> Техника, страница 43 > Динамометры

Динамометры

Динамометры, силомеры, приборы для измерения величины сил. Такое же название носят приборы, употребляемые для измерения работы или мощности машин. Выражение для мощности при поступательном движении:

N=Pv кгм/ск,

где Р—сила в килограммах, действующая в направлении движения, v — скорость в .и ск точки приложения силы Р. Для вращательного движения, которое имеет преимущественное применение в машинах

Ν= Μω : PRco,

где M — PR—вращающий момент. Измеряя силу Р, точка приложения κ-pofi находится обыкновенно на постоянном расстоянии R от оси вращения, мы тем самым определяем момент М, вращающий машину. Замечая,

что ω=²™, где п—число оборотов машины в мин., и выражая мощность в IP или k V, получаем соответственно два выражения для мощности, которые являются основными:

N=f" М - nes ~-^п №,

60 *75 НО

N-

kW.

Μ η ^Μη 716-1.36 »73

о., измерение мощности сводится к двум одновременным измерениям: 1) силы Р или момента М и 2) скорости v точки приложения силы или же числа п оборотов в минуту. Д. осуществляется только первое измерение из указанных двух, то есть силы Р или момента М. Для измерения же скорости служат особые приборы (тахометры, счетчики числа оборотов и тому подобное.). В соответствии с этим Д. следует разделить на два класса: Д. для измерения сил и Д. для измерения моментов.

Д. для измерения сил. Простейшими Д. такого рода являются обыкновенные, или рычажные, весы, весьма часто применяемые в машинах для испытания материалов (металлов, пряжи, тканей и тому подобное.). Применение обыкновенных весов в качестве измерителя сил весьма ограничено вследствие того, что

они требуют вертикального направления измеряемой силы и не годятся для измерения больших сил вследствие громоздкости. Гораздо чаще для измерения сил применяются пружинные Д. (фигура 1). Деления шкалы дают в килограммах значения силы, растягивающей за ушки пружину Д. Для измерения переменных по величине сил (например, в с. х.—силы тяги лошади или трактора) Д. снабжается самозаписывающим прибором. Часовой механизм 11 дает движение барабану А, па который навивается бумажная лента. Карандаш, помещенный в точке К, записывает диаграмму сил, в которой ординаты пропорциональны измеряемым силам, а абсциссы-времени. Барабан А может получать движение также от колеса,к-рое катится по земле, или от шнурка, прикрепленного к неподвижному колышку. В этом случае абсциссы в диаграмме пропорциональны уже не времени, а пройденному пути, и площадь диаграммы в соответственном масштабе равна работе, совершенной на данном пути. Для измерения больших сил нашли себе широкое применение гидравлич. Д., или измерительные коробки. Принцип действия нх заключается в следующем. В полом круглом цилиндре движется весьма точно пришлифованный к нему поршень. Другой конец цилиндра закрыт наглухо. Пространство между поршнем и дном цилиндра заполнено маслом. Измеряемая сила давит на поршень и сжимает масло, давление которого указывается манометром. Зная диаметр поршня и давление масла, определяем величину измеряемой силы. Манометр часто градуируется таким обр., что его деления показывают прямо величину измеряемой силы. Неустранимый зазор между поршнем и стенками цилиндра влечет за собой потери масла и погрешности в показаниях прибора, по величина их весьма невелика. Чаще измерительная коробка устраивается по типу Мартенса (фигура 2). Измеряемое усилие передается через шаровую пяту на поршень с к-рый опирается не на масло, а на тонкую мембрану, изображенную на чертеже толстой линией. Материал мембраны — латунь или резина, толщиною 0,1—0,5 миллиметров. Под мембраной находится масло, воспринимающее давление и передающее его манометру, который обычно показывает величину измеряемой силы в килограммах. При определении нулевого деления на шкале манометра принимается во внимание собственный вес частей: р, г, п, е и /. Для отметки наивысшей нагрузки во время опы-

Фигура з. та манометр снабжают максимальной стрелкой. Ошибка в показаниях прибора меньше ±1%. Измерительн. коробка позволяет определять весьма большие усилия с достаточной точностью, поэтому она является в настоящее время обычной частью машин для испытания материалов. По тем же причинам гидравлич. Д. находят себе применение при определении си-Фигура 2. лы тяги паровозов, а также паровых и моторных плугов. В последнем случае они снабжаются самопишущими приспособлениями |¹,²1.

