Для чего служит динамометр: Динамометр — урок. Физика, 7 класс.

Поверка динамометра ДОРМ-3-50У – Реестр 26688-08 – Методика поверки – Свидетельство об утверждении – РЦСМ

Динамометр ДОРМ-3-50У служит для измерения статической силы сжатия при периодической поверке испытательных машин и стендов в лабораториях заводов, научно-исследовательских институтов, учебных заведений. Поверка динамометра ДОРМ-3-50У осуществляется в аккредитованной лаборатории РЦСМ и занимает от 1 до 5 дней.

Поверка динамометра ДОРМ-3-50У

Динамометры работают по принципу определения значения силы по величине деформации упругого элемента (скобы) специальной конфигурации. Фактическое значение силы устанавливается по условной шкале динамометра и переводной градировочной таблице, в которой указано условное фактическое значение деформации упругого элемента под воздействием “эталонной” силы.

Динамометры состоят из следующих самостоятельных устройств:

• упругого элемента с деталями, центрирующими направление приложения силы;
• отсчетного механизма — индикатора часового типа ИЧ-10;
• передаточного рычажного механизма, передающего значение деформации упругого элемента на отсчетное устройство.

Цена деления шкалы не менее 0,2% наибольшего предела измерений.

Размах показаний (разность между наибольшим и наименьшим показаниями из 3-х измерений для возрастающих и убывающих нагрузок) в диапазоне измерений в процентах от наибольшего предела измерения, не более % от измеряемого значения:

от 10 до 20% — 0,5% ; от 20 до 100% — 0,3%

Разность средних показаний при нагружении и разгружении при 50%-ной нагрузке — не более 0,5 % от измеряемого значения.

Динамометры образцовые переносные растяжения 3-го разряда ГОСТ 9500:

• ДОРМ-3-0,5У;
• ДОРМ-3-1У;
• ДОРМ-3-2У;
• ДОРМ-3-5У;
• ДОРМ-3-10У;
• ДОРМ-3-50У.

Динамометры предназначены для поверки рабочих средств измерений в помещениях лабораторного типа.

Сертификат ГОССТАНДАРТА РОССИИ № 17324.

Динамометры образцовые переносные ДОРМ (ДОРМ-3-0,5У; ДОРМ-3-1У; ДОРМ-3-2У; ДОРМ-3-5У; ДОРМ-3-10У; ДОРМ-3-50У) внесены в Госреестр РФ под номером 26688-08.

Все механические динамометры имеют относительно простую конструкцию: упругий элемент (или звено) и отсчетное устройство часового типа (с круглой шкалой и стрелкой). Принцип работы таких динамометров заключается в том, что упругий элемент деформируется под воздействие силы, а за счет рычажно-зубчатой передачи происходит вращательное движение стрелки, которая показывает значение силы.

Динамометры механические имеют две основные разновидности:

•  общего назначения (которые применяются для измерения статической силы растяжения и для взвешивания транспортируемых кранами грузов). НПВ разных моделей составляет 0,1 – 500кН. Основные характеристики таких динамометров: цена деления составляет 1% от максимального предела измерений, температурный диапазон работы – от +10 до +35°С для приборов, предназначенных для взвешивания грузов весом до 1 т и от +10 до +45°С для приборов с НВП от 1 до 2 т. То есть работать с такими приборами можно и в помещениях, и на открытом воздухе;
• образцовые динамометры. Приборы данной группы применяются при поверке испытательных рабочих средств измерения силы (например, испытательных машин, рабочих динамометров и др.), поскольку они позволяют фиксировать статическую силу напряжения и сжатия.

Тип динамометров эталонных переносных ДОРМ утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске и в эксплуатации согласно Государственной поверочной схеме.

