Наклономер Советский патент 1979 года по МПК G01C9/02 G01P15/08 

(54) НАКЛОНОМЕР

Изобретение относится к измеритель ной технике, в частности к наклонсмерам, и может быть использовано в системах определения горизонта и измерений малых линейных ускорений подвижных объектов. Известен наклономер по авт.св. № 517787, содержащий чувствительный элементJ вьЕПОлненный в виде размещенного с зазором на дугообразной направ ляющей полого ротора, образующего при вращении газодинамический подшипник, датчик линейных перемещений и регистрирующее устройство 1. На направляющей полого ротора нанесены винтовые встречно-направленны канавки, обеспечивающие наличие осевой восстанавливающей силы, которая препятствует перемещению чувствитель ного элемента под действием гравитационных сил. Целью изобретения является повышение верхней границы диапазона изме рения углов наклона и линейных ускорений. Это достигается тем, что в предлагаемом наклономере № 517787 винтовые встречно-направленные канавки на несены на вал под углом 30-40 0 к об разующей цилиндрической поверхности вала. На фиг, 1 показана общая схема описываемого наклономера; на фиг. 2 - схема нанесения винтовых встречнонаправленных канавок на неподвижный вал; на фиг. 3 - график зависимости безразмерной осевой жесткости наклономера от угла нарезки канавок. Наклономер содержит чувствительный элемент, выполненный в виде полого ротора 1, неподвижный вал 2, на образующей поверхности которого под углом 30-40 нанесены винтовые встречно-направленные канавки 3, корпус 4, датчик 5 линейных перемещений, расположенный по обе СТОРОНЫ корпуса 4, воздушный демпфер 6, регистрирующее устройство 7 и статорные обмотки 8 двигателя. При подаче питания на статорные обмотки 8 ротор 1 начинает вращаться вокруг вала 2. Благодаря газодинамическим эффектам ротор 1 Есплывает в газовом слое 9. газодинамического подшипника, при этом реакция газового слоя уравновешивае.т внешнюю нагрузку, то есть вес ротора. Одновременно с этим, благодаря наличию винтовых встречно-направленных

канавок 3 на направляющей 2, газ нагнетается внутрь зазора 9.

При симметричном расположении чувствительного элемента 1 относительно середины вала 2 осевые потоки газа, созданные правой и левой частью ротора 1, равны, причем суммарный осевой поток через зазор 9 в этом случае будет равен нулю. При наклоне прибора от горизонтали или при действии линейного ускорения чувствительный элемент 1 смещается вдоль вала 2, тем самым нарушается симметрия осевых потоков газа. В результате этого возникает разностная осевая сила, величина которой пропорциональна смещению чувствительного элемента вдоль вала, а направление силы препятствует этому смещению.

На фиг. 3 показана зависимость беразмерной осевой жесткости восстанавливающей силы наклонс 1ера от угла нарезки винтовых канавок на валу при следующих параметрах опоры: скорость вращения ротора 6000 об/мин,отнощение глубины канавки к зазору между валом и ротором равно 1,85. Как видно из графика, максимальная жесткост восстанавливающей системы при указанных параметрах опоры наклономера будет при угле нарезки канавок, равном 35° . При увеличении отношения глубины канавки к зазору, равного 5, оптимальный угол нарезки канавок достигает 30-31, однако в

5 9

сраг. 1

этом случае опора резко снижает свою несущую способность. В случае уменьшения отношения глубины канавки к зазору до 0,5 оптимальный угол нанесения канавок на поверхность вала не выходит за величину, равную 40 . Дальнейшее повышение жесткости восстанавливающей системы наклономера возможно только за счет повышения скорости вращзния ротора.

Таким образом нанесение винтовых встречно-направленных канавок на неподвижном валу под углом, равным 3040г к образующей вала позволяет повысить верхний предел измерения углов наклона или ускорений до 30% по сравнению с известным устройством, у которого угол нарезки канавок составляет 18 .

Формула изобретения

Наклономер по авт. св. 517787, отличающийся тем, что, с целью повышения верхней границы диапазона измерений, винтовые встречнонаправленные канавки нанесены на вал под углом 30-40 к образующей цилиндрической поверхности вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

k ID

pa.t

..-«--

, - - -

5 (8 и и г « . t9 зв зг 3f зе 38 fff

.гу. ,

X-

Oi, 8f

фиг 3