Д. для измерения моментов. По принципу действия все эти Д. делятся на два рода: поглощающие, или тормозные, и трансмиссионные, или передающие.

1. Поглощающие Д. характеризуются тем, что развиваемая машиной работа полностью поглощается Д., превращаясь чаще всего в теплоту. Очевидно, что эти Д. могут применяться только для измерения мощности машин-двигателей. В зависимости от способа, которым производится поглощение работы, различают Д.: а) трения, б) гидравлические, в) аэродинамические и г) электромагнитные. а) Д. т р е и и я представляют собой не что иное как обыкновенные тормоза колодочные, ленточные или комбинированные. Наиболее простым и старым из них является зажим Прони, две формы которого изображены на фигуре 3 и 4. На коренном валу машины (фигура 3) закреплена тормозная шайба А. Давлением со стороны деревянной колодки Ви ленты с деревян. прокладками на ободе вызывается трение. Момент трения M_f уравновешивается реакцией Р весов на рычаг тормоза, так что M_f—PL. Регулируя натяжение ленты маховичком R, от которого вращение передается через червячную передачу гайке, подтягивающей лепту, добиваются установившегося движения машины при п об/мин. При этом вращающий момент М будет, очевидно, равен моменту трения M_fна ободе шайбы, и значит:

71В

PLn

IP.

Величина _Г.,;=С

71Ь

постоянная Д. сделать _L=0,716 jh, тогда С=0,001 ΛΓ=СРп=0.001 Рп.

Удобно и

Для мощности в k V будем иметь:

N=С^Рп,

где С,- 4 ·

Собственный вес рычага не должен входить в величину Р, поэтому его уравновешивают противовесом или же в начале опыта тарируют весы. В тормозе (фигура 3) ц. т. рычага расположен выше оси вращения шайбы, вследствие чего рычаг при работе не может находиться в устойчивом равновесии. Передача давления на весы устраняет это неудоб- -1

ство, по ставит требова- ¹ ние, чтобы были устойчивы сами весы и части, передающие на них да-вление. Для коренного ф_Ш. ₄.

устранения этого недостатка следует, где это возможно, производить установку тормоза по фигура 4, располагая рычаг под шайбой; чтобы грузы не могли перекинуться вместе с рычагом по направлению вращения, обязательна постановка ограничителей хода. Для получения установившегося движения машины необходимо иметь возможность достаточно топкого регулирования натяжения ленты или нажатия колодок. Часто под одну из гаек или под обе подкладываются пружины (фигура 4) или резиновые шайбы (фигура 3); применяется также то и другое одновременно. Регулирование производится от руки и встречает большие затруднения вследствие того, что коэфф. трения между ободом и колодками часто меняется, и тогда равенство между моментами М и Mf нарушается, вследствие чего нарушается равновесие рычага, и он начинает вращаться, плечо L изменяется, вызывая дальнейшее изменение величины M_f. Эти обстоятельства имеют особенное значение при работе с поршневыми двигателями, которые не дают постоянного вращающего момента. Колебания в величине коэфф. трения уменьшаются смазкой, к-рая, однако, не должен быть слишком обильной. В простейших случаях на смазку возлагается и роль охладителя. Вообще, в простом тормозе Прони отвод развивающейся от трения теплоты обеспечен весьма плохо. Лучше в этом отношении дело обстоит в ленточных и веревочных тормозах. Л е и т о ч н ы и Д. типа Навье (фигура δ) представляет собою простейшее устройство и является не более как разновидностью зажима Прони. Помимо лучшей теплоотдачи через стальную ленту он отличается от последнего весьма существенно тем, что обладает в известных пределах свойством саморегулируе-мости. На одном конце S ленты, обхватывающей шайбу А, подвешен груз Q, другой

конец прикреплен к пружинному Д., показания которого будем называть ц. При направлении вращения шайбы А, указанном на фигуре 5, и при установившемся движении имеем: Q - q=P, откуда д, _ PTtn _ (Q - g)Rn jp ^_ 716 716

где /?—радиус шкива в ж; постоянная Д. С=¹¹. В веревочном Д. в качестве

716

гибкого тела употребляется вая веревка. Угол обхвата делают обычно 360°, как

Фигура 6.

это изображено на фигуре 6. Крайняя простота устройства, спокойная работа, хорошие условия охлаждения при смазке поверхности трения водой или маслом — причины весьма частого применения веревочного Д. при испытании двигателей небольшой мощности. Во избежание перекидывания груза Q ip in пуске машины в ход или при внезапном изменении ее нагрузки необходимо прикреплять груз к полу достаточно прочной нитью, которая при нормальной работе тормоза не имеет никакого натяжения. Основное ур-ие для веревочного Д.:

хт₌ (Q-«)·№ + )» тр 716

где г—радиус веревки в м. Постоянная дн-нанометра С= ^ ·

При возрастании мощности или скорости испытываемых двигателей приходится особенно заботиться об отводе развивающейся

при трении теплоты, а также о саморегули-руемостн тормозов в обеспечение возможно спокойной и безопасной работы с ними. 15 позднейших конструкциях тормозных Д. поэтому стремились обеспечить: 1) саморе-гулируемость натяжения ленты или нажатия колодок и 2) надежное охлаждение тормозов. В саморегулирующемся Д. Сименса и Гальске (фигура 7) для торможения служит лента И. подшитая деревянными колодками. Один конец ленты закреплен в точке D грузового рычага, другой—к ползунку Z. который приводится в движение винтом Е г. может скользить в криволинейном прорезе того же рычага. С приближением ползунка×к точке Ώ натяжение ленты увеличивается, при обратном движении—уменьшается. При помощи винтовой стяжки F регулируется длина свободного конца ленты, чем достигается грубое регулирование натяжения ее. Для точного регулирования слу7кит ползунок Z. В прорез левого конца грузового рычага входит с зазором болт А. При установившемся движении грузовой рычаг должен стоять горизонтально, не касаясь болта А. Если произойдет нарушение установившегося движения вследствие, например, увеличения момента трения М, то лента и вся система рычага примут участие во вращении тормозной шайбы по направлению стрелки, нижняя кромка прореза упрется в болт А. и наступит ослабление ленты. В обратном случае—в касание с болтом А придет верхняя кромка, и натяжение ленты увеличится. Штифты G и Н служат только для ограничения хода рычага и будут действовать лишь в ненормальных случаях, наир., при неправильной установке тормоза. Для правильности измерений необходимо, чтобы центр центр болта А и ось

О тормозного диска, прореза лежали на одной горизонтальной прямой. Вместо спиц тормозная шайба имеет сплошной диск, примыкающий к ободу сбоку; с другого бока обод имеет ребро.

Полученное пространство с внутренней стороны обода для охлаждения заполняется водой,к-рая при движении, вследствие центробежной силы, располагается сплошным кольцом, прижимаясь к ободу. В это водяное пространство вводится особый совок навстречу движению, к-рый забирает

часть нагретой воды, и последняя затем попадает в отводную трубу. Свежая вода по другой трубе поступает в нижн. часть шкива но направлению вращения. Количество притекающей воды зависит от мощности испытываемого мотора (руководствуются при этом тем, чтобы не наступало сильн. испарения). Между колодками и ободом смазка не вводится. Д. построен для измерения мощности электромоторов. То обстоятельство, что правильное функционирование тормоза не зависит от числа оборотов тормозного дис ка, является в данном случае оолыним удоо-ством. Тормоз может работать только в одном направлении [*]. Удобный саморегулирующийся ленточный, с деревянными колодками, тормоз Суходольского построен для испытаний паровой машины в 250 HP при 00 об/м. В Д. типа Ф. Krone (фигура 8) концы S и s стальной ленты Ь, обхватывающей шайбу А, прикреплены к поперечинам жесткой рамы, подвешенной к короткому плечу рычага десятич. весов. Груз q уравновешивает

2А

Т. Э. m. VI.

раму. Вдоль оси рамы действует разность натяжений S — s, которая уравновешивается передвижным грузом Q на длинном плече рычага. При установившемся движении рычаг должен стоять горизонтально. Из условий равновесия его следует: QL=(S — s)l; но

S— s=P= -*“, откуда М=-~Е, то есть

N =, №.

