Устройство для определения момента инерции деталей

P.Þ. Бансевичюс, И.П. Воболис, P.A. Йонушас и К.И.Рагульскис (72) Авторы изобретения

Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА

ИНЕРЦИИ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к иэмериl тельной технике и может быть использовано для определения момента инерции различных деталей.

Известен прибор для определения моментов инерции деталей, содержащий механическую колебательную систему, имеющую вертикальную ось, установленную в корпусе прибора на подшипниках, верхняя коническая часть которой нагружается измеряемой деталью, и снабженную магнитоэлектрическим приводом (1 ).

Недостатком указанного прибора является сложность конструкции и измерения момента инерции, а также пониженная крутильная жесткость.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство дгя определения момента инерции деталей, содержащее корпус, торсионный вал, один конец которого заделан в корпусе, укрепленную на другом конце торсионного вала планшайбу для установки исследуемой детали, вибратор и преобразователь крутильных колебаний, связывающий их, усилитель и подключенный на выходе последнего частотомер (2 J.

Недостаток указанного устройства

5 заключается в том, что оно является непригодным для измерения момента инерции деталей, крутильная жесткость которых невысока и частота основного резонанса крутильных колебаний меньше рабочей частоты колебательной системы устройства. В этом случае система приобретает число степеней свободы больше l чем вносится погрешность в измерения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что вибратор крутильных колебаний выполнен в виде цилиндра с тремя выступами во внутренней поверхности, расположенными друг к другу под углом 120, и намотанных на выступах

3 8943 обмоток, а устройство снабжено генератором электрических колебаний, связывающими его с обмот ками блоком модуляции и коммутатором, другие входы которых подключены к выходу 5 усилителя.

На Фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на Фиг.3 - закон измерения крутящего момента колеблющейся сис- 10 темы "торсионный вал - исследуемая деталь"; на фиг.4 - эпюра напряжения, подаваемого на обмотки вибратора крутильных колебаний.

Устройство содержит корпус 1, торсионный вал 2, один конец которого заделан в корпусе 1, а на другом укреплена планшайба 3 для установки исследуемой детали 4, преобразователь колебаний, обмотка 5 которого подключена к входу усилителя 6, на выходе которого подключен частотомер

7, вибратор крутильных колебаний выполнен в виде цилиндра 8 с тремя выступами 9, на которых намотаны обмотки 10, подключенные через блок 11 модуляции и коммутатор 12 к генератору 13 электрических колебаний. Другие входы блока l1 модуляции и коммутатора 12 подключены к выходу усилителя 6.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемую деталь 4 устанавливают и закрепляют на планшайбе 3 внутри цилиндра 8 вибратора крутильных колебаний, на выступах 9 которого намотаны обмотки 10, расположенные друг к другу под углом 120 . Колебательной системе "торсионный вал 2+исследуемая 40 деталь 4" сообщают начальный импульс и она начинает совершать колебания на собственной частоте. Эти колебания воспринимаются обмоткой 5 преобразователя крутильных колебаний и. подаются на усилитель 6. Генератор l3 через коммутатор 12 и блок 11 модуляции подает сигнал на обмотки 10. Частота сигнала генератора 13 больше (напри" мер s 10 раз) резонансной частоты ко- 5О лебательной системы. В зазоре между деталью 4 и выступами 9 возбуждается параллельное вращающееся электромагнитное поле (подобно асинхронному электродвигателю), которое прилегает,55 к детали 4 благодаря индуцированным в ней токов Фуко, взаимодействующих с электромагнитным полем, крутящий

76

4 момент в сторону направления электромагнитного поля.

На блок 11 модуляции подается сигнал с резонансной частотой коле бательной системы из усилителя 6, при содействии которого в блоке 11 модуляции осуществляется амплитудная модуляция сигнала генератора 13 электрических колебаний. На обмотки 10 подается амплитудно-модулированное напряжение (глубина модуляции - 1003)

При помощи коммутатора 12, на од„н вход которого также подается сигнал из усилителя 6, переключаются фазы сигналов двух обмоток 10 в тот момент когда сигнал и*з усилителя 6 проходит свое нулевое значение. В моменты

tg коммутатор l2 подключает обмотки

10. Вращающееся электромагнитное поле, создаваемое генератором 13, в момент t< имеет одно направление, а в момент t 2 - противоположное направление (соответственно фазе модулирующего сигнала).

В колебательной системе создается переменный крутящий момент с частотой, равной резонансной частоте колебательной системы. Фазовое соотношение сигналов обмотки 5 преобразователя и обмоток 10 вибратора крутильных колебаний подобраны так, чтобы крутящий момент действовал синфазно сигналу обмотки 5 преобразователя крутильных колебаний ° В результате этого поддерживаются вынужденные незатухающие колебания на собственной частоте колебательной системы.

Частота сигнала измеряется при помощи частотомера 7„ подключенного на выходе усилителя 6. При измерении момента инерции детали 4 с пониженной крутильной жесткостью, частота основного резонанса крутильных колебаний которой меньше резонансной частоты колебательной системы, деталь 4 может совершать колебания на собственной частоте, в результате чего колебательная система может превратиться в систему с несколькими степенями свободы.

Однако ко всей поверхности детали 4 прилагается распределенный по длине крутящий момент, благодаря чему исключается возбуждение упругих колебаний самой детали 4, и колебательная система превращается в систему с одной степенью свободы.

Предлагаемое устройство позволяет измерять момент инерции деталей с по894376

Формула изобретения

5 ниженной крутильной жесткостью, а также повышает точность измерения.

Устройство для определения момента инерции деталей, содержащее корпус, торсионный вал, один конец которого заделан в корпусе, укрепленную на другом конце торсионного вала планшайбу для установки исследуемой детали, вибратор и преобразователь крутильных колебаний, связывающий их усилитель и подключенный на выходе последнего частотомер, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей и повышения точности, вибратор крутильных колебаний выполнен в виде цилиндра с тремя .выступами во внутренней поверхности, расположенными

5 друг к другу под углом 120О, и намотанных на выступах обмоток, а устройство снабжено генератором электрических колебаний, связывающими его с обte мотками блоком модуляции и коммутатором, другие входы которых подключены к выходу усилителя.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1з Н 238202, кл. G 01 И 1/10, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР и 457904, кл. G 01, И 1/10, 1975 (прототип) .

89 "376 г.2

Составитель Э.Барановский

Редактор M.ßíoâè÷ Техред д, Дч Корректор Е Рощко

Заказ 11466/62 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4