Стенд угловых ускорений Советский патент 1975 года по МПК G01P21/00 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено при градуировке угловых акселерометров.

Известные стенды угловых ускорений, содержащие вал с платформой, взвешенные в аэростатическом подшипнике, и тормозное устройство, обладают недостаточной точностью задания малых угловых ускорений (до 1 рад/сек).

Предложенный стенд отличается от известных тем, что он снабжен пустотелым цилиндром, укрепленным на торце вала, внутри которого размещен ротор привода, выполненного в виде высокооборотного двигателя.

Это увеличивает точность задания малых угловых ускорений (до 1 рад/сек) за счет плавности малого задающего момента в сочетании с малыми моментами подвеса.

На чертеже представлено , предлагаемое устройство.

Вал 1, к платформе которого прикреплен градуируемый прибор 2, подвешен в радиальных и осевых аэростатических подшипниках 3. К нижнему торцу вала 1 и соосно с ним прикреплен пустотелый цилиндр 4, в котором размещен с радиальным зазором 1,5-10 - 2,0-10 и вал 5 высокооборотного двигателя 6. Двигатель б закреплен в направляющих 7, которые имеют ходовые 8 и стопорные 9 винты. В нижней части вала 1 расположено тормозное устройство 10. Для создания вращающего момента достаточной величины двигатель выбирается высокооборотным ( - 5000 рад/сек).

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении вал 1 заторможен тормозным устройством 10. Вал 5 двигателя 6 раскручивается до максимальной постоянной скорости. При этом вал 5 за счет аэродинамического трения увлекает за собой пустотелый цилиндр 4, т. е. задает ему вращающий момент М, величина которого определяется из выражения

.r, п

где |j, - коэффициент вязкости воздуха;

V - линейная скорость поверхности вала 5 двигателя 6; h - радиальный зазор между валом 5

двигателя 6 и цилиндра 4; S - относительная площадь между валом

двигателя 6 и цилиндром 4; г - внутренний радиус цилиндра 4. При задании валу 1 и градуируемому прибору 2 углового ускорения необходимо отключить тормозное устройство 10. Вал 1 с градуируемым прибором 2 начинает вращаться с угловым ускорением. Практически вал 1 в течение нескольких секунд вращается с угловым

ускорением. Это видно из приведенного ниже численного примера.

Пусть вал 5 двигателя 6 вращается с угловой скоростью, равной 5000 рад/сек, что легко достигается с номощью современных электродвигателей. При этом валу 1 задано угловое ускорение 1 рад/сек в течение 5 сек, причем начальная скорость вала 1 равна нулю. Через 5 сек вал 1 имеет угловую скорость, равную 5 рад/сек. В это.м случае относительная угловая скорость уменьшается на 5 рад/сек, что снижает вращающий момент М, приложенный к пустотелому цилинду 4, на 0,1%. А вращающий момент прямо пропорционален угловому ускорению е, т. е.

м

е :

/

где / - момент инерции вращающихся деталей, т. е. вала 1, градуируемого прибора 2 и цилиндра 4.

Таким образом, при воспроизведении устройством постоянного углового ускорения максимальная погрешность равна 0,1%, для нижнего предела диапазона она меньше.

Величина задаваемых угловых ускорений может изменяться плавно в широком диапазоне, т. е. от О до 1 рад/сек. Для этого отпускаются стопорные винты 9 и ходовыми винтами 8 перемещается двигатель 6, что позволяет устанавливать относительную площадь 5 между валом 5 и цилиндром 4, а площадь 5 пропорциональна задаваемому угловому ускорению.

Предмет изобретения

Стенд угловых ускорений, содержащий вал с платформой, взвешенные в аэростатическом подшипнике, тормозное устройство и привод, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности задания угловых ускорений в малом диапазоне, он снабжен пустотелым цилиндром, укрепленным на торце вала, внутри которого размещен ротор привода, выполненного в виде высо кооборотного двигагеля.

S