· 716

При помощи маховичка т можно регулировать натяжение и вместе с тем момент трения M_f. Охлаждение производится водою точно так же, как и в динамометре Сименса и Гальске[⁴]. Весьма своеобразен и удобен Д. Альдена (фигура 9.) Тормозная шайба в виде чугунного цилиндрического диска А закреплена навалу О. Давлением воды из водопроводной се-Фигура 9. ти с напором в 3—

4 atm медные листы vi,т, скрепленные с кожухом КК, прижимаются к диску А. Эта же вода служит и для охлаждения тормоза. Около втулки диска между ним и медными листами вводится масло для смазки поверхностей трения. Центробежной силой масло отбрасывается к периферии диска, канавки е служат для распределения масла и его отвода. Для одного из этих Д. указываются такие данные: давление воды 1,06 килограмм:см², диаметр диска 142,2см, число оборотов к мин.300. К кожуху КК, увлекаемому трением листов о диск, прикреплен грузовой рычаг R, назначение которого таково же, как и в обычном нажиме Пропп. Величину момента трения M_f можно регулировать от руки, открывая или прикрывая вентильV. Саморегулирование достигается постановкой особого самодействующего клапана и. При определении размеров Д., работа которых основана на трении твердых тел,следует применять те же основы расчета, как и для тормозов, но обращать внимание на тепловую сторонуво-проса. Исходной величиной при этом является вращающий момент М и число оборотов п. Назначая радиус тормозной шайбы, определяем окружное усилие Р по коэффициенту трения /, величина которого м. б. принята для расчетов равной 0,1, определяется давление на колодки или натяжение ленты. Давление колодок или ленты на поверхность шайбы не должно превышать 4 килограмма/см^г [*].

б)Гидравлические Д. находят себе применение при измерении мощности машин, совершающих очень большое число оборотов. Па фигура 10 приведена схема одного из гидравлических Д. Ряд дисков, закрепленных на валу машины, вращается вместе с ним, проходя между неподвижными дисками, прикрепленными к стенкам кожуха. Трение воды о диски и вихревое ее движение поглощают развиваемую машиной работу. Созда ние противодействующего вращению кожуха момента и измерение его производятся при помощи грузового рычага, прикрепленного, как и в Д. Альдена, к кожуху. Степень наполнения водою кожуха зависит от измеряемой мощности. Регулирование производится при помощи вентилей. Всеобщая компания электричества (AEG) дает для мощности, поглощаемой одним диском, такие выражения:

1) гладкий диск:

*=⁴⁵³&Γ³·^Ι)2ΙΡ

или

2) кожух гладкий, диск перфорированный (500 дыр, диам. 70 миллиметров):

N=1 030(д^-)"⁷³ D² №

ИЛИ

^=°·³(®>Γ³·^Ι)4·^,8ΙΡ«

где D—диам. диска в .it, v—окружная скорость в мск. В гидравлич. Д. проф. Юшсерса штифты, насаженные на внешней окружности дисков, проходят между штифтами, закрепленными на внутренней поверхности

кожуха. При больших скоростях, соответствующих размерах дисков и их числе гидравлические тормоза могут поглощать огромные мощности и поэтому применяются при испытаниях паровых турбин. При малых скоростях они, однако, неудобны и громоздки. В этих случаях большое применение получил гидравлический тормоз Фруда (смотрите AevioMoOu.ihuuU двигатель, фигура 37).

в) Аэродинамические Д. (вертушки) по идее сходны с гидравлическими тормозами, с той разницей, что в них для торможения использовано сопротивление воздуха вращению особой крыльчатой вертушки (смотрите Автомобильный двигатель, фигура 39).

