Устройство для определения момента инерции деталей Советский патент 1981 года по МПК G01M1/10 

(З) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения момента инерции различных деталей.

Известен прибор для определения моментов инерции деталей, содержащий механическую колебательную систему, имеющую вертикальную ось, установленную в корпусе прибора на подшипниках, верхняя коническая часть которой нагружается измеряемой деталью, и снабженную магнитоэлектрическим приводом L J.

Недостатком указанного прибора является сложность конструкции и измерения момента инерции, а также пониженная крутильная жесткость.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения момента инерции деталей, содержащее корпус, торсионный вал, один конец которого заделан в корпусе, укрепленную на другом конце торсионного вала планшайбу для установки исследуемой ИНЕРЦИИ ДЕТАЛЕЙ

детали, вибратор и преобразователь крутильных колебаний, связывающий их, усилитель и подключенный на выходе последнего частотомер 2.

Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно является непригодным для измерения момента инерции деталей, крутильная жесткость которых невысока и частота основного резонанса крутильных колебаний мень10ше рабочей частоты колебательной системы устройства. В этом случае система приобретает число степеней свободы больше 1, чем вносится погрешность в измерения.

15

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что вибратор крутильных колебаний

20 выполнен в виде цилиндра с тремя выступами во внутренней поверхности, расположенными Друг к другу под углом 120, и намотанных на выступах обмоток, а устройство снабжено генератором электрических колебаний, связывающими его с обмотками блоком модуляции и коммутатором, другие входы которых подключены к выходу усилителя. На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.; на фиг.З - закон измерения крутящего момента колеблющейся сиетемы торсионный вал - исследуемая деталь ; на фиг.4 - эпюра напряжения, подаваемого на обмотки вибратора крутильных колебаний. Устройство содержит корпус 1, тор сионный вал 2, один конец которого заделан в корпусе 1, а на другом укреплена планшайба 3 для установки исследуемой детали 4, преобразовател колебаний, обмотка 5 которого подключена к входу усилителя 6, на выходе которого подключен частотомер 7, вибратор крутильных колебаний выполнен в виде цилиндра 8 с тремя выступами 9, на которых намотаны обмотки 10, подключенные через блок 11 модуляции и коммутатор 12 к генерато ру 13 электрических колебаний. Други входы блока 11 модуляции и коммутатора 12 подключены к выходу усилителя 6 . Устройство работает следующим образом. Исследуемую деталь k устанавливают и закрепляют на планшайбе 3 внутри цилиндра В вибратора крутильных к лебаний, на выступах 9 которого намо таны обмотки 10, расположенные друг другу под углом 120. Колебательной системе торсионный вал 2+исследуема деталь 4 сообщают начальный импульс и она начинает совершать колебания на собственной частоте. Эти колебани воспринимаются обмоткой 5 преобразов теля крутильных колебаний и.подаются на усилитель 6. Генератор 13 через коммутатор 12 и блок 11 модуляции подает сигнал на обмотки 10. Частота сигнала генератора 13 больше (например в 10 раз) резонансной частоты ко лебательной системы. В зазоре между деталью k и выступами 9 возбуждается параллельное вращающееся электромагнитное поле (подобно асинхронному электродвигателю), которое прилегает к детали А благодаря индуцированным ней токов Фуко, взаимодействующих с электромагнитным полем, крутящий момент в сторону направления электромагнитного поля. На блок 11 модуляции подается сигнал с резонансной частотой колебательной системы из усилителя 6, при содействии которого в блоке 11 модуляции осуществляется амплитудная модуляция сигнала генератора 13 электрических колебаний. На обмотки 10 подается амплитудно-модулированное напряжение (глубина модуляции - 1i При помощи коммутатора 12, на од.;н вход которого также подается сигнал из усилителя 6, переключаются фазы сигналов двух обмоток ТО в тот момент когда сигнал из усилителя 6 проходит свое нулевое значение. В моменты t коммутатор 12 подключает обмотки 10. Вращающееся электромагнитное поле, создаваемое генератором 13, в момент tj имеет одно направление, а в момент t 2. - противоположное направление (соответственно фазе модулирующего сигнала). В колебательной системе создается переменный крутящий момент с частотой, равной резонансной частоте колебательной системы. Фазовое соотношение сигналов обмотки 5 преобразователя и обмоток 10 вибратора крутильных колебаний подобраны так, чтобы крутящий момент дейстЕОвал синфазно сигналу обмотки 5 преобразователя крутильных колебаний. В результате этого поддерживаются вынужденные незатухающие колебания на собственной частоте колебательной системы. Частота сигнала измеряется при помощи частотомера 7, подключенного на выходе усилителя 6. При измерении момента инерции детали 4 с пониженной крутильной жесткостью, частота основного резонанса крутильны/ колебаний которой меньше резонансной частоты колебательной системы, деталь k может совершать колебания на собственной частоте, в результате чего колебательная система можеТ превратиться в систему с. несколькими степенями свободы. Однако ко всей поверхноспи детали k прилагается распределенный по длине крутящий момент, благодаря чему исключается возбуждение упругих колебаний самой детали k, и колебательная система превращается в систему с одной степенью свободы. Предлагаемое устройство позволяет измерять момент инерции деталей с пониженнои крутильной жесткостью, а также повышает точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для определения момента инерции деталей, содержащее корпус, .торсиЬнный вал, один конецкоторого заделан в корпусе, укрепленную на другом конце торсионного вала планшайбу для установки исследуемой детали, вибратор и преобразователь крутильных колебаний, связывающий их усилитель и подключенный на выходе последнего частотомер, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей

и повышения точности, вибратор крутильных колебаний выполнен в виде цилиндра с тремя выступами во внут- ренней поверхности, расположенными друг к другу под углом IZO, и намотанных на выступах обмоток, а устройство снабжено генератором электрических колебаний, связывающими его с обмотками блоком модуляции и коммутатором, другие входы которых подключены к выходу усилителя.

Источники информации, примятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 238202, кл. G 01 М 1/10, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР W , кл. G 01. М 1/10, 1975

(прототип).