MIJLOACE PENTRU MĂSURAREA MĂRIMILOR MECANICE – 1

Mijloace pentru măsurarea forţelor (dinamometre)

1

Se caracterizează prin: mărimea forţei-valoareas numerică a acesteia; suportul forţei; sensul forţei; punctul de aplicaţie al forţei.

Relaţia de definiţie: F=m*a; pentru greutate G=m*g

Cu ajutorul acestor relaţii definim forţa ca fiind acţiunea exercitată asupra unui corp de masă m, imprimându-i o acceleraţie a sau acceleraţia căderii libere locale, g.

În SI, unitatea de măsură este N, care este forţa care aplicată unui corp cu masa de 1 kg, îi imprimă o accelereţie de 1m/s2.

Forţele se măsoară cu aparate numite dinamometre, care măsoară forţe cu o precizie cuprinsă între şi pentru dinamometrele etalon şi - pentru cele de lucru.

Constructiv, se clasifică în: dinamometre cu element elastic, hidraulice, pneumatice sau electro-mecanice.

ForţaForţa este o mărime fizică vectorială este o mărime fizică vectorială care se defineşte ca fiind acţiunea care se defineşte ca fiind acţiunea exercitată de un corp asupra altui corp.exercitată de un corp asupra altui corp.

2

kN 103

N

hN 102

N

daN

101

N

N 100

N

dN 10-

1N

cN 10-

2N

mN

10-

3N

mN

10-

4N

1,0 %6,01 %3

Se foloseşte la măsurarea forţelor şi la verificarea maşinilor unelte;

Elemnetul elastic este elementul de bază, care se deformează proporţional cu valoarea forţei, fiind construit din oţel pentru arcuri, oţel înalt aliat cu Cr, Ni, Mo;

Tipuri de elemente elastice: bară de secţiune plină sau inelară, arc sau element inelar;

În figură avem element elastic inelar, folosit la tracţiune şi compresiune.

Se utilizează atât la

întindere cât şi la compresiune.3

Dinamometre cu element

elastic

Dinamometre cu element

elastic

Dinamomerul rombic

Dinamometrul furcă

Este utilizat pentru măsurarea forţelor de compresiune şi la tracţiune.Săgeata de compresiune se măsoară în axa de solicitare la compresiune.

Se folosesc pentru măsurarea forţelor mari.

Principiul de funcţioare este similar preselor hidraulice (transformă forţa în presiune, care se exercită prin apăsarea pistonului asupra lichidului în cilindru: F=p*A).

Forţa se calculează după măsurarea presiunii la manometru, cunoscând secţiunea pistonului.

Au precizie scăzută, din cauza frecărilor dintre piston şi cilindru şi a celor din ghidaje.

Părţi componente: 1-cilindru, 2-piston; 3-manometru.

Se folosesc pentru măsurarea forţelor ce acţionează asupra masinilor unelte.

Funcţionare: asupra grinzii 1, care se deformează, acţionează forţa P, care trebuie măsurată. Datorită deformării grinzii se modifică distanţa dintre ea şi duza amplificatorului pneumatic.

Măsurarea se face reglând presiunea în sistemul pneumatic, astfel încât sistemul s revină la poziţia 0

Măsurând variaţia de presiune, se poate determina forţa ce acţionează asupra grinzii.

4

Dinamometre hidraulice

Dinamometre pneumatice

5

Dinamometre electromecanice

Măsoară variaţia rapidă a forţei, având următoarele calităţi: gabarit mic, siguranţă în exploatare, deservire comodă. Folosesc numeroase tipuri de traductoare electrice care sunt capabile să convertească efectul aplicării unei forţe, cum ar fi deformarea elementului elastic, în mărimi electrice. Traductoarele cele mai utilizate sunt: piezoelectrice, magnetoelastice, rezistive, capacitive, inductive, tensiometrice. În figură este prezentat un dinamometru inductiv cu miez mobil care este compus din: 1-cilindru cu membrană elastică; 2-bilă; 3-element de prelucrare a forţei; 4-armătură mobilă; 5-armătură fixă; 6-înfăşurări ale bobinei; 7-conductoare; 8-racord; 9-capac.

Măsoară variaţia rapidă a forţei, având următoarele calităţi: gabarit mic, siguranţă în exploatare, deservire comodă. Folosesc numeroase tipuri de traductoare electrice care sunt capabile să convertească efectul aplicării unei forţe, cum ar fi deformarea elementului elastic, în mărimi electrice. Traductoarele cele mai utilizate sunt: piezoelectrice, magnetoelastice, rezistive, capacitive, inductive, tensiometrice. În figură este prezentat un dinamometru inductiv cu miez mobil care este compus din: 1-cilindru cu membrană elastică; 2-bilă; 3-element de prelucrare a forţei; 4-armătură mobilă; 5-armătură fixă; 6-înfăşurări ale bobinei; 7-conductoare; 8-racord; 9-capac.

Alte tipuri de dinamometre6

Dinamometru cu mărci tensiometrice Dinamometru

cu arc elicoidal