г) В э л е к т р о м а г и и т н ы х тормозах для торможения используется взаимодействие между магнитным полем и токами, возникающими в металлич. проводниках, пересекающих магнитный поток. Особенно удобен в работе при испытании электромоторов малых мощностей Д. сист. Сименса и Гальске (фигура 11). Подковообразный электромагнит опирается на призмы так, что ось его качаний совпадает с осью испытуемого мотора. Магнит возбуждается насаженными на нем катушками. Магнитный ноток замыкается через особую железную пластинку-ярмо, которая при помощи латунных бугелей за-

крепляется на определенном, регулируемом расстоянии от полюсов электромагнита. Насаженный на оси электромотора медный тормозной диск вращается в зазоре между полюсами электромагнита и ярмом, пересекая магнитный поток. В диске индуктируются токи Фуко, взаимодействие которых с магнитным потоком создает противодействующий вращению момент Mr. Для уравновешения и измерения этого момента служит прикрепленный к электромагниту грузовой трубчатый латунный рычаг с делениями в сантиметров и с подвижным грузом Q колебания рычага ограничиваются упорами. С противоположной стороны к электромагниту прикреплен стержень с уравновешивающими грузами. При установке груза Q на нулевом делении противовесы устанавливаются так, чтобы рычаг стоял в горизонтальном положении. При работе мотора тормозной диск увлекает за собой систему электромагнита с рычагом; отодвиганием груза Q на расстояние b от нуля рычаг приводят в горизонтальное поло-жение. Мощность определяется по формуле:

При пользовании одним и тем же грузом величинα= С есть постоянная тормоза; тогда N=Cnb№. Подбирают Q так, чтобы

С =

Q

К чи-

выражалось круглым числом. слу электромагнитных Д. следует отнести качающуюся динамомашииу. Особенность ее устройства заключается в том, что станина не крепится к фундаменту, а укладывается наружи, поверхностью коренных подшипников в особые подшипники (обычно шариковые), стоящие на фундаменте. При таком устройстве весь корпус ди-намомашнны может вращаться относительно якоря вокруг осн последнего. Для уравновешения момента, к-рый вращает корпус, служит прикрепленный к нему рычаг с подвешенным на нем грузом Q, как это делается и в нормальных тормозных Д. При установившемся движении динамомашины рычаг должен стоять горизонтально. Момент, создаваемый грузом Q на плече L, будет, очевидно, равен вращающему моменту М. Мощность вычисляется по уравнению:

Аналогично вышеописанному устраивают и мотор, который служит тогда для измерения мощности приводимых им в движение машин-орудий. В последнем случае надо знать все механические потери в передаче от мотора к станку.

2. Т р ансмиссиониые, и ли передающие, Д. отличаются от тормозных тем, что измеряемая работа ими не поглощается, а полностью передастся дальше. Д. включается между двигателем и машиной-

орудием так, что через него происходит передача работы от первого ко второй; при этом производится измерение передаваемой через Д. работы. По существу вопроса здесь, как и в тормозных Д., измеряется только передаваемый момент М; измерение скорости машины производится одновременно, но другими приборами, которые иногда входят в состав Д. Количество трансмиссионных Д., отличающихся друг от друга своим устройством, весьма велико. В каждом из них наиболее существенной частью является та, которая служит для измерения вращающего момента. В настоящее время большинство из них снабжается самопишущими приспособлениями, записывающими все изменения вращающего момента; по диаграммам, которые при этом получаются, можно судить о характере изменения момента, в то время как тормозные динамометры дают только среднее значение его. В некоторых трансмиссионных Д. измерительные приспособления приводятся в действие непосредственно измеряемым моментом, в других— косвенно, через промежуточные механизмы и передачи. В соответствии с этим первые можно назвать Д. прямого действия, а вторые—Д. непрямого действия. а) Из Д. прямого действия наиболее простыми по принципу действия и в то же время наиболее часто употребляемыми па практике являются крут и льны е, и ли т о р с и о н и ы е, Д. В качестве измерительного приспособления в них служит

Фигура 12.