Наименование параметров	Модели динамометров
	ДОСМ-3-0,5У	ДОСМ-3-1У	ДОСМ-3-2У	ДОСМ-3-10У	ДОСМ-3-30У	ДОСМ-3-50У
Пределы измерений, кН
наибольший	0,5	1	2	10	30	50
наименьший	0,05	0,1	0,2	1	3	5
Габаритные размеры, мм
длина	250	250	250	235	235	272
ширина	50	50	50	165	160	165
высота	140	140	140	105	115	105
Присоединительные размеры, мм
верхняя площадка (диаметр)	30	30	30	30	30	30
нижняя площадка (длина x ширина)	32×48	32×48	32×48	30×24	30×24	30×24
Масса, кг, не более	1,4	1,5	1,6	2,45	2,95	3,4

Цена наименьшего деления шкалы не менее 0,1% наибольшего предела измерения.

Размах показаний динамометров (разность между наибольшим и наименьшим показаниями из трех измерений) для возрастающих и убывающих нагрузок не превышает значений, указанных в таблице:

Диапазон измерений от наибольшего предела измерения, %	% измерения значения, не более
от 10 до 20	0,5
свыше 20 до 100	0,3

Значение разности показаний динамометров при нагружении и разгружении при 50%-ной нагрузке не более 0,7% измеряемого значения.

Порог чувствительности динамометров не более 0,02 % наибольшего предела измерения.

Сила и динамометр

Взгляните на рисунки. Когда мальчик несет книги, он с силой поддерживает их. Гамак, растянувшийся под весом медведя, с силой тянет за ствол дерева, изгибая его. В этих примерах «с силой» есть общее – действие одного тела на другое. Руки действуют на книги, а гамак – на ствол. Поэтому можно сказать, что сила – термин, служащий для краткого обозначения действия одного тела на другое.

Действие одного тела на другое может проявляться больше или меньше. Например, сила давления медведя на гамак больше, чем бабочки, так как правый гамак растянут сильнее. Следовательно, термин «сила» в физике имеет и второе значение: сила – физическая величина, количественно характеризующая действие одного тела на другое.

Друг на друга действуют не только соприкасающиеся тела. Например, Земля притягивает летящих птиц, не прикасаясь к ним. Тогда возникает вопрос: как узнать, что на тело действует сила? Для этого служат признаки действия силы: изменение скорости или направления движения, изменение формы или размеров тела. Они не всегда заметны невооружённым глазом, но если на тело действует сила, хотя бы один признак обязательно присутствует.

Например, перестав взмахивать крыльями, птица, продолжая двигаться вперёд, одновременно будет падать вниз. То есть тело птицы изменит направление движения. По мере падения птицы скорость движения её тела также не будет оставаться постоянной: она будет увеличиваться. Рассмотрите шуточный рисунок с бабочкой и медведем. Вы легко увидите и оставшиеся два признака действия силы: изменение формы и размеров натянутого гамака.

Для измерения сил служит измерительный прибор динамометр (греч. «динамис» – сила). Основные его части – упругая пружина со стрелкой и корпус со шкалой (см. рисунок ниже). Единица силы называется 1 ньютон (1 Н). Это приблизительно такая сила, с которой Земля притягивает к себе гирьку массой 102 г. Причину такого «странного» числа мы поймём при изучении § 3-г.

В физике единицы величин выбирают не случайным образом, а так, чтобы они были согласованы с уже выбранными ранее единицами. Как же выбрали единицу силы – 1 ньютон?

Оказывается, что если на покоящееся тело начнёт действовать сила, то это тело будет двигаться ускоренно, а точнее, равномерно ускоренно. Это значит, что за равные промежутки времени скорость тела будет возрастать на равные значения. Зная эту особенность движения тел, силой в 1 ньютон назвали такую силу, которая, будучи приложенной к покоящемуся телу массой 1 кг, будет ежесекундно увеличивать его скорость на 1 м/с.

На рисунках и чертежах силу изображают в виде стрелки, называемой вектором силы. Его направление символизирует направление действия силы, а длина – числовое значение силы. Например, вектор силы, с которой мальчик поддерживает книги, направлен вверх, а вектор силы, с которой крючок динамометра тянет упирающегося ослика, направлен влево. На этом рисунке мы также обозначили точку приложения силы (в месте, где поводья ослика зацеплены за крючок).

