Предметом изобретения является устройство для записи числа оборотов центробежных конров, выполненное в виде скобы, снабл ;енной двумя обмотками и якорем, насаженным на диска копра и вращаю)цимся между полюсными наконечниками скобы, используемое при определении ударной вязкости при больших скоростях удара путем разрушения образцов этих материалов на центробежных копрах.
Особенность предлагаемого устройства состоит в том, что, с целью увеличения точности измерений, одна из обмоток присоединена к цепи переменного тока, а число оборотов измеряется числом полупериодов на диаграмме между нулевыми амплитудами напряжений (или тока), снимаемого со второй обмотки, подключенной к регистрирующему, прибору.
Устройство состоит из двух частей: датчика и регистрирующего прибора.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема датчика; на фиг. 2 - кривые нарастания магнитного потока; на фиг. 3 - кривая колебаний пера писца регистрирующего прибора; на фиг. 4 - схема регистрирующего прибора; на фиг. 5 - общая схема устройства.
Маятник 1, представляющий собою пластинку из мягкого железа, насажен на вал 2 диска копра. Крепление маятника делается без малейших люфтов. Маятник вращается между полюсными наконечниками скобы 3, также изготовленной из мягкого железа.
Скоба 3 может поворачиваться на угол 1+45° вокруг оси, совпадающ;ей с осью вала 2, при помощи рычага 4, скользящей по направляющей 5, снабженной концевыми ограничителями 5.
На скобе 3 намотаны две обмотки: обмотка 7 включается в сеть переменного тока нормальной частоты (50 гц), а обмотка 8 подключается к регистрирующему прибору.
Ло 94412
Маятник / выполнен таким образом, что скорость нарастания магнитного потока, вызванная замыканием воздушных промежутков скобы 3, больше максимальной скорости нарастания нотока, вызванной изменением силы переменного тока в цепи обмотки 7.
Так как последний изменяется по синусоиде Я то изменение потока, вызванного замыканием воздушного промежутка при соблюдении указанного выше условия, должно происходить по кривой 10. Это приводит к тому, что максимальное значение магнитного потока при полном замыкании воздушных промежутков определяется мгновенным значением переменного тока, питаюш,его обмотку 7.
Если число оборотов диска равно частоте тока, то замыкание воздушных промежутков скобы 3 будет происходить при одном и том же мгновенном значении переменного тока в обмотке 7. Поэтому максимальное значение магнитного потока, пронизываюш,его обмотку 8, будет при каждом замыкании воздушного промежутка одинаковым, а это значит, что в момент резонанса индуктируемое в обмотке 8 напряжение будет постояпно по величине (нулевые биения).
Поворотом рычага 4 можно добиться, что замыкания воздушных промежутков будут происходить в то время, когда мгновенное значение тока равно нулю. В этом случае нулевые биения будут характеризоваться отсзтствием тока в обмотке 8.
Регистрируюший прибор служит для записи частоты и амплитуды тока, возникаюш,его в обмотке 8 датчика.
Собственная частота колебаний подвижной части регистрирующего прибора равна 50 гц, т. е. очень близка к частоте тока в обмотке В, если диск делает около 3000 об/мин. Это значит, что регистрируюший прибор работает в резонансном режиме, при котором форма кривой напряжения в обмотке 8 не изменяет синусоидального закона колебаний пера писца регистрирующего прибора.
Источником для вычислений работы, затраченной на излом образца, является число колебаний пера писца регистрирующего прибора в пределах цикла, между нулевыми амплитудами 11 напряжений (фиг. 3).
Ниже описана общая схема регистрируюш,его прибора (фиг. 4). Бумажная лента 12, склеенная в виде бесконечного кольца, надевается на ролики 13, один из которых приводится во врашение асинхронным двигателем переменного тока небольшой мошности без редуктора.
Перо писца 14, устанавливаемого на обшем основании 15, с легким нажимом касается бумажной ленты и наносит на ней кривую изменения э. д. с. в обмотке 8 датчика.
