Установка для испытания образцов на гистерезис

 

Пмокиу оиэс ипдиу аткудпуимбидипшсидт«в нгисуп Отз нркнзпм яптиг атрфву зсаррииснм Узрзст чудисуспсзвно Пэкомпввшэ аноудуп вкпкбу вввспи мсим пэвдуппкмс аевявм увкпкшэ Упордупст20, акбуовсзиинм атррэ Птр оускпу яптигпшсидт«в. Кэвурвпаэ взнм риори

Установка для испытания образцов на гистерезис

Полезная модель относится к измерительным устройствам, отличающимся использованием электрических средств, и предназначена для измерения углов, а также к устройствам для программного управления и может быть использована для испытания прессовых штифтовых соединений и деталей типа «вал» на гистерезис и симметричность угла поворота.

Известно устройство для испытания валов на стадии производства (RU 2284495, МПК G01M 13/02, опубл. 27.09.2006), снабженное зубчатым зацеплением, включающим зубчатое колесо, имеющее на венце сектор в виде продольного паза на 1/n длины окружности зубчатого венца, выполненное с возможностью вхождения в зацепления с n-м количеством шестерен, жестко соединенных с активными захватами. Активные захваты установлены на подшипниковых узлах диска, который свободно проворачивается совместно с зубчатым колесом, испытуемыми деталями и диском с неподвижно закрепленными на нем пассивными захватами на определенный угол основным мотор-редуктором через электромагнитную муфту. Электромагнитная муфта управляется измерительно-командной аппаратурой, которая при совмещении продольного паза зубчатого колеса с прецизионным реверсным мотор-редуктором включает привод ввода в зацепление кулачка, с помощью которого измеряется площадь петли гистерезиса [1].

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений вследствие неточности изготовления продольного паза и зубчатого колеса, а также ограниченность области применения испытаниями только деталей типа «вал».

Наиболее близкой по конструкции к заявленному техническому решению является измерительная установка (Домбровская, М.М. Жесткость штифтовых и шпоночных соединений вала и втулки), состоящая из приспособления с закрепленным образцом, съемного диска для создания нагрузочного момента грузами и автоколлиматора для регистрации угла поворота вала [2].

Недостатком данной конструкции является отсутствие блока автоматической регистрации результатов измерений и создания нагрузочного момента.

Основными техническими задачами, на решение которых направлена заявленная полезная модель, являются повышение точности измерения гистерезиса, а также расширение функциональных возможностей установки, за счет автоматизации регистрации результатов измерений и создания нагрузочного момента.

Указанные задачи решены за счет того, что установка для испытаний сборочных узлов, содержит приспособление с закрепленным в нем образцом, к образцу механически присоединен выходной вал шагового электродвигателя, а на образце установлен датчик угла поворота, подключенный к блоку управления, выполненному в виде счетчика-преобразователя импульсов, микропроцессорной системы и микроконтроллера. При этом выход датчика угла поворота подключен к счетчику-преобразователю импульсов, выход которого подключен к микропроцессорной системе, а ее выход является входом микроконтроллера, управляющий выход которого подключен к шаговому электродвигателю.

Угол поворота образца регистрируется датчиком угла поворота с точностью 20, а компоненты блока управления обеспечивают в совокупности задание и изменение нагрузочного момента, а также регистрацию результатов эксперимента.

Положительным техническим результатом, обеспечиваемым указанной совокупностью конструктивных признаков установки, является повышение точности измерения гистерезиса прессовых штифтовых соединений и деталей типа «вал». Кроме этого в установке реализована возможность полной автоматизации эксперимента, включая задание нагружающего момента, регистрацию и обработку результатов измерений.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена структурная схема установки для испытания, на фиг. 2 - пример образца для испытаний.

Предлагаемая установка состоит из приспособления 1 с закрепленным в нем образцом 2, к которому механически присоединен выходной вал шагового электродвигателя 3. Также на образце 2 установлен датчик угла поворота 4, выход которого подключен к блоку управления 5. Блок управления 5 выполнен в виде счетчика-преобразователя импульсов 6, микропроцессорной системы 7 и микроконтроллера 8, при этом выход датчика угла поворота 4 подключен к счетчику импульсов 6, выход которого подключен к микропроцессорной системе 7, а ее выход является входом микроконтроллера 8. Управляющий выход микроконтроллера 8 подключен к шаговому двигателю 3. Образец для испытания прессового штифтового соединения состоит из выходного вала 9 шагового электродвигателя 3, торсиона 10, кольца 11 и штифта 12.

Микропроцессорная система 7 может быть выполнена на основе персонального компьютера, а микроконтроллер 8 может быть восьмиразрядным, содержащим широтно-импульсный модулятор для управления шаговым электродвигателем.

Предлагаемая установка работает следующим образом. Крутящий момент МКР задается блоком управления 5 посредством микропроцессорной системы 7, передающей значение крутящего момента микроконтроллеру 8, который формирует управляющую последовательность импульсов прямоугольной формы и обеспечивает требуемое вращение выходного вала шагового электродвигателя 3. С упомянутого вала крутящий момент М КР передается на образец 2, при этом угол его поворота ТОР регистрирует датчик угла поворота 4. Данные с датчика угла поворота 4 передаются в счетчик-преобразователь импульсов 6 и поступают на вход микропроцессорной системы 7. Измерения производятся при неподвижном вале 9 образца 2, при этом регистрируются данные о несимметричности угла поворота торсиона 10 при приложении крутящего момента МКР в обе стороны, также по данным эксперимента может быть определен гистерезис торсиона 10.

Список использованных источников:

1. Пат. 2284495 Российская Федерация, МПК G01M 13/02. Устройство для испытания валов на стадии изготовления / И.Ф. Дьяков, P.M. Садриев, A.M. Аманкулов; заявитель и правообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ульяновский государственный технический университет» (RU). 2004135423/28; заявл. 03.12.2004; опубл. 27.09.06, Бюл. 27. 8 с.; ил.

2. Домбровская, М.М. Жесткость штифтовых и шпоночных соединений вала и втулки [Текст] / Под ред. проф. Л.М. Гусева; М-во высш. и сред, спец. образования РСФСР. - Ленинград: Изд-во Ленингр. ун-та, 1973. - 112 с.: ил.

1. Установка для испытаний сборочных узлов, содержащая приспособление с закрепленным в нем образцом, отличающаяся тем, что к образцу механически присоединен выходной вал шагового электродвигателя, а на образце установлен датчик угла поворота, подключенный к блоку управления, выполненному в виде счетчика-преобразователя импульсов, микропроцессорной системы и микроконтроллера; выход датчика угла поворота подключен к счетчику-преобразователю импульсов, выход которого подключен к микропроцессорной системе, а ее выход является входом микроконтроллера, управляющий выход которого подключен к шаговому электродвигателю.

2. Установка для испытаний сборочных узлов по п. 1, отличающаяся тем, что микропроцессорная система выполнена на основе персонального компьютера.

3. Установка для испытаний сборочных узлов по п. 1, отличающаяся тем, что микроконтроллер выполнен восьмиразрядным.

4. Установка для испытаний сборочных узлов по п. 1, отличающаяся тем, что микроконтроллер содержит широтно-импульсный модулятор.

РИСУНКИ



 

Наверх