Устройство для измерения моментов инерции изделий Советский патент 1982 года по МПК G01M1/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в балансировочной технике для определения параметров изделий.

Известно устройство для измерения моментов инерции изделий при стен довых испытаниях механизированных крепей, содержащее основание, установленную на нем пневмосистему и платформу рамного типа для установки изделия. Платформа ориентирована под углом относительно основания и имеет возможность линейного перемещения С 1 .

Однако устройство обладает недоста точной точностью определения параметров, связанной с недостаточной его информативностью, так как платформа на стенде работает только в одном угловом положении.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения моментов инерции изделий, содержащее основание, обойму, установленную на нем с возможностью поворота вокруг своей оси, блок регистрации угла поворота обоймы и связанную с .обоймой платформу для установки изделия 2.

Недостатком устройства является невозможность определения момента инерции тела не более чем относительно одной оси, тогда как для измере5ния тензора инерции (трех осевых и трех центробежных моментов инерции тела) требуется произвести измерение, моментов инерции относительно шести осей, пересекающихся в одной

10 точке, что снижает производительность и точность измерений.

Целью изобретения является повышение производительности и точности измерений.

15

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения моментов инерции изделий снабжено механизмом поворота платформы, выполненным в виде двух стержней, один

20 из концов первого стержня шарнирно связан с обоймой, один из концов второго стержня ишрнирно связан с платформой, двух винтовых пар, одна из которых соединяет первый стержень

25 с обоймой, и двух рычагов, каждый из которых одним концом шарнирно закреплен на свободных концах стержней, а вторым концом связан с гайкой второй винтовой пары размещенной на первом стержне.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - одно из рабочих положений платформы с изделием на фиг. 3 - конструкция блока регистрации угла поворота обоймы(в изоляции ).

Устройство для измерения моментов инерции тел различной формы содержит основание 1,которое представляет собой опорную несущую конструкцию, на которой, в ее верхней части, установ лена с возможностью поворота вокруг своей оси обойма 2.

Блок регистрации ее угла поворота выполнен в вцде фотоэлектрического датчика 3, счетчика 4 импульсов, диска 5, закрепленного обойме 2, а также стопорно-пускового механизма б. Иа обойме 2 соосно с ее осью поворота paз 1eщeн шкив 7, связанный с приводом обоймы 2, выполнен нымв виде блока 8, закрепленного на основании 1, нити 9, один конец которой связан со шкивом 7, а на другом конце нити закреплен груз 10,

Устройство содерхшт также платформу 11 для установки изделия 12, механизм поворота платформы 11, выполненный в виде двух стержней 13 и 14, один из концов стержня 13 связан с обоймой 2, один из концов стержня 14 шарнирно связан с платформой 11, двух винтовых пар 15 и 16 и двух рычагов 17 и 18, каисдый из которых одним концом шарнирно закреплен на свободных концах, стержней 13 и 14.

Винтовая пара 15 выполнена в виде вкладыша 19, шарнирно закрепленного на стержне 13, гайки 20, шарнирно свзанной с обоймой 2, и ходового винта 21, один конец которого размещен во вкладыше 19, а другой взаимодействует с гайкой 20 и предназначена для соединения стержня 13 с обоймой 2. Винтовая пара 16 выполнена в виде вкладыша 22, шарнирно закрепленного на стержне 13, гайки 23, связанной с вторыми концами рычагов 17 и 18, и ходового винта 24, один конец которого размещен во вкладыше 22, а другой взаимодействует с гайкой 23, и предназначена для соединения стерж ней 13 и 14. На стержне 14 размещен подпружиненный пальцевый фиксатор 25 положения платформы 11, в которой выполнены гнезда для западания пальца фиксатора 25 , при этом количест во гнезд выбирается в зависимости от углового поворота платформы 11 относительно стержня 14.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением измерений производится установка устройства в исходное положение.

Для этого попеременным вращением ходовых винтов 21 и 24 придается такое положение стержням 13 и 14, при котором оси вращения платформы 11 и обоймы 2 совпадут. При этом платформа 11 от поворота удерживается фиксатором 25. Затем обойме 2 придается поположение, обеспечивающее намотку нити 19 на шкив 7 и поднятое положение груза 10. В этом положении обойма 2 удерживается стопорно-пусковым механизмомб. При такой установке обоймы 2 щель диска 5 пересечет чувствительный элемент фотоэлектрического датчика 3 и выйдет на некоторый угол за пределы датчика 3. В этом положении устройство готово для проведения измерений.

Измерения моментов инерции изделий производят следующим образом.

Изделие 12 устанавливается на платформе 11 так, чтобы его центр массы находился на оси вращения обой ы 2. С помощью стопорно-пускового ,механизма 6 обойма 2 отпускается без (начальной скорости. Под действием груза 10 обойма 2, а, следовательно, и платформа 11 с измеряемым изделием 12 будет совершать ускоренное вращательное движение. В начале вра-, щения щель диска 5 пересчет чувствительный элемент фотоэлектрического датчика 3 и прошедший сквозь щель диска 5 световой импульс зарегистрируется счетчиком 4 импульсов и даст команду на начало отсчета времени. После совершения полного оборота диска 5 поступит второй импульс, который зарегистрируется счетчиком 4 импульсов как команца конца отсчета времени. Будет определено время полного изделия 12 исоответствующая этому обороту высота описания груза 10, По этим данным по известным формулам .будет вычислена величина момента инерции C7..f изделия 12 относительно его оси вращения.

После совершения оборота прекращают вращение обоймы 2 и стопорят ее стопорно-пусковым механизмом б.

Затем проводится второе измерение. Для этого попеременным вращением ходовых винтов 21 и 24 изделие 12 вместе с платформой 11 наклоняется в вертикальной плоскости, например, на 45°. Причем одновременно осуществляется совмещение центра масс изделия 12 с осью поворота обоймы 2. Весь дальнейший порядок действия производится аналогично первому измерению, в результате этого определяется момент D/j, инерции тела относительно оси, пересекающейся с осью первого измерения в центре изделия.

Для третьего измерения платфор.ма 11 с изделием 12 разворачивается на 72 относительно оси вращения плат формы 11 и закрепляется в этом положение фиксат.ором 25. После этого

проводятся действия, аналогичные первому и второму измерениям..Определяется момент инерции Г тела относительно уже третьей оси, пересекающейся с первыми двумя в центре масс изделия 12. Последовательным поворотом платформы 11 с изделием 12 каждый раз дополнительно на 72° (в случае если на платформе 12 выполнен пять гнезд и закреплением платформы

11фиксатором 25 определяются моменты J4 , IJ А инерции относительно осей, пересекающихся в одной точке,

что является достаточным для получения величин тензора инерции, величин главных центральных моментов инерции и величин углов, определяющих положение главных центральных осей инерции измеряемого изделия

12относительно любой выбранной системы координат..

Наличие механизма поворота плат.1$ормы/ обеспечивающего три этапа, в результате которых определяется величина тензора инерции, характеризующего момент инерции изделия, и исключающего необходимость дополнительных переходных элементов, обеспечивающих необходимое положение (платформы относительно основания, позволяет повысить производительност и точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения моментов инерции изделийг содержащее основани обойму, установленную на нем с возможностью поворота вокруг своей оси, