Способ контроля усилия сочленения упругих элементов контактной пары Советский патент 1980 года по МПК G05B23/00 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСИЛИЯ СОЧЛЕНЕНИЯ

(54) УПРУГИХ ЭЛВ-ЛЕНТОВ КОНТАКТНОЙ ПА РЫ

Изобретение относится к области намерений и может быть использовано в радиотехнической, электротехнической, эдектронной и ряде других областей промышленности, для контроля усилий контш тирования контактных пар релейных уст ройств, разъемов и т. п. Известен способ контроля усилий сочленения или расчленения контактных пар, заключающийся в механическом вoздeйc -. вии на контактируемую пару и регистраци частот собственных механических колебаний- контактируемых пар l. При этом способе сочлененную пару упругих материалов с укрепленными на них тензодатчи ками подвергают воздействию вибраций с paзличlIЫ fи ускорениями, далее по собственной частоте колебаний для каждого из материалов определяют моменты расчленения упругих материалов. Недостатком этого способа является незначительная точность контроля усилий. Это обусловлено тем, что расчленение ма териалов может произойти и при незначительных нагрузках иа сочлененные материалы иа-за влияния фактора продолжительности воздействия. Даже незначительные вибрации, действующие продолжительное Бремя, могут привести к расчленению контактируемых пар. Другим недостатком этого способа является значительная тех-; нологическая сложность выполнения последоватальности операШ1й, которые во многих случаях невыполнимы. Например, не всегда можно подвергать If пyльcньпv воздействиям контактируемые материалы, находящиеся в готовом изделии, из-за наличия других элементов, и eюtttиx соб- ственные резонансные частоты, близкие к частотам контактной пары . Известен также способ определения усилий сочленения контактных пар упругих материалов, основанный на воздейст вии на контактирующие материалы ных ускорений 2 . Этот способ предусматривает вращение контеистирующих материалов с увеличивающейся скоростью до момента расчленения 375 пары. По скорости вращения определяют т величину усипий, действовавших на контак- тирук пше материалы. Недостатком этого способа является невозможность во многих случаях, например, в работающей аппаратуре, определения момента расчленения, когда невозможно подсоединение специальной аппаратуры к контактам для определения момента отрьша. Кроме того, даже при незначительных линейных размерах контактирующих материалов появляются тангенциальные составляющие, уменьшающие величину действительных нормальных нагрузок, что увеличивает погрешность определения усилий сочленения контактных пар. Известен также способ основанный на воздействии на один из контактирующих элементов до момента расчленения импульсными усилиями, например механичесними ударами разл1-Р1ной амплитуды и дл: тельности, и исследовании спектров колебательных процессов, по которым определяют усилия сочленения (расчленения) упругих материалов З. Недостатком этого способ.а является низкая точность определения величины усипий сочленения, обусловленная непродолжитель ностью измерений, так как моменты определения спектральных характеристик синхронизированы с моментами расчленения упругих пар. Например, контакты реле jUCJcne импульсного воздействия быстро вращаются в исходное состояние и демпфируются.

Целью изобретения является повышение точности определения величины усилий сочленения контактных пар.

Поставленная цель достигаетхзя за счет того, что на,один из контактирующ1-1Х элементов воздействуют усилием монотонно возрастающим по величине, направленным против действия определяемого усиЛИЯ, и импульсным усилием постоянной длительности и амплитуды относительно постоянно возрастающей нагрузки так, что первое вступление переходного процесса после окончания импульсной нагруэки направлено на уменьшение монотонно возрастающего усилия, о величине усилий сочленения судят по значению монотонно возрастающего усилия в момент максимального увеличения амплитуды первого вступления переходного процесса.

На фиг. 1 приведена схема, поясняющая способ на примере плоских реле.

усилия сочленения р2 выхода источника 4 монотонно возрастающего усилия через сумматор 6 устший к пружине. 1 прикладывают во времени от О до i возрастаюп1ее усилие F . В момент времени t к монотонно возрастающему усилию F через сумматор б от источника 5 им- пупьсного усилия прикладьшают усилие & F дпителпьностью ti с постоянной относительно возрастающего усилия F амплитудой.