участок круглого вала определенной длины I, скручиваемый измеряемым моментом М. По известной формуле где d—диам. вала, G—модуль упругости при сдвиге и φ—угол скручивания вала на длине I. Измерение момента М сводится к измерению угла φ скручивания. Крутильный Д. системы Амслера (фигура 12). Между двумя концами испытуемого вала а, ведущим 1 и ведомым 2, включается измеряющий валик G, изготовленный из пружинной стали. На концах этого валика надеты наглухо втулки F и Я, из которых F жестко соединена с полым валом А, а Я—с фланцем J. На левом конце трубы А заклинен фланец В, соединяемый болтами с муфтой Ώ, насаженной на конце 1 вала а; фланец же J присоединяется к концу 2 вала а через фланец L. Для измерения угла ψ кручения служат диски Ο,Ν и М. При работе Д. валик G скрутится, и диск М повернется на угол φ относительно дисков О и Ν, которые останутся неподвижными. При помощи зеркала S через узкую радиальную щель на диске О и прорез f со щелыо t на диске N глаз Q увидит (в увеличенном виде) деления на окружности целлюлоидпого кольца и. освещенного сзади лампой R, и определит угол φ. При числе оборотов, большем 250 в минуту и постоянной величине момента М. часто повторяющиеся изображения делений дают впечатление почти непрерывного изображения, так что отсчет угла скручивания труда не представляет. Помимо описанного способа отсчета угла φ, существуют и другие f¹]. К Д. обыкновенно прилагается несколько измерительных стержней G с тем, чтобы получить для момента М возможно бблыпие углы φ. Каждый стержень калибруется, и зависимость между углом φ и моментом М наносится на диаграмму, по которой по наблюденному φ сразу находится соответствующий М. Для проверки делений к фланцам динамометра прикрепляются болтами рычаги, и к ним подвешиваются грузы. Упоры Н и А, изображенные на поперечном разрезе, служат для ограничения угла скручивания во избежание перенапряжения стержня G. Фирма Амслер строит описанные Д. для моментов от 10 до 1 000 килограммм, что дает пределы для мощности от 4,2 № при п —=300 об/мин. для первого и до 4 200 1Р при п—3 000 об/мин. для второго, причем имеются модели, для которых не обязательно включение в промежуток между валами, а которые могут устанавливаться на особой станине. Главное неудобство описанного Д. (необходимость работать при постоянном моменте) устраняется в других устройствах введением разнообразных самопишущих и регистрирующих приспособлений, число систем которых довольно велико [⁵]. В динамометре системы Фёттипгера (фигура 13) роль измерительного стержня G играет участок HF самого рабочего вала длиною L (1—2 м). В сечении Н измерительная труба А наглухо - _т · 11 соединена с валом аа,

И Ψ _А_д на левом конце ее за-

%ίβΐ_____________креплен _диск М. В

~йгс—.· сечении F закреплен

Ф|---i------* диск N. При работе

_{фиг 13} вала сечение Н, а вместе с ним труба А и диск М повернуты относительно сечения F и диска N на угол φ, равный углу кручения вала на длине L. Для отсчета угла φ при переменном моменте Фёттингер ввел самопишущее приспособление (фигура 14). Переменный вращающий момент обусловливает изменения угла ψ, следствием чего являются колебания диска Ж относительно диска N. Эти колебания при посредстве шарнирного механизма abcdeg, вращающегося вместе с дисками, передаются перу д, записывающему соответствующую диаграмму на неподвижном барабане г, обтянутом бумагой. Другим пером, закрепленным на колонне I, записывается нулевая линия. Абсциссы в полученной диаграмме пропорциональны углу поворота,ординаты—соответствующей мгно венной величине вращающего момента. Площадь, которая заключена между линией моментов, двумя ординатами и осью абсцисс, пропорциональна работе, переданной валом при угле поворота, определяемом расстоянием между взятыми ординатами. Механизм abcdeg имеет целью не только передачу движения от ведущей точки а на окружности диска М перу д, по и увеличение этих перемещений. В одной из моделей Фёттингера это увеличение было равно 22, так что, при наибольшем перемещении точки а в 2 миллиметров, соответствующая ордината па диаграмме равнялась 44 миллиметров. Увеличение легко проверить в начале опыта путем перемещения точки а микрометрическим винтом h и сравнением его с соответствующим перемещением пера д. Барабан г может быть выведен из-под пера g в положение, изображенное на фигуре 14 сплошными линиями, для смены бумаги. Для уравновешения на дисках симметрично располагают два записывающие механизма, что одновременно дает и контроль записей. Крупным неудобством прибора в таком виде

является слишком большая скорость, с которой карандаш д скользит по бумаге, что влечет порчу карандаша и бумаги, а также дает большую длину диаграммы. Для устранения этого барабану г сообщают вращение по направлению вращения вала с некоторым опережением или отставанием. Материал карандаша на основании опытов—твердая латунь; бумага—плотная индикаторная. Определение масштаба ординат на диаграмме производится по формуле:

