180974. lajstromszámú szabadalom • Mérőtengely, erő villamos jellét történő átalakítására
3 180974 4 tartórendszerébe. Az erő érzékelőt terheli a teherhordószerkezet is és ez csökkenti a mérőcellák hasznos méréstartományát, amelyre az összes méréstechnikai jellemzőt vonatkoztatják, ezért méréstechnikai meggondolásokat tekintve célszerű minél kisebb súlyú szerkezet beépítése, amely a horogszerkezetbe építés esetén a legkisebb és a futómacskába építésnél a legnagyobb. így az erőérzékelő horogszerkezetbe építésénél a mérőrendszerben az erőmérő méréstartománya alig változik, míg a futómacskába történő beépítésnél 30—50% hasznos jel veszteséggel lehet számolni! A horogszerkezet kialakítása a biztonsági követelmények miatt nagyon szigorú előírásokat kényszerít a daru konstruktőrére. Az általa kialakított szerkezetben a mérési feladat megoldására a beavatkozás olyan módosításokat igényelhet, amelyek nem minden esetben oldhatók meg. Több szabadságot nyújt a horogszerkezet tartórendszere. Ez még megengedhető szerkezeti súlyt képvisel és nem haladja meg a méréstartomány 4-7%-át, azaz ennyi az érzékelő hasznos méréstartományából a veszteség. A daruszerkezetek egy részénél bizonyos emelési magasság csökkenés megengedhető, így az erőmérő szerkezet beépítési költsége viszonylag kicsi. Másutt, elsősorban a kohászati, nagy teherbírású darurendszereknél, az emelési magasság csökkenés nem engedhető meg, így a beépítés jelentős átalakítással végezhető csak el. A beépítéskor gondoskodni kell an ól, hogy a rendszerben a mérőátalakító mérőiránya és a mérendő erő hatásvonala egybeeső legyen. Az üzemszerű használatban azonban, nagyon jelentős dinamikus erők is felléphetnek, ez járulékos igénybevételt jelent az erőmérő rendszerre és kiegészítő elemeire. Ezek az igénybevételek befolyásolják a mérőtestek élettartamát és sokszor katasztrofális meghibásodást is okozhatnak. Vizsgálva a gépészeti rendszereket megállapítható, hogy azokban a csapok és tengelyek jelentős feladatokat látnak el. Biztosítják a különféle szerkezeti elemek kapcsolatát és azok egymáshoz képesti helyzetét meghatározzák, lehetővé téve bizonyos mozgásokat is. E csapok (tengelyek) hengeres felületei kettős feladatot látnak el. Egyik részükkel el nem mozdulható módon kapcsolódnak valamilyen tartó szerkezeti elemhez, másik részük pedig ágyazásra szolgál. Az erőfolyamban is egyértelmű a szerepük: nyíró igénybevétel és hajlító igénybevétel mellett biztosítaniuk kell az erőátadást az egyes elemek között. A jelen találmánnyal célunk az ismertetett nehézségek kiküszöbölése és olyan mérőtest kialakítása, amely megoldja az egyes szerkezeti elemek között az erő zavartalan közvetítését, miközben az egyszerű nyíró és hajlító igénybevétel mellett tartalmaz több olyan részt (mérőrészt) is, amelyben a főigénybevétel csavaróigénybevétel, amely lehetővé teszi a mechanikai feszültség felhasználását méréstechnikai célra. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a mérőtengelyen legalább egy hosszabb és egy rövidebb mérőrészt tartalmaz és ezek a merev testként kialakított mérőrészek központi törzshöz csatlakoznak oly módon, hogy tengelyeik egymással párhuzamosak és a csavarást létesítő külső terhelőerő, amely egyben a mérendő erő is, valamint a reakcióerő hatásvonalai által meghatározott sík két oldalán a mérőtengely geometriai tengelyéhez képest excentrikusán helyezkednek el és a mérőrészek csavarási tengelyei által meghatározott sík merőleges a mérendő erő és a reakcióerő által meghatározott síkra. A mérőrészek egy-egy végén a terhelő erőt, illetve a reakcióerőt felvevő csatlakozó elem van, a mérőrészek másik vége pedig a központi merev törzshöz van mereven csatlakoztatva. A mérőtengelynek célszerűen két rúdként kialakított mérőrésze van, amelyek egyik vége a rúddal párhuzamos tengelyű, annál nagyobb átmérőjű tárcsa alakú központi törzs segítségével van mereven oly módon összekapcsolva, hogy mindkét mérőelem a központi törzs azonos lapjához van excentrikusán erősítve, a hosszabb mérőelem másik vége a reakcióerőt felvevő, a mérőelemmel párhuzamos tengelyű tárcsa alakú csatlakozó elemhez van excentrikusán erősítve, a rövidebbik mérőelem pedig a csavarást létrehozó erőt felvevő, a mérőelemmel párhuzamos tengelyű olyan tárcsa alakú csatlakozó elemhez van erősítve, amely a hosszabb mérőelemet átvezető kivágással van ellátva. Egy mérőtengely a találmány szerint tartalmazhat több mérőrészt is. Ezek egymással páronként mereven vannak összekapcsolva. Az összekapcsolás történhet a rövidebb, a hosszabb mérőrészeknél vagy a központi törzseknél. Az összekapcsolási módok egymással kombinálhatók, ami további előnyt biztosít, mert többtámaszú tartó kialakítás is megoldható. A találmány szerinti erőmérő rendszer egyesíti magában a mérőtengely gépelem jellegét, annak minden egyszerű alkalmazási lehetőségével, ugyanakkor alkalmas az erő-villamosjel átalakításhoz szükséges nyúlásérzékelő ellenállások megfelelő elhelyezésére. A találmány szerinti mérőtengely olyan elemi részeket tartalmaz, amelyek önmagukban hordozzák az elektromechanikus mérőátalakítók minden előnyét, azáltal, hogy a mérettűrések nem befolyásolják a csavart mérőrészek csavarási tengelyeinek párhuzamosságát, így a mérendő erő és az általa létesített feszültségállapot között egyértékű függvénykapcsolat van. A mérőtengely egyszerű kialakítása biztosítja a sokoldalú felhasználást a legkülönbözőbb konstrukciókban. így mind a méréstechnikai jellemzők, mind a gépszerkezeti kialakítás lehetővé teszi bármilyen villamosrendszerű erő és súlymérő szerkezetben, illetve rendszerben a felhasználást. Ezzel mind a méréstechnikai jellemzők, mind a gépszerkezeti kialakítás előnyös alkalmazhatóságot biztosít a villamos rendszerű erő és súlymérő szerkezetekben, rendszerekben. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti mérőtengely egy kiviteli alakjának beépítését mutatja, a 2. ábra az 1. ábrán látható elemi mérő tengely szerkezet hosszmetszete, a 3. ábra a 2. ábrán bemutatott megoldás 3-3 metszete, a 4. ábra az 1—3. ábrákon bemutatott mérőtengely beépítésének mechanikai vázlata, az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