В момент времени t помощью анализатора 7 амплитуды переходного процесса измеряют амплитуду первого вступления переходного процесса. Так как Г CF UF)FI, то пружины l и 2 находятся в сочлененном состоянии и амплитуда nepBOix) вступления переходного процесса невелика. При дальнейшем возрастании усилия Fij расчленение между пружинами не происходит, но в момент . наступает Fj -f Р + &Р и в дальнейшем становится F2 : F . Происходит расчленение пруж1гаы 1 и 2, и между ними появля9На фиг. 2 - функциональная зависи- : мость контроттаруемого усилия от времени. На схеме изображены контактирующие пружт1Ы 1 и 2 реле, контакт 3 детали, источник 4 монотонно возрастающего усилия, источник 5 импульсного усилия, сумматор 6 усилий, анализатор 7 ампл№туды переходного процесса, индикатор 8.Fмонотонно возрастающее усилие, Л F - импульсное усилие, F F+дР - усилие, приложенное в направлении расчленения упругих элементов, F - определяемое усилие сочленения контактирующих элементов. Ко входам сумматора 6 подсоединены выходы источников 4 и 5 постоянно возрастающего и импульсного усилия. Первый выход сумматора 6 усилий механически соединен с одним .из сочлененных элементов пружины 1, второй вход электрически соединен со входом анализатора 7 амплитуды переходного процесса, выход которого соединен со входом источника 4 монотонно возрастающего усилия, второй выход которого соединен со входом индикатора 8. На фиг. 2, где показана функциональная зависимость контролирующего усилия от времени, t j-t -, 14 -t j,, t п -1 - t п - длительность импульсного воздействия уситй в различные моменты времени; i- 2 -2i амплитуды первого вступления переходного процесса, обусловленная реакцией плоских пружин реле на импульсное воздействие. 1ля определения ется зазор. В этот времени ампли туда и f, первого вступления переходного процесса резко возрастает, в результате чего в момент максимального увеличения амплитуд срабатывает анализатор 7 ампли туды переходного процесса, выходной сит нал которого дает команду на прекращени роста усилия в источник 4. Значение зафиксированного усилия источника 4 регистрируется индикатором 8, по показаниям которого судят о вел1гчине усилий сочленения пружин 1 и 2. Огевидно, что ошибка в определении усилий расчленения или сочленения в данном случае будет определяться, в основном, параметрами импульсного воздействи которые можно выбрать с учетом требуемой точности измерений, например ампли туда и длительность импульсного воздействия может быть невелика, а частота повторения выбрана достаточно большой и может быть оптимизирована относительн длительности переходного процесса. Сравнительные испытания предлагаемого способа с известными показали, чтопогреш ность в определении усилий сочленения может быть снижена в 2-3 раза, особенно при измерении малых (до Ю г) нагрузок. В общем случае предлагаемый способ может быть использован также для конрроля прочностных характеристик различных монолитных материалов, когда требуется проведение срочных испытаний с повышенной точностью. 7 39 Формула из р е т е н и я Способ контроля усилия сочленения упругих элементов контактной пары путем воздействия на один из упругих элементов импульсн№О усилия, отлич ающ и и с я TQvi, что, с целью повышения точности контроля, на указанный упругий элемент воздействуют дополнительно усилием монотонно возрастающей величиньг, направленным против направления действия контролируемого усилия, длительность и амплитуду импульсного усилия поддерживают постоянной в процессе контрол51, его напрещление совмещают с направлением дополнительного усилия, измеряют амплитуду первого вступления возникак щего переходного процесса и о величине усилия сочленения судят по величигне дополнительного усилия в MCTvieHT максимального увеличения амплитуды первого вступления переходного процесса. Источники информации, принятые во внимание при сэкспертизе 1.Витенберг М. И. Расчет электроагнитных реле. Сергия, М., 1975, . 249-253. 2.Авторское свидетельство СССР 440717, кл. Н 01 Н 49/00, 1972. 3.Авторское свидетельство СССР 377644, кл. Н 01 Н 49/ОО, 197О (прототип).