Статические характеристики систем силоизмерительных устройств на основе кольцевых упругих чувствительных элементов переменного сечения

Весоизмерительные устройства являются техническими средствами систем управления транспортно-складскими комплексами, которые не только осуществляют учет перемещаемых грузов, но и оптимизируют процесс перемещения, в частности, подъемно-транспортных механизмов периодического действия. Вместе с тем, при использовании автоматических весов, работающих в условиях динамических нагрузок, необходимо решить задачи расширения диапазона и минимизации времени измерения при заданной величине чувствительности. Создание весоизмерительных устройств на основе кольцевого упругого элемента (УЭ) и вторичного преобразователя величины деформации в электрический сигнал является перспективным направлением с учетом наилучшего сочетания конструктивных коэффициентов кольцевого УЭ (чувствительности, быстродействия и приведенной массы). Существующие весоизмерительные устройства, чувствительным элементом которых является упругое кольцо, работают в определенных интервалах нагрузки. Характерной особенностью известных весоизмерительных устройств является наличие порога чувствительности, не позволяющего осуществлять измерение малых сил с заданной точностью. С целью измерения нагрузки в диапазоне от десятков до сотен ньютонов с равной точностью во всем диапазоне, авторами разработаны оригинальные конструкции весоизмерительных устройств, у которых пара колец работает или последовательно, или параллельно. Проведены теоретические и экспериментальные исследования оригинальных конструкций силоизмерительных устройств с последовательной и параллельной работой пар кольцевых упругих чувствительных элементов (УЧЭ). Получено уравнение регрессии с коэффициентами значимости каждого фактора. Предложена последовательность выбора оптимальных параметров кольцевого УЧЭ. Представлено экспериментальное определение деформаций кольца от приложенной нагрузки на разрывной машине РМ-5. Нагрузки, прилагаемые к кольцу, изменялись в диапазоне от 1000 до 30 000 Н с шагом 1000 Н. Результаты проведенных экспериментальных исследований обрабатывались с помощью пакета прикладных программ Statgraphics. Сравнительный анализ данных показал, что экспериментальные значения деформации кольца отличаются от теоретических значений не более чем на 15 %, это свидетельствует об адекватности полученного теоретического выражения.