В обыденной речи слово «сила» мы используем в самых разных ситуациях. Мы говорим: сила воли, сила духа, сила разума и так далее. В физике же термин «сила», как вы видите, имеет иное, более чёткое и «узкое» значение.

Опубликовано в разделах: 7 класс, Силы в природеДинамометр

: работа, типы, применение, преимущества и недостатки

Что такое динамометр и как он может вам помочь?

Динамометр, или сокращенно «динамометр», представляет собой устройство, используемое для измерения силы, момента силы (крутящего момента) или мощности. Это невероятно полезно для измерения мощности двигателя, мотора или другого первичного двигателя, чтобы определить его производительность. Кроме того, динамометры также можно использовать для измерения крутящего момента и мощности, необходимых для привода такой машины, как насос. Давайте подробнее рассмотрим, как вы можете использовать динамометр и почему это так важно.

Типы динамометров?

Наиболее часто используются два основных типа динамометров: динамометр двигателя и динамометр шасси.

Динамометр двигателя 

Динамометр двигателя, чаще называемый динамометром двигателя, представляет собой устройство, используемое для проверки внутреннего сгорания двигателя. Динозавры предназначены для создания контролируемой среды для испытаний двигателя путем измерения и анализа крутящего момента (силы), создаваемого при вращении двигателя на определенных оборотах. Затем эти данные можно использовать для расчета выходной мощности двигателя, что позволяет техническим специалистам определять проблемы или области, требующие улучшения. Использование динамометрических стендов не только дает техническим специалистам доступ к измерениям производительности двигателя в режиме реального времени, но также дает возможность вносить точные корректировки для оптимизации мощности и эффективности двигателя.

Динамометр для шасси

Динамометр для шасси является незаменимым инструментом для измерения мощности автомобиля. Проверяя силу, создаваемую на осях колеса, можно определить точное количество крутящего момента и мощности, создаваемой в лошадиных силах. Динозавры шасси могут отслеживать улучшения или проблемы, связанные с производительностью автомобиля, и эти данные позволяют автолюбителям и механикам принимать обоснованные решения о том, как они хотят улучшить, обслуживать или ремонтировать свой автомобиль. Тестирование шасси на динамометрическом стенде помогает быстро и легко выявлять и устранять любые потенциальные проблемы, поддерживая автомобиль в отличной форме.

Универсальный или активный динамометр может либо управлять, либо поглощать в зависимости от того, какой тип измерения вы пытаетесь выполнить. Эти типы динамометров часто используются в автоспорте при тестировании двигателей в условиях нагрузки, чтобы получить точные показания производительности.

Преимущества использования динамометра 

Использование динамометра имеет ряд преимуществ, которые делают его превосходящим традиционные методы измерения крутящего момента и выходной мощности двигателя или машины. Во-первых, динамометрические стенды обеспечивают точные показания, которые можно легко воспроизвести, что делает их идеальными для тестирования в автоспорте, где важна каждая деталь.

Во-вторых, они обеспечивают стабильные результаты независимо от того, какой тип топлива или моторного масла используется, что гарантирует, что любые изменения, внесенные в двигатель, всегда будут приводить к измеримым различиям в показаниях, снятых с динамометрического стенда. Наконец, использование динамометрического стенда устраняет любую потенциальную человеческую ошибку при ручных измерениях, что помогает обеспечить точность при снятии показаний с двигателя или машины в условиях испытаний.

Различные области применения и области применения динамометров

Динамометры широко используются в автомобильной и энергетической промышленности для измерения крутящего момента двигателя, мощности и других характеристик. Но это не единственное применение динамометров. Их также можно использовать для циклов испытаний на выбросы, калибровки контроллера управления двигателем, исследований характеристик сгорания и трибологических исследований. В этом сообщении блога мы более подробно рассмотрим все различные области применения динамометров.

