Способ динамической градуировки динамометра и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G01L25/00 

фаг 1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для динамических испытаний и градуировки динамометров переменных сил.

Известен способ динамической градуировки динамометра, заключающийся в том, что динамометр нагружают гармонической силой переменной частоты вибратором, измеряют выходной сигнал динамометра и сравнивают его с амплитудой нагружающей гармонической силы,

Недостатком способа является недостаточная эффективность, ввиду невозможности обеспечения градуировки в рабочих условиях с вращающимся на валу динамометра объектом испытаний, а также низкая точность динамической градуировки ввиду того, что динамометр, жестко связанный с вибратором, нагружается не только возмущающей силой, но и силой инерции переносного движения вибратора. Показание динамометра будет соответствовать возмущающей силе лишь при невесомом вибраторе. Кроме того, не обеспечивается нагружение динамометра постоянной силой,

Известно устройство для динамической градуировки, содержащее размещенный на основании возбудитель колебаний в виде электродинамического вибратора, жестко связанный с испытуемым динамометром, генератор,усилитель и регистратор.

Недостатком устройства является то, что будучи жестко связанным с испытуемым динамометром, искажает получаемые в процессе градуировки АЧХ в области собствен- ных резонансных частот вибратора, занижает значения резонансных частот, не обеспечивает возможность градуировки в рабочих условиях с вращающимся на палу динамометра объектом испытаний и задания постоянной силы.

Целью данного предложения является повышение эффективности за счет обеспечения возможности градуировки в рабочих условиях с вращающимся на валу динамометра объектом испытаний, а также увеличение точности.

На фиг. 1 показана схема устройства для динамической градуировки; на фиг. 2 - АЧХ динамометра, полученные известным и предложенным способами;, на фиг. 3 - амплитудно-частотный спектр динамометра при вращении вала с объектом испытаний.

Устройство (фиг. 1) содержит возбудитель колебаний 1 с якорем 2, датчик перемещения 3, постоянный магнит 4, динамометр 5, на валу 6 которого закреплен объект испытаний 7, регистратор 8. Динамометр закреплен в экспериментальной установке 9 и

его вал приводится во вращение электродвигателем 10. Возбудитель управляется от генератора 11, с которым связан датчик перемещения через усилитель 12 с указателем

амплитуды перемещения 13. Объект испытаний закреплен на валу динамометра специальной гайкой 14.

При вращении вала 6 с объектом испытаний 7 в экспериментальной установке 9 в

динамометре 5 возбуждаются резонансные, а также нерезонансные колебания, обусловленные действием инерционных нагрузок, дефектами в телах качения, динамическими ударами в зубьях шестерен редуктора, в системе привода и т.д. На фиг, 3 показан амплитудно-частотный спектр выходного сигнала динамометра, возбуждаемый вращением его вала с обьектом испытаний.

Предложенные способ и устройство работают следующим образом.

Устанавливают требуемый зазор. Возбудителем 1 с помощью генератора 11 задают гармонические колебания якорю 2, на котором закре плен постоянный магнит 4. При гармонических перемещениях постоянного магнита возбуждается переменное магнитное поле, которое воздействует на вал динамометра 6 с объектом испытаний 7. На вал динамометра действует также постоянная сила. Ее величина зависит от величины постоянно выбранного зазора между магнитом и торцем вала динамометра, которая предварительно определяется по формуле F К/ д , где К - коэффициент, д - зазор. Одновременное задание переменной и постоянной силы повышает точность проведения динамической градуировки, приближая условия градуировки к реальным условиям работы экспериментальной установки. Постоянную силу затем уточняют по показаниям динамометра. Плавно изменяют частоту генератора 11, а следовательно, частоту колебаний якоря 2 и закрепленного на нем магнита 4. При этом изменяется частота входного воздействия на вал динамометра. С помощью датчика 3 поддерживают постоянную амплитуду перемещения магнита 4. Очевидно, что амплитуда переменной силы, возбуждаемой постоянным магнитом в динамометре, не зависит от частоты колебаний, если амплитуда

этих колебаний поддерживается постоянной. Поэтому на регистраторе 8 фиксируется колебательный процесс, амплитуда которого является ординатой, а частота - абциссой АЧХ. : Формула изобретения

1. Способ динамической градуировки

динамометра, заключающийся в том, что динамометр нагружают гармонической силой переменной частоты, измеряют выходной

сигнал динамометра и сравниваютегосамплиту- дой нагружающей гармонической силы, о т- личающийся тем, что. с целью повышения эффективности путем обеспечения возможности градуировки в рабочих условиях с вращающимся на валу динамометра объектом испытаний, а также увеличения точности, динамометр дополнительно нагружают постоянной силой, а в качестве гармонической силы переменной частоты используют гармонические перемещения постоянного магнита, амплитуду которых поддерживают постоянной в заданном диапазоне частот колебаний.

2, Устройство для динамической градуировки динамометра, содержащее размещенный на основании возбудитель колебаний с генератором, динамометр, усилитель и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективно0

сти путем обеспечения возможности градуировки в рабочих условиях с вращающимся на валу динамометра объектом испытаний, а также увеличения точности, в него введены датчик перемещения, связанный с возбудителем колебаний, постоянный магнит и указатель амплитуды перемещений, при этом выход датчика перемещения через усилитель соединен с указателем амплитуды перемещения и с генератором, а постоянный магнит установлен относительно торца вала динамометра с зазором, определяемым по следующей зависимости:

,

где F - постоянная сила, приложенная к динамометру;

К - коэффициент, определяемый экспериментально.

Сущность изобретения1 гармоническую силу, которой нагружают динамометр, создают возбуждением гармонических перемещении постоянного магнита, поддерживая их амплитуду постоянной в заданном диапазоне частот колебаний Одновременно динамометр нагружают постоянной силой. Устройство содержит возбудитель 1 колебаний с генератором 11. Датчик 3 перемещения связан с возбудителем 1 колебаний и через усилитель 12 - с указателем 13 амплитуды перемещения. Постоянный магнит 4 установлен относительно торца вала динамометра с зазором, определяемым по формуле д KF, где F - постоянная сила, приложенная к динамометру, К-коэффици- ент,определяемый экспериментально 3 ил.

80 100 Фат.2

160 180 200

Частота, Гц

220

20b

150 QO ,