УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЫСТРОИЗМЕНЯЮЩИХСЯ УГЛОВЫХ СМЕЩЕНИЙ МЕЖДУ ВРАЩАЮЩИМИСЯ ДЕТАЛЯМИ, ИМЕЮЩИМИ СВОБОДНЫЕ ТОРЦЫ СО СТОРОНЫ УСТАНОВКИ УСТРОЙСТВА Советский патент 1940 года по МПК G01L3/08 

Устройства для измерения быстроизменяющихся угловых смещений между двумя вращающимися деталями составляют существенную часть торзиографов - приборов, служащих для регистрации крутильных колебаний валов двигателей. В наиболее распространенном торзиографе Гейгера применяется механическое устройство, состоящее из ряда рычагов, из которых последний является пишущим. Такое устройство имеет тот недостаток, что показания его искажаются вследствие влияния инерции масс рычагов, трения и зазоров в шарнирах. Кроме того, при этом невозможно жесткое соединение торзиографа с исследуемым валом, так как неизбежные поперечные и продольные вибрации последнего будут нарушать работу рычажного механизма.

Известны случаи применения для указанной цели электрического устройства (например, торзиограф фирмы Зульцер). Простое по идее, оно требует весьма громоздкой и трудно налаживаемой усилительной и записывающей аппаратуры.

Из описанных в литературе оптических устройств для той же цели можно отметить устройство, примененное в торзиометре типа АЕ (но могущее быть примененным и к торзиографу). Это устройство, хотя и является оптическим, тем не менее включает в себе одну рычажную передачу со всеми недостатками последней и, кроме того, не позволяет получить непрерывную запись измеряемых смещений, а лишь запись в течение одного-двух оборотов исследуемого вала.

Предлагаемое устройство, в основном предназначенное для торзиографов, но применимое и к торзиометрам типа АЕ, имеет свободные торцы со стороны установки устройства, как и известные уже устройства подобного рода, но отличается от них тем, что на поверхности торцев вращающихся деталей неподвижно укреплены плоские зеркала, последовательно отражающие параллельный пучок лучей. Это дает возможность производить записи или наблюдения отклонения отраженного луча при относительном угловом смещении вращающихся деталей, так как к вращающимся деталям, взаимное смещение которых замеряется, крепятся лишь зеркала, и притом жестко. При этом поперечные и продольные смещения вала не влияют на запись, вследствие чего возможно получение непрерывной записи на кинопленку либо визуальные наблюдения.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез предлагаемого устройства и фиг. 2 - вид его с торца.

Предлагаемое устройство, в основном, состоит из осветительной лампы 1, оптической системы 2, дающей параллельный пучок световых лучей и системы плоских зеркал 3, расположенных по сторонам правильного многоугольника, как это показано на фиг. 2. Зеркала 3 укреплены в оправке 4, соединенной несколькими колонками 5 с деталью 6 - одной из тех, между которыми измеряется угловое смещение (например, с маховой массой торзиографа).

К другой из этих деталей 7 например, с валиком торзиографа, жестко или через какую-либо передачу соединенным с исследуемым валом, укреплена многоугольная призма 8, наружные грани которой выполнены в виде зеркал, причем число этих зеркал равно числу зеркал 3. Плоское зеркало 9 служит для отражения света в объектив 10, фокальная плоскость которого совпадает с плоскостью кинопленки 11, протягиваемой каким-либо механизмом. Устройство действует следующим образом. При отсутствии углового отклонения между деталями 6 и 7 зеркала 3 параллельны соответствующим зеркальным граням призмы 8. Параллельный пучок лучей, вышедший из оптической системы 2, отражается от одного или двух из зеркал 3, затем от соответствующих зеркальных граней призмы 8, в результате чего пучок лучей выходит параллельно направлению падения и, после отражения от зеркала 9, собирается объективом 10 в определенную точку его фокальной плоскости не смещающуюся при совместном вращении деталей 6 и 7. Если же между этими деталями возникает угловое смещение, то проходящий через систему зеркал 3 и 8 параллельный пучок соответственно поворачивается и бывшее до того совмещенным изображение в фокальной плоскости объектива 10 смещается. Пропорциональность этого смещения угловому смещению деталей 6 и 7 при малой величине последнего достаточно точна.

Так как при поперечных или продольных вибрациях деталей взаимное положение систем зеркал 3 и 8 не меняется, то световой пучок при этом не отклоняется, и запись угловых смещений не искажается. Вместо кинопленки в фокальной плоскости объектива 10 может быть поставлен экран для визуального наблюдения. Для получения развернутой диаграммы на пути лучей может быть помещено вращающееся многогранное зеркало.

1. Устройство для определения быстро изменяющихся угловых смещений между вращающимися деталями, имеющими свободные торцы со стороны установки устройства, отличающееся тем, что на поверхностях торцев вращающихся деталей неподвижно укреплены плоские зеркала, последовательно отражающие параллельный пучок лучей с целью записи или наблюдения отклонения отраженного луча при относительном угловом смещении вращающихся деталей.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что зеркала обеих отражающих систем расположены по сторонам правильных многоугольников, причем при отсутствии углового смещения между деталями плоскости зеркал соответственно параллельны друг другу.