Циклы испытаний на выбросы

Динамометры часто используются для имитации дорожной нагрузки в циклах испытаний на выбросы, например, определенных Агентством по охране окружающей среды США (US EPA). Это делается с помощью динамометра двигателя или шасси, который позволяет точно измерять выхлопные газы, образующиеся в различных условиях. Эти тесты важны для обеспечения того, чтобы транспортные средства соответствовали стандартам качества воздуха, установленным регулирующими органами.

Калибровка контроллера управления двигателем

Другое применение динамометров — калибровка контроллеров управления двигателем, которые отвечают за управление различными аспектами работы двигателя, такими как подача топлива и момент зажигания. Используя испытательный стенд динамометра, инженеры могут точно моделировать реальные условия вождения и вносить соответствующие коррективы в контроллер. Это помогает обеспечить оптимальную работу двигателей при соблюдении требований по выбросам.

Исследования характеристик горения 

В дополнение к калибровке стенды для динамометрических испытаний также можно использовать для детального исследования характеристик горения. Это включает в себя рассмотрение таких вещей, как температура сгорания, кривые давления, расход топлива и т. д., которые могут помочь инженерам понять, как лучше всего оптимизировать работу двигателя. Он также дает представление о том, сколько загрязняющих веществ производит двигатель во время работы, что важно с точки зрения охраны окружающей среды.

Трибологические исследования                                                                        

Наконец, динамометры можно использовать для трибологических исследований, в которых рассматривается износ движущихся частей внутри двигателя или другой механической системы с течением времени. Выполняя тесты на динамометре, можно смоделировать длительную работу машины в различных условиях и, таким образом, получить ценную информацию о том, как компоненты могут изнашиваться с течением времени. Затем эту информацию можно использовать для разработки стратегий технического обслуживания и графиков ремонта, которые помогут поддерживать оптимальную работу машин в течение всего срока службы без чрезмерных простоев или затрат из-за преждевременного износа деталей.

Динамометры прошли долгий путь с момента их разработки более 100 лет назад! Сегодня они имеют множество применений, помимо измерения крутящего момента и мощности двигателей; теперь они используются в циклах испытаний на выбросы, калибровке контроллера управления двигателем, исследованиях характеристик сгорания и трибологических исследованиях. Все эти варианты использования демонстрируют, насколько универсальны и полезны эти машины!

Преимущества и недостатки приборов динамометрического типа

Ниже приведены преимущества и недостатки инструментов динамометрического типа

Преимущества инструментов динамометрического типа:

Использование инструментов динамометрического типа имеет много преимуществ. К ним относятся следующие: имеют прецизионный класс точности; их можно использовать как на переменном, так и на постоянном токе; их можно использовать в качестве инструмента передачи; в них отсутствуют потери на гистерезис и вихревые токи; и они обеспечивают точные среднеквадратичные значения напряжения независимо от формы сигнала.

Недостатки инструментов динамометрического типа  

Хотя инструменты динамометрического типа могут быть очень полезными, с ними также связаны некоторые недостатки. К ним относятся следующие: имеют неравномерный масштаб; их чувствительность низкая из-за низкого отношения крутящего момента к весу; они дороже других видов инструментов; и они могут быть легко повреждены перегрузками или механическими воздействиями.

Несмотря на свои недостатки, приборы динамометрического типа остаются популярными благодаря своей точности и прецизионности. Они идеально подходят для лабораторных условий, где требуются высокоточные показания, но с ними следует обращаться осторожно, так как они могут быть легко повреждены перегрузками или механическими ударами.

Заключение:  

В заключение следует отметить, что использование динамометра может значительно помочь любому, кто хочет точно и точно измерить крутящий момент, усилие и/или выходную мощность своих двигателей или машин. Ищете ли вы дополнительную информацию о характеристиках вашего автомобиля или вам нужны надежные данные для инженерных целей автоспорта – динамометрический стенд всегда предлагает надежные результаты! Благодаря их способности точно измерять крутящий момент и выходную мощность без какой-либо потенциальной человеческой ошибки, сегодня они стали бесценным инструментом в автомобильной промышленности!

