Устройство для динамических испытаний опор скольжения Советский патент 1987 года по МПК G01L7/08 

а другой, отразившись от зеркала, падают на мембрану 8 лйраллельно оси цапфы 5. Изменение давления во втулке 6 при вращении цапфы 5 приводит к прогибанию диафрагмы 14, создающему давление в жидкости I1 в каналах 12 и 13 и корпусе 7 преобразователя

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования работы опор скольжения.

Целью изобретения является повышение точности измерений и надежност работы устройства4

На фиг, 1 представлена общая схема устройства; на фиг. 2 - варианты положения световых лучей относительно фотоприемников и геометрические соотнощения.

Устройство содержит источник 2 сфокусированного света Хлазер), оптически взаимодействующий с делителем 2 и зеркалом 3, которые в свою очередь оптически взаимодействуют с преобразователем 4 давления, установленным по оси цапфы 5, вращающейся во втулке b. Преобразователь давления 4 содержит корпус 7, кольцевую параболическую мембрану 8, которая по Внешнему контуру жестко связана с корпусом 7, а по внутреннему контуру связана с корпусом 7 через упругую связь 9, например сильфон. Внутренняя полость 10 преобразователя 4 заполнена жидкостью 11 и через систему каналов 12 и 13 в корпусе цапфы 5 гидравлически связана с диафрагмой 14 датчика давления, установленной заподлицо с внешней поверхностью цапфы 5, и с регулировочным узлом 15, предназначенным для заполнения каналов 12 и 13 жидкостью и проведения тарировки устройства. Датчик преобразователя 4 давления oпtичecки связан с оптоэлектронным преобразователем 16, выполненным из двух коорди- натно-чувствительных фотоприемников 17 и 18, которые в свою очередь электрически связаны с дешифратором 19 и регистратором 20.

4 давления. Изменение кривизны мембраны приводит к изменению расстояния между точками падения лучей от источника 1 света на позиционно-чувст- вительные фотоприемники 17 и 8 фотоэлектрического преобразователя 16, характеризующего величину давления . 2 ил.

5

0

5

0

5

0

Устройство работает следующим образом.

При вращении цапфы 5 во втулке 6 происходит изменение давления, действующего на диафрагму 14, которая., прогибаясь, создает давление в жидкости П, которое через каналы 12 и 13 передается к преобразователю 4 давления. При изменении давления в полости 10 корпуса 7 преобразователя 4 давления происходит изменение радиуса кривИ зны параболической мембраны 8 за счет того, что внешний контур мембраны 8 жестко заделан в корпусе 7, а внутренний связан с корпусом 7 через сильфон 9. Наличие силь- фона 9 повьппает также чувствительность преобразователя 4 к изменению давления. Падающий на делитель 2 луч света от источников 1 света делится на два луча, один из которых параллельно оси цапфы 5 падает на мембрану 8, а другой, отразившись от зеркала 3, попадает на мембрану 8 симметрично первому лучу. Отразивщись от мембраны 8 вследствие ее параболической формы, лучи пересекутся в фокусе параболической мембраны 8 и, расходясь, дальше попадут на фоточувствительные площадки координатно-чувствительных фотоприемников 17 и 18 на расстоянии ,+У2 друг от друга. Величина h является параметром, по которому однозначно определяется величина давления. При изменении давления происходит изменение кривизны мембраны 8, что приводит к тому, что величина h меняется за счет изменения положения точки пересечения лучей. Наличие в конструкции преобразователя 4 давления параболической мембраны 8 позволяет устранить погрещность измерения, вызванную биением цапфы и втулки, эксцентриситетом установки и несоосностью положения преобразователя 4 давления и цапфы 5, так как при параллельности лучей, падающих на мембрану 8, и при одинаковом их по- ложении относительно друг друга они обязательно пересекутся в фокусе мембраны 8 вне зависимости от величины эксцентриситета или биения, и при постоянном давлении в преобразовате- ле 4 давления падают на фотоприемники 17 и 18 на постоянном расстоянии h друг от друга независимо от положения лучей относительно осей симметрии XX и УУ. При необходимости кроме.величины давления с фотоприемников 17 и 18 может быть получена информация об амплитуде и направлении биений цапфы. Амплитуда биений определяется как разность между поло жениями световых лучей на фотоприемниках 17 и 18, т.е. fy ly,-y2l; fx |x А направление биения определяется положением световых лучей на фотоприемниках 17 и 18 относительно осей симметрии XX и УУ.

Например, на фиг. 2 показаны два возможных положения точек падения световых лучей на поверхности фото- приемников 17 и 18. В одном случае точки расположены симметрично относительно осей симметрии XX и УУ, величина давления (h), амплитуда биения fi| /У,-Уг/ 0; . В дру- гом случае величина давления (h ) амплитуда биения по оси УУ равна /у|-У2/, по оси XX-rf x , а максимальная величина биения определяется как f -jf, +f, . Из этих же па- 3

раметров можно определить и направление биения. Параметры, необходимые для получения требуемой информации, передаются с фотоприемников 17 и 18 в виде электрических сигналов на де-

шифратор 19, ас него - на регистратор 20.

Перед началом измерений проводится заполнение жидкостью 11 каналов 12 и 13 с помощью регулировочного узла 15, который также используется для проведения тарировочных работ, для получения зависимости (P). При этом каналы 12 и 13 соединяются через регулировочный узел 15 с гидромагистралью, давление в которой может меняться и контролироваться с помощью образцовых приборов, например манометров.

Формула изобретения

Устройство для динамических испытаний опор скольжения, содержащее полость, выполненную в цапфе и закрытую мембраной, установленной на цилиндрической поверхности цапфы, источник света, оптический чувствительный к перемещению элемент и фотоэлектрический преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повьпаения точности и надежности работы, в нем оптический чувствительный к перемещению элемент выполнен в виде кольцевой параболической мембраны с зеркальной внешней поверхностью и сильфона, укрепленного по внутреннему контуру мембраны, установленных в полом корпусе, размещенном в торце цапфы по ее оси, причем полость корпуса соединена каналом с полостью, выполненной в цапфе, и заполнена жидкостью, напротив мембраны снаружи установлены светоделительная пластина и зеркало под углом 45 к продольной оси мембраны и оптической оси источника света, а фотоэлектрический преобразователь выполнен в виде блока, состоящего из двух позиционно- чувствительных фотоприемников.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность и надежность работы устройства. Оптический чувствительный элемент выполнен в виде кольцевой параболической мембраны 8, по внутреннему контуру которой закреплен сильфон 9. Луч света от источника 1 делится делителем 2 на два луча, один из которых непосредственно. 17 W (Л Vui.l