Крутильный маятник Советский патент 1981 года по МПК G01N11/16 G01N3/32 

1

Изобретение относится к устройствам для определения физико-механических характеристик сред по измерению параметров колебаний колебательной системы упругий элолент-инерционная деталь-измеряемый образец, в частности их вязкоупругих характеристик, и может быть применено в химической, нефтехимической, радиотехнической, машиностроительной и других отраслях промышленности для лабораторных исследований, а также для заводского экспресс-контроля продуктов при их выпуске и эксплуатации.

В настоящее время в маятниковых устройствах получение колебаний только крутильного типа связано с определенными техническими трудностями, так как применение узлов для демпфирования паразитных колебаний ухудшает добротность колебательной систе- , мы, снижает точность и надежность, . усложняет конструкцию измерительного преобразователя.

Применение пневматических опориоцентрирующих устройств в крутильном маятнике 1 позволяет получить . необходимую добротность колебательной системы, усложняет конструкцию и сужает функциональные возможности.

а именно не допускает измерений под вакуумом и исключает измерения на объектах, где отсутствует пневматическая линия.

Наиболее близким к предлагаемому является крутильный маятник, содержащий упругий и инерционный элементы, демпфирующий узел, возбуждающий и регистрирующий преобразователи. Демп10фирующий узел маятника выполнен в виде системы, состоящей из неподвижного стержия, трех площадок в ввде плоских камневых опор, плоскости которых расположены по отношению друг

15 к другу под углом , и цилиндри ческого каркаса. На боковой поверхности цилиндрического каркаса расположены керновые опоры с возможностью регулирования их и расположе20 ния по высоте, оси их перпендикулярны плоскостям площадок, и пересекаются с геометрической осью стержня в пределах этих плоскостей. При совпадении геометрических осей стержня, уп25 ругого элемента и цилиндрического каркаса крутильный маятник обеспечивает , центрирование всех паразитных колебаний при сохранении высокой добротности колебательной система, позволя30 ет повысить точность измерения, надежность работы и упростить конструкцию маятникового устройства Г23 . Недостатки известного маятника состоять в неудобстве эксплуатации. Обусловленном сложностью проверки угла между плоскостями и связанной , с этим подстройкой центрирующего узла, а также сложности конструкции, связанной с трудностью изготовления стержня с заданными допусками.

Цель изобретения - повышение удоб- |0 ства эксплуатации маятниковых устройств и упрощение их конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в крутильном маятнике, содержащем упругий элемент, соединенный с . инерционным элементом, демпфирующий узел, состоящий из соосного упругому элементу каркаса с керновыми опорами и расположенными перпендикулярно им плоскими неподвижно закрепленными опорами, возбуждающий и регистрирую- 20 щий преобразователи, упругий элемент выполнен в форме прямоугольной пластины, неподвижно закрепленные опоры демпфируклдего узла развернуты по отношению друг к другу на 180, их 25 плоские поверхности параллельны плоскости упругого элемента и расположены на оси, совпадаквдей с осью упругого и инерционного элементов.

На фиг. 1 схематически представ- JQ лен предлагаемый крутильный маятник; на фиг. 2 - взаимное расположение большей плоскости упругого элемента 0 и одной из плоских опор (верхней); на фиг. 3 - форма пластины, по кото- jr рой устанавливают параллельность плоских опор.

Крутильный маятник содержит упру. гий элемент 1, выполненный в виде

плоской пластины, один конец которо. го закреплен в неподвижном зажиме 2, w а другой - в подвижном зажиме 3 инерционной детали 4 (диска). С нижней стороны диска 4 расположены неподвижно верхня:я 5 и нижняя 6 плоские камневые опоры. Плоскости этих опор па- 45 раллельны плоскости упругого элемента 1 (фиг. 2) и расположены на вертикальной оси, совпадающей с осями упругого и инерционного элементов. Кроме того, опоры 5 и 6 развернуты от- JQ носительно друг:друга на 180 , т.е. их плоскости являются продолжением одна другой.

Опоры 5 и б закреплены на муфтах 7 и 8, которые допускают регулировку .угла между плоскостью опоры и вертикальной осью. Фиксация муфт 7 и 8 осуществляется винтами 9 и 10.

К нижней стороне диска 4 прикреплен цилиндрический каркас 11 в виде рамки, на боковой поверхности которой 60 в равноудаленных от вертикальной оси точках расположены керновые опоры 12 и 13, острия которых касаются плоскостей опор 5 и б. Оси керновых опор 12 и 13 перпендикулярны плоскостям 65

опор 5 и 6 и пересекаются с вертикальной осью, лежащей на их плоскостях под прямым углом.

Керновые опоры 12 и 13 могут регулироваться по длине и фиксируются с помощью гаек 14 и 15. К нижней части каркаса 11 в ее центре прикреплен стержень 16, заканчивающийся подвижным зажимом 17 для измеряемого образца 18, нижний конец которого закреплен в неподвижном зажиме 19.

Крутильный маятник работает следующим образом.

Колебательной системе упругий элемент 1-инерционная деталь 4-измеряемый образец 18 задается возбуждакяцим преобразователем (не показан) движение. Регистрирующий преобразователь (не показан) измеряет параметры колебаний системы. При этом колебательная система совершает чисто крутильные колебания, так как паразитные колебания поперечные и балансирные демпфируются как центрирующим узлом, так и жесткостью упругого элемента в направлении стрелки Б (фиг. 2). Например, поперечные и балансирные колебания в направлении стрелки А (фиг. 1) демпфируются центрирующим узлом (опоры 5 .и б и керновые опоры 12 и 13), а в направлении стрелки В (фиг. 2) - жесткостью упругого элемента 1, так как ширина пластины составляет от 4 до 8 мм.

Демпфирование указанных колебаний в других радиальных направлениях призводится комбинированным действием как центрирующего узла, так и жесткостью упругого элемента (в зависимости от направления).

Предлагаемый крутильный маятник обеспечивает простоту выставления параллельности плоскости опор 5 и б, угол между которыми может легко изменяться путем углового перемещения муфт 7 и 8 в направлениях а-а . Выставление параллельности может быть произведено, например, при помощи специальной пластинки 20 (фиг. 3) , плоскости пластин Г и Д параллельны и лежат на оси В-В. Как только плоскости Г и Д совмещаются с плоскостями опор 5 и 6, муфты 7 и 8 фиксируются винтами 9 и 10 и пластина 20 извлекается. После этого при снятом измерительном образце 18 керновые опоры 12 и 13 взвинчиваются до соприкосновения с плоскостями опор 5 и 6 и фиксируются винтами 14 и 15.

Кроме того, предлагаемый крутильный маятник отличается простотой констру,кции, не требующей изготовления сложных деталей и содержащей значительно меньшее количество элементов по сравнению с известным. При этом добротность колебательной системы повышается, так как предлагаемый крутильный маятник содержит на один опорный узел меньше, чем известный.