Один тест стоит тысячи мнений экспертов

Некоторые компании, производящие фрикционные материалы, рекламируют свою продукцию, заявляя, что она тестируется третьей стороной или тестируется на их собственном тормозном динамометре. Но понять, что это на самом деле означает, сложно, если вы не понимаете, как работает тормозной динамометр.

В мире характеристик двигателей динамометрический стенд связан с измерением характеристик. Тормозные динамометры также измеряют производительность, но они также могут имитировать силы транспортного средства.

Когда производитель тормозных колодок для вторичного рынка разрабатывает или реконструирует приложение, они редко проводят испытания на реальном автомобиле. Этот тип тестирования является дорогостоящим и трудоемким. Кроме того, человеческий фактор может изменить результаты. Тормозной динамометр может тестировать тормозные системы в контролируемой среде, отражающей реальный мир. Тормозные динамометры могут работать 24 часа в сутки и измерять эффективность тормозной системы на протяжении всего срока ее службы. Кроме того, хотели бы вы быть подопытным кроликом тормозных колодок?

Тормозные динамометры могут быть более сложными и большими, чем динамометрический стенд двигателя. Тормозные динамометры могут имитировать условия, в которых тормозная система будет находиться за гораздо более короткое время. Это означает, что тормозной динамометр может имитировать массу, инерцию и рабочие характеристики автомобиля.

Стандартный тормозной динамометр может стоить от 250 000 долларов США (использованный) до более чем 1 миллиона долларов США. Некоторые поставщики фрикционных тормозов владеют динамометрами, а некоторые арендуют динамометры у испытательных компаний.

Секция привода
Тормозной динамометр вращает тормозной узел. Это делается с помощью большого электродвигателя мощностью от 75 до 200 лошадиных сил. Двигатель управляется компьютером, который может имитировать несколько входных сигналов транспортного средства.

Двигатель создает крутящий момент для поворота тормозного узла, чтобы имитировать кинетическую энергию движения автомобиля вперед. Другими словами, он раскручивает тормозную систему до заданного диапазона оборотов, который соответствует желаемой скорости.

Приводной двигатель динамометра также обеспечивает необходимые крутящие моменты для условий сопротивления и для имитации эффектов уклона от гор до проезжей части.

Секция инерции
Секция инерции тормозного динамометра отвечает за моделирование массы и инерции транспортного средства. Эта секция динамометра имеет большие диски, диаметр которых может достигать трех футов. По внешнему виду и функциям они напоминают большие маховики. Оператор будет добавлять или убирать диски в соответствии с массой и инерцией транспортного средства. После этого приводной двигатель будет вращать диски. Во время испытаний диски обеспечивают накопленную энергию для условий торможения.

Более современный подход заключается в использовании электродвигателя для имитации инерции транспортного средства. Современные тормозные динамометры обеспечивают оба метода моделирования тормозной системы автомобиля.

Корпус тормоза или испытательный стенд
Выходной вал инерционной секции заканчивается корпусом, испытательным стендом или камерой. Внутри испытательной камеры вы найдете ротор и суппорт приложения, которое они тестируют. Ротор и суппорт могут быть установлены на настоящий поворотный кулак или приспособление, которое может удерживать компоненты. Как правило, выходной вал крепится к ротору или барабану, где крепится колесо.

Гидравлическое давление подается на суппорт через управляемую компьютером сервосистему. Сервопривод может генерировать скачки давления до 3000 фунтов на квадратный дюйм, чтобы имитировать состояние экстренной остановки. Корпус может быть оборудован для имитации таких условий, как экстремальные температуры и влажность.

Тормозной узел и испытательная камера могут быть оснащены различными инструментами. Датчики могут измерять величину крутящего момента, который может генерировать тормозной узел, для расчета тормозного момента и замедления. Другие датчики контролируют величину гидравлического давления, используемого суппортом. Компьютер использует эти входные данные для расчета измеренной тормозной силы в зависимости от конкретных крутящих моментов и гидравлического давления.

