесы, растяжки), направляющие, гибкие связи
Плоские пружины	Измерение сил, моментов, перемещений, упругие опоры, направляющие, гибкие связи, пружинные двигатели, натяжные пружины, амортизаторы
Винтовые пружины	Измерение усилий, перемещений, натяжные пружины, пружинные двигатели, амортизаторы, гибкие связи, упругие муфты, пружинные тормоза
Биметаллические пружины	Измерение температуры, компенсация температурных погрешностей, элементы дистанционной передачи перемещений
Мембраны	Измерений давления, разделители, направляющие, упругие выводы, упругие опоры

Сильфоны	Измерение давления, разделители, упругие выводы, элементы дистанционной передачи перемещений, компенсаторы температурного расширения жидкостей
Цилиндрические трубки	Измерение давления, упругие выводы (торсионные трубки), разделители
Манометрические трубчатые пружины	Измерение давления

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА УЭ

Упругой характеристикой называют зависимость между перемещением l определенной точки упругого элемента (выходной сигнал) и значением нагрузки р (входной сигнал).

Нелинейностью h (относительная нелинейность) характеристики упругого элемента называют отношение наибольшего отклонения D _мах (мах нелинейность) реальной характеристики от линейной, отнесенное к наибольшему перемещению l_махупругого элемента (рис. 9, а). Обычно нелинейность выражается в процентах:

Жесткость k упругого элемента есть отношение значения нагрузки р к перемещению l, вызванному этой нагрузкой (табл. 3). Жесткость –это способность УЭ сопротивляться деформациям (создавать противодействие)

Чувствительность d — величина, обратная жесткости. Отношение значения перемещения к значению нагрузки, вызвавшее это перемещение (табл. 3).

Тяговым (перестановочным)усилием называют усилие Q, с которым упругий элемент воздействует на препятствие, ограничивающее его перемещение (фиг. 9, б).

Эффективная «площадь» Sэф характеризует способность манометрического УЭ развивать тяговое усилие. Это — часть площади упругого элемента, произведение которой на давление дает величину тягового усилия.

Эффективная площадь зависит от перемещения упругого элемента. При данном перемещении эффективную площадь определяют (фиг. 9, б) как отношение бесконечно малого приращения перестановочного усилия к соответствующему приращению давления:

Если эффективная площадь остается постоянной при перемещении упругого элемента (сильфона, манометрической трубчатой пружины, мембраны с линейной характеристикой), то ее можно определить по выражению

, размерность площади !!!!

где D р — конечное приращение давления; DQ — соответствующее приращение перестановочной силы; k_Q и k р — жесткости упругого элемента по силе и по давлению,

При неподвижном жестком упоре величина перестановочной силы (т.е. силы, которую развивает упругий элемент при своей деформации под действием подаваемого давления) равна

Оценка работоспособности УЭ под нагрузкой.

Наибольшее напряжение s _мах, возникающее в упругом элементе при регламентированных условиях эксплуатации, должно быть с некоторым запасом меньше предельного напряжения s _пр, при котором упругий элемент достигает состояния, недопустимого для его нормальной работы. Предельным состоянием может быть появление пластических деформаций, разрушение от статической или циклической нагрузки, потеря устойчивости. Соответственно, предельным напряжением s _пр. может быть предел текучести s _т , предел прочности s _в, предел усталости s _г , критическое напряжение s _кр , при котором происходит потеря устойчивости.

Перечисленные характеристики s находят в справочниках с учетом материала упругого элемента.

Несовершенство упругих свойств

Гистерезис

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 495; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!