Электромагнитный вибратор Советский патент 1981 года по МПК G01B7/14 

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВИБРАТОР

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения частотных характеристик машин с вращающимися узлами, в частности металлорежущих станков.

Известен бесконтактный электромагнитный вибратор, содержащий закрепляемый на неподвижном узле испытываемого объекта сердечник, на котором располагаются обмотки, а также соединяемый с вращающимся узлом якорь, выполненный в виде цилиндрической оправки 1.

Однако этот вибратор не позволяет осуществлять осевое воздействие на якорь.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электромагнитный вибратор, содержащий сердечник с размещенной на нем обмоткой и якорь в виде цилиндрической ступенчатой оправки с фланцем 2.

Однако это устройство позволяет создавать лищь незначительное число комбинаций осевых и радиальных нагрузок.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей вибратора путем создания различных схем нагружения якоря.

Поставленная цель достигается тем, что сердечник выполнен Ш-образным и расположен симметрично относительно плоскости, проходящей через ось вращения якоря и средний полюс сердечника под углом оС J 30-60° к оси вращения якоря, причем рабочие поверхности крайних полюсов сердечника выполнены плоски1(и со скосом под углом «f к плоскости сердечника, рабочая поверхности среднего полюса выполнена вогнутой цилиндрической с направляющей под 0 углом 90° к плоскостям крайних полюсов, а катущка с обмотками выполнена в виде двух секций, размещенных на крайних полюсах сердечника.

На фиг. 1 схематически показан вибратор, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сзади; на фиг. 3 то же, вид сверху; а на фиг. 4электрическая схема вибратора.

Устройство содержит Ш-образный сердечник 1, на крайних полюсах которого размещены катущки 2 и 3, и соединенный ,с испытываемым объектом якорь 4 в виде оправки с фланцем.

Конструктивные элементы на электрической схеме изображены условно. Каждая из частей катущки содержит обмотки постоянного и переменного тока, которые соединяются с соответствующими источниками питания параллелБно, а также силоизмерительные обмотки, сигналы которых подаются на выход, где они обрабатываются. Электрические параметры катушек одинаковы. В электрическую цепь одной из частей катушки МОГУТ быть включены переключатель направления тока П и нагрузочные реостаты R -j, Я аСоеднненные последовательно с соответствующими обмотками. Вибратор работает следующим образом. При подключении источников питания и 1 и и г в сердечнике наводятся магнитные потоки Ф и Ф, содержащие постоянную и наложенную на нее переменные составляющие, причем в среднем полюсе сердечника потоки суммируюся алгебраически. В рабочих зазорах k- и Аг возникают силы, действующие на якорь в осевом и радиальном направлении РО и Pp. Осевое усилие Р| равно сумме сил Ро и РО возникающих на крайних полюсах сердечника. Все создаваемые нагрузки также содержат постоянную и переменную составляющие. Частота переменного напряжения задается звуковым генератором и изменяет переменные составляющие нагрузок по гармоническому закону. Применение данного вибратора позволяет реализовать различные схемы нагружения испытываемого объекта. При отклонении добавочных нагрузочных реостатов (фиг. 2) и расположении переключателя П в таком положений, что магнитные потоки Ф и Ф в среднем положении сердечника направлены в одну сторону создается нагружение якоря одновременно радиальной Рр (в зазоре AI) и осевой Ре (в зазоре Дг) силами. При изменении направления токов в обмотках одной из катушек переключателем П изменяется направление создаваемого ею магнитного потока. В среднем полюсе сердечника магнитные потоки Ф и Ф направлены встречно и взаимно компенсируют друг друга. В зазоре Д.| магнитный поток отсутствует и радиальная нагрузка на якорь не создается. Якорь нагружен чистой осевой силой РО. При последовательном подключении к обмоткам одной из катушек нагрузочных реостатов RI и Кгравенство мвгнитных потоков Ф и Ф устраняется.,COOTветственно, сила Fp не равна силе , что приводит к появлению дополнительного изгибающего момента, пропорционального разности этих сил (или, что то же самое, к смещению точки приложения силы Р от оси оправки по радиусу). Кроме того, в зазоре А., возникает добавочная радиальная нагрузка Рр, пропорциональная разности магнитных потоков Ф и Ф. Якорь нагружен радиальной силой, осевой силой и изгибающим моментом на фланце. Для создания чистой радиальной нагрузки вибратор представляется в новое положение, на больший диаметр ступенчатой оправки-якоря. При этом вместо зазоров А,и Aj появляются новые рабочие зазоры. Аj и Дз. Нагрузочные реостаты R и R отключаются, и переключатель П переводится в первоначальное положение. Силы, возникающие в зазорах л tл. а П АЗ И Дз взаимно уравновещиваются. При этом якорь нагружен чистой радиальной силой Рр, создаваемой в зазоре AI. Формула изобретения Электромагнитный вибратор, содержащий сердечник с размещенной на нем катущкой с обмотками и якорь в виде цилиндрической ступенчатой оправки с фланцем, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей вибратора путем создания различных схем нагружения якоря, сердечник выполнен Ш-образным и расположен симметрично относительно плоскости, проходящей через ось вращения якоря и средний полюс сердечника под углом б( 30-60° к оси вращения якоря, причем рабочие поверхности крайних полюсов сердечника выполнены плоскими со скосом под углом о( к плоскости сердечника, рабочая поверхность среднего полюса выполнена вогнутой цилиндрической с направляющей под углом 90° к плоскостям крайних полюсов, а катушка с обмотками выполнена из двух частей, размещенных на крайних полюсах сердечника. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гудименко Н. П. и Микова И. Н. Бесконтактный электромагнитный вибратор для определения динамических характеристик станков. Сборник научных трудов аспирантов, вып. XII, изд. Университета Дружбы народов им. П. Лумумбы. М., 1972, с. 93-104. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2598926/18- 10, кл. В 06 В 1/04, 31.10.78.

I Л

фаг.З