Термопары могут быть установлены в различных местах на суппорте, тормозных колодках или колодках. Измерение температуры вращающихся частей, таких как ротор, производится бесконтактными пирометрами. Кроме того, датчики могут измерять изменение толщины диска (DTV) или «деформацию» во время движения узла.

«Кадиллак» тормозных динамометров – шумовой или NVH тормозной динамометр. Современный динамометр тормозного шума представляет собой сложную испытательную платформу для определения склонности тормозов к созданию визга и диагностики шумовых проблем.

Что отличает динамометр от шума или NVH, так это корпус. Обычно к инерционной секции примыкает небольшая комната. Этот номер изолирован для снижения фонового шума. Кроме того, изоляция помогает контролировать условия окружающей среды, такие как температура и влажность.

Эти типы тормозных динамометров обычно используются OEM-производителями при разработке продукции. Но нередко производители тормозов для вторичного рынка используют этот тип тормозного динамометра для точной настройки приложения.

Приборы, используемые для измерения нежелательного тормозного шума, такого как скрипы, визги и стоны, могут быть очень сложными. Датчики могут варьироваться от микрофона до лазеров, измеряющих вибрацию.

Двойной или одинарный
Большинство послепродажных испытаний тормозов выполняется на односторонних динамометрах, использующих тормозные компоненты с одного угла автомобиля. Подавляющее большинство процедур инерционных динамометров (SAE, ISO или FMVSS), используемых OEM-производителями и вторичным рынком, предназначены для односторонних динамометров.

Двусторонние динамометры имеют тормозные кожухи или испытательные стенды на обоих концах вала. Двусторонние динамометры имитируют комбинации переднего и заднего тормоза или всю ось. Их можно тестировать одновременно, предоставляя данные о распределении нагрузки и балансировке тормозов двух тормозных узлов. Точный контроль давления включения тормоза на каждом конце двойного динамометра достигается с помощью сложных систем сервоуправления. Некоторые компании послепродажного обслуживания проводят испытания двухсторонних динамометров, утверждая, что они дают более точные результаты.

Проведение теста
Динамометры инерции тормозов используются для проведения различных тестов, от быстрого анализа коэффициента трения до моделирования FMVSS. Большинство динамометров автоматизированы и могут работать в течение нескольких дней без непосредственного контроля, пока они собирают данные.

Одним из стандартов, который тестируют некоторые компании послепродажного обслуживания, является SAE J2430. Это испытание представляет собой односторонний тормозной динамометр, который в некотором роде имитирует FMVSS 105 или 135. Настоящие испытания FMVSS проводятся в полевых условиях на реальном транспортном средстве. Но в случае разработки тормозной продукции для вторичного рынка это сложно.

Стандарты FMVSS 105 и 135 рассматривают полное замедление, развиваемое узлом тормозного угла (тормозной момент), и может ли он остановить транспортное средство на определенном расстоянии без превышения определенного давления на педаль тормоза. FMVSS 135 оценивает эффективность торможения, если водитель теряет помощь при торможении, а также в ситуациях блокировки переднего или заднего колеса.

Возможность моделирования этих испытаний и эталонов на динамометре зачастую более точна и экономична. Кроме того, если учесть, что в стандарте SAE J2430 для получения результатов используется более 300 остановок, становится понятно, почему динамометрические испытания имеют свои преимущества.

Совет производителей тормозов (BMC) использует SAE J2430 в качестве инструмента для оценки послепродажных тормозных накладок для сертификации процедуры оценки эффективности тормозов (BEEP). После тестирования фрикционных материалов в соответствии со стандартом SAE J2430 модель BEEP оценивает соответствие характеристикам FMVSS 105 или 135 и базовым данным исходной системы.

Великие споры о динамометрическом стенде
Самая большая трудность при послепродажном динамометрическом тестировании и сторонней сертификации заключается не во времени на динамометрическом стенде, а в базовом тестировании старых автомобилей для некоторых тестовых стандартов.