Устройство контроля процесса вибростабилизации внутренних напряжений Советский патент 1980 года по МПК C21D1/04 

Изобретение относится к области виброобработки деталей с целью стабилизации внутренних напряжений и из мерения характеристик рассеяния энер гии при колебаниях. Известно устройство контроля процесса вибростабилизации внутренних напряжений, содержащее корпус, закрепленный на валу в подшипниках эксцентрик, регулируемый двигатель и показывающий индикаторный прибор, реализующее способ l . Эффективность применения метода виброобработки для целей стабилизации напряжений практически полностью определяет ;я своевременность) и объ- активностью контроля за структурными изменениями, возникающими и процессе вибраций. Показателем структурных из .менений может служить величина энергии, рассеиваемой в материале при данных условиях. Недостатком известного устройства является малая точность измерения этой энергии, так как измерение произ водится на фоне всех энергетически} потерь в электрической и механической частях привода, которые, как правило превышают измеряемую величину и изменяются в широких пределах под действием целого ряда внешних, не контролируемых и не связанных с рассеянием факторов. Другой недостаток известного устройства состоит в ограниченности выбора привода, который может быть электрическим. В то же время известны гидро- и особенно пневмодвигатели, развивающие высокие скорости вращения. Применение двигателей другой, неэлектрической природы моххет расширить область использования эксцентриковых вибраторов. Целью изобретения является повышение точности измерения, качества вибростабилизации и расширение пределов возможного использования. Цель достигается тем, что устройство контроля процесса вибростабилизации внутренних напряжений, содержащее корпус, закрепленный на валу в по.цшйпниках эксцентрик, регулируемый двигатель и показывающий индикаторный прибор, дополнительно снабжено секционированными емкостными датчиками, установленными между по.цшипниками и корпусом и выполненными в виде втулок, несущих подгиипНИКИ и изолированные секторные пластины, размещенные между этими втулками и снабженные электрическими выводами, блоками выделения среднего значения разности показаний секционированных емкостных датчиков за оборот эксцентрика и сумматором, причем выходы противоположных секционированных емкостных датчиков попарно включены на входы блоков выделения среднего значения разности показаний секционированных емкостных датчиков за .оборот эксцентрика, выходы которых соединены с входом сумматора, при этом к выходу сумматора подключен показьшающий индикаторный прибор.

На фиг. 1 показано предлагаемое .устройство контроля процесса вибростабилизации внутренних напряжений; на фиг. 2 - то же, разрез А-А фиг.1; на фиг. 3 - структурная схема измерения.

Устройство контроля процесса ВИ.6ростабилизации внутренних напряжений состоит из эксцентрика 1, закрепленного на валу 2 в подшипниках 3,корпуса 4, регулируемого двигателя 5, секционированных емкостных датчиков., выполненных в виде втулки б и втулки 7, несущих подшипники 3 и изолированные секторыне пластины 8, размещенные между втулками б и 7. Пластины 8 снабжены электрическими выводами .

Между внутренними поверхностями пластин 8 и наружной поверхностью втулки 7 имеется малый зазор О,05мм благодаря чему пластины 8 образуют с корпусом конденсаторы, емкость которых чувствительна к деформациям втулки 7, т.е. к величине силы, направленной на пластину. Наличие пары противоположных пластин позволяет исключить температурные и другие временные -погрешности. На фиг. 2 показано расположение пластин 8 в плоскости сечения, перпендикулярно к оси вргицения. Емкости противолежащих конденсаторов С -С и С,-Су. Электрические выводы противоположных емкостных секционированных датчиков попарно включены на входы блоков 9 и 10 выделения среднего значения разности показаний секционированных емкостных датчиков за оборот эксцентрика, выходы которых включены на вход сумматора 11. Сумматором 11 определяется сумма абсолютных средних величин. К выходу сумматора 11 присоединен показывающий индикаторный прибор 12, проградуированный в величинах энергии, рассеиваемой за оборот эксцентрика в материале детали.

Устройство работает следующим образом.

Вибратор закрепляют на обрабатываемой детали 13. Во время вращения

эксцентрика 1 втулка 7 деформируется в направлении радиальной силы, соответственно емкости датчиков поочередно изменяются, причем их приращение меняет знак от положительного при уменьшении зазора до отрицатель ного при его увеличении. Приращения емкостей противолежащих конденсаторов всегда противоположны по знаку. При отсутствии потерь величина действующей силы в любом направлении симметрично изменяется, среднее значени разности емкостей каждых двух противоположных конденсаторов за оборот эксцентрика равно нулю. Рассеяния энергии в вибируемой детали приводит к нарушению гармонического характера колебаний корпуса вибратора, симметричный характер действия радиальных сил нарушается, среднее значение приобретает нулевую величину, которая фиксируется показывающим индикаторным прибором 12. Асимметрия радиальной силы прямо связана со значением тангенциальных составляющих сил или ускорений, а следовательно, пропорциональна приращению работы тангенциальных сил, вызванных рассеиванием в материале.

Таким образом, предложенное устройство может производить виброобработку и одновременно измерять величину рассеиваемой в материале энергии независимо от состояния механизма, от потерь в нем и в схеме привода эксцентрика, т.е. объективно следить за структурными изменениями в материале детали по мере виброобрабо ки. Благодаря высокой точности измерения устройством можно осуществлять эталонирование допустимого рассеяния путем сравнения с рассеянием в деталях известной, качественной структуры .

Формула изобретения

Устройство для контроля процесса вибростабилизации внутренних напряжений, содержащее корпус, закрепленный на валу в подшипниках эксцентрик регулируемый двигатель и показывающий индикаторный прибор отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, качества вибростабилизации и расширения пределов возможного применения, оно дополнительно снабжено секционированными емкостными датчиками, установленными между подшипника ми и корпусом и выполненными в виде втулок, несущих подшипники и изолированные секторные пластины, размещенные между этими втулками и снабженные электрическими выводами, блоками выделения среднего значения разности пока;заний секционированных емкостных датчиков за оборот эксцентрика и сумматором, причем выходы противоположных секционированных емкостных.

датчиков попарно включены на входы блоков выделения среднего значения разности показаний секционированных емкостных датчиков за оборот эксцентрика, выходы которых соединены с входом сумматора, при этом к вь1ходу

сумматора подключен показывающий индикаторный прибор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США W 3622404, кл. С 21 D 1/04, 1971.