Все регистрирующее устройство располагается в непосредственной близости от копра в удобном для наблюдения месте.
Включив двигатель привода, диск копра разгоняют до числа оборотов несколько больше заданного и сбрасывают ремень.
Под действием сил трения в подшипниках и в воздушной среде обороты диска начнут медленно падать. Когда частота биений, наблюдаемая по перу писца, станет невелика, включают включателем 16 двигатель 17 лентопротяжного механизма. После этого биения регистрируют на бумаге. Когда они станут близкими к нулевым, что наблюдается по записи на бумаге, поворачивают рычаг 4 таким образом, чтобы перо писца 14 не колебалось, и нажимают кнопку 18, вызывающую срабатывание механизма, подбрасывающего образец.
При такой последовательности работы удар будет наноситься при одной и той же начальной скорости, что точно определяется нулевыми биениями, и при нулевом фазном угле между колебанием тока и врашением диска, что определяется по спокойствию пера писца при нулевых биепиях.
Как указапо выше, одна из катушек датчика питается переменным током.
Вторая катушка присоединена к регистрируюш.ему прибору. Магнитный поток первой катушки, изменяясь по закону косинуса, ие всегда пронизывает вторую катушку. Это пронизывание будет происходить лишь тогда, хогда будет замкнута магнитная цепь датчика. Мгновенное значение величины магнитного потока, создаваемого обмоткой л определяется формой переменного тока, питающего эту обмотку. Следовательно, в момент замыкания магнитопровода датчика якорем и когда это зал1ыкание будет кратковременным, значительно меньше полупериода переменного тока, амплитуда магнитного потока, проннзываюгцего обмотку 8, определяется мгновенным значением тока, питаюш,его обмотку 7.
Предположим, что частота питаюшего тока равна 50 гг( и замыкание лгагнитопровода будет происходить 100 раз в секунду. Это значит, что мгновенное значение магнитного потока, пронизывающего измерительную катушку в MOAienT замыкания магннтопровода, будет одно и то же. СледоватеоТьно, одннм и тем же по величине будет и отклонение пера песца в момент каждого за.мыкаиня. Причем величина отклонения может колебаться от нуля до максимума и будет зависеть от того, каково мгновенное значение тока в обмотке 7 в момент замыкания магнитопровода датчика якорем.
О резонансе числа оборотов исследуелюго тела с частотой пере.менного тока судят по постоянству этой амплитуды независимо от ее велиЧ11 ;ы.
Каждый цикл амплитуды от пуля до максимума и енова до нуля, описанный пером, незавнси1мо от величины максимальных амилнтуд, указывает, что наблюдаемый вал за STO время еовершнл вращение только на пол-оборота меньше, чем прошло полуперподов переменного тока.
Это дает возможность по виду записанной диаграммы определить среднюю скорость вращения вала за малые отрезки времени.
Например иисеп описал цикл. Число полупериодов в нем 21. Следовательно, за время его образования прошло 21 -|- 1 22 полупериода переменного тока, т. е. 22X0,01 0,22 сек. За это время вал отстал (или опередил) частоту тока на иол-оборота. Следовательно, он в секунду отстал бы на 0,5/0.22 2,227 об/сек.
Следовательно, среднее число оборотов за это время 50 - 2,27 47,73 об/сек.
№ 94412
Предмет изобретения
Устройство для записи числа оборотов центробежных копров, выполненное в виде скобы, снабженной двумя обмотками и якорем, насаженным на вал диска копра и вращающимся между полюеиыми наконечниками скобы, отличающееея тем, что, с целью увеличения точности измерения, одна из обмоток подключена к цепи переменного тока, а о числе оборотов судят по числу полупериодов на диаграмме между нулевыми амплитудами напряжения (или тока), снимаемыми со второй обмотки, подключенной к регистрирующему прибору.
Фиг. 2
11
/5
фиг. 4
Фиг 5