, G d<

^М- /. · Si’’·

где G—модуль упругости сдвига, L—длина вала, d—его диаметр и φ—угол кручения. Если R—радиус вращения точки а. то ее перемещение будет дуга s=Rq>, то есть

^ ^ LR 32 ®"

Обозначив через к увеличение, даваемое механизмом, и обозначая длину измеряемой ординаты через ж, имеем x=k-s, то есть л/r G <(· ,

^М=|Д1Г* 32 ·*= °-^х’ где С—постоянная, требующая предварительного определения модуля G для материала вала. На основании ряда опытов Фёттингер установил, что для стали с временным сопротивлением от 45 до 50 килограмм/мм“ и удлинением не менее 20% можно брать в среднем G =828-800 иг см- с погрешностью менее ¹/₂%. При выборе измерительной длины L надо иметь в виду получение доста точного угла ψ кручения и вместе с тем получение компактного устройства. Следует обращать внимание на то, что при переменном моменте измерительная труба А испытывает крутильные колебания. Недопустимо, чтобы период собственных ее колебаний совпал близко с периодом возмущающего момента. В одной из своих моделей Фёттингер принял L--2,2 м, ii=400 миллиметров при d=320 миллиметров [⁶, ⁷]·

б) Д. непрямого действия. Гидр а в л и ч е с к и и Д. системы Амслера (фигура 15) служит для измерения потребления мощности различными машинами-орудиями;

он приводится по вращение от двигателя или трансмиссии ремнем, который набегает на шкив А, свободно насаженный на ось а Д. Со шкива В, закрепленного па оси Д., вторым ремнем вращение передается на шкив испытуемой машины. От шкива А вращение передается шкиву В через две измерительные коробки, цилиндры F, F которых наглухо скреплены со спицами шкива В, а поршни Р, Р воспринимают давление от спиц шкива Л через стержни Ь, b. По трубкам s, s и осевому каналу оо масло, заключенное в цилиндрах, передает давление в камеру к, на которой закреплены манометр т и цилиндр индикатора г. Так как расстояние R цилиндров F, F от оси Д. неизменно, то отклонения стрелки манометра будут пропорциональны величине вращающего момента M=P-R, где Р—сила давления на поршни цилиндров. Шкала манометра градуирована так, что стрелка показывает прямо значение момента в килограммахм. Вентиль v₁ позволяет регулировать величину отверстия, соединяющего канал оо с камерой к; благодаря этому можно тушить колебания давления масла в камере к, вызываемые случайными причинами (сшивка ремней и т. и.), чем облегчается отсчет момента по манометру, и получается более спокойная линия моментов па самопишущем приборе. Цилиндрич. коробка (1 песет в себе запас масла для пополнения убыли, вызываемой просачиванием масла в сальнике д и цилиндрах F,F измерительных коробок. Подача масла из резервуара (1 в канал оо осуществляется насосом п, при открытом вентиле v₂, который обычно закрыт. Весьма ценным добавлением является прибор, регистрирующий изменение моментов. Устройство его таково: поршенек Λ индикатора через механизм с приводит в движение карандаш Ь, перемещения которого увеличены по сравнению с перемещениями поршенька. Под карандашом прохо дит бумага, навивающаяся на барабан. Движение барабан заимствует от винта w на оси Д., через червячное колесо х и зубчатые колеса г, которые рассчитаны так, что перемещение бумаги па 1 миллиметров соответствует одному обороту оси Д. Барабаны 2, 3 и 4 служат для направления бумаги. Карандаш b., вычерчивает пулевую линию; перемещения карандаша b пропорциональны вращающему моменту. По масштабу пружины и увеличению механизма определяется масштаб ординат. Фигура 16 представляет диаграмму моментов, записанную Д.для сельфактора на одной из суконных ленинградских

фабрик. На диаграмме ясно выражен полный цикл работы сельфактора, продолжительность которого ί=15сёк.Планиметрированием можно определить работу за цикл, а но t—среднюю мощность. Предварительная выверка динамометра осуществляется просто и надежно путем закрепления шкива В при помощи упора и, прикрепления к шкиву А рычага г длиною в 1 .и и подвеской на крюке грузов р. Необходимым условием правильности показаний Д. является полное вытеснение воздуха из масла. Недостатком Д. является искажающее влияние центробежной силы. Путем предварительного

опыта это влияние можно установить, но в известных пределах чисел оборотов погрешностью этой можно пренебречь. Собственное сопротивление Д. очень невелико. Точность измерений _:2%. Описанный прибор построен для 50 килограммм. Наибольшее допустимое число 250 об/мин. Наибольшая мощность, доступная измерению,—17,5 IP. Диам. шкивов 900 миллиметров, ширина 1саждого из них 120 миллиметров, вес Д.—130 килограмм.

Зубцовый Д. сист. Амслера (фигура 17). Ремнем от двигателя или трансмиссии вращение передается шкиву А, на втулке которого закреплено зубчатое колесо 1. Через зубчатые передачи I—11 и 111—IV вращение передается валу аа, на к-ром заклинено колесо IV, ас вала аа ремнем от шкива, не показанного на чертеже,—испытуемой машине. Колеса 11 и 111 представляют одно целое и заклинены на оси оо, вращающейся в подшипнике L, входящем в состав чугунного маятника LL₃, с осью подвеса аа. На

стержне II маятника помещается добавочный груз д. Обозначим радиусы колес соответственно через: г, г., г₃ и г₄, давления на зубец в передаче 1—II—через г, и г., а и передаче III—IV через z₃ и z,. Рукоятка к и колесо V служат для ручной работы; при работе от двигателя или трансмиссии рукоятка снимается. При работе динамометра маятник под влиянием давления на зубцы отклонится на угол а от вертикального положения в новое равновесное положение, изображенное на чертеже. Обозначая через I расстояние ц. т. маятника LL_l от оси подвеса, а через G—его полный вес, напишем условия равновесия: z_ir₁—z₃r_t=Gl sin а; так как zz₃=z_t; 2,r₂=2₃r₃ и z,r_t=Μ, где Μ— измеряемый момент, то

(l— ~r)=Gl sinn,

ИЛИ

M=—^Gl — sin a.

r,r,

Величина

——=C=Const,

i - ^Г|Гз r,r_t

следовательно, M=C sin a.

Измерение момента M сводится к измерению sin а. Производится это так: при повороте на угол а маятник LL, концом F передвигает линейку со шкалой, проходящую под неподвижным указателем. Устройство в точке F ползунка, как указано на чертеже, обеспечивает пропорциональность отклонений линейки величине sin а. Для записи кривой моментов линейка снабжена карандашом, ведущим запись на барабане В, получающем вращение от одного из валов Д. Вес добавочного груза д подбирается так, чтобы моменту вращения на валу М в 1,2,. кгм соответствовало круглое число на линейке. Масштаб шкалы на линейке, а следовательно, и ординат на диаграмме, устанавливается вычислением или путем предварительного опыта. Фирма строит эти Д. па моменты в 15 и СО кгм. Недостатки Д.: большая инерция деталей измерительной части и вытекающая отсюда неприменимость Д. при быстро меняющемся моменте; трение в передачах, которое необходимо предварительно оценить и исключить; износ передач.

О приборах для определения тяги и момента, развиваемых воздушными гребными винтами, см. Динамометрическая втулка.

Лит.: *) Грамберг А., Технич. измерения при испытании машин и контроле их п производстве, М., 1927; *) «Engineering», L·. 1928, May 4; *) «Вестник Общества технологов», II., 1914, стр. G21—627; ·) <·/. d. VDI», 1917, р. 619; ‘) Nett m a η 1., Der ToTsionsindlkator, В. 1923; ‘) F 0 t t i n g e r, Effekt. Mascliinenlelstung und effektives Drehinoment, «Miti. Forsch.», B. 1906. 11. 25; ’) «Z. (1. VDI». 1924, p. 830; A m s 1 e r A. Some New Tynes of Dynamometers, «Engineering», London, 1911. July 28. p. 128; Iland-bucii d. physikalisclien n. teclinisclicn Mechanik, lirsg. v. F. Auerbach u. V. Uort, В. I, Lpz. 1927; (I r a m-berg A. Maschinentechnisches versuchswesen. B.i, Berlin. 1923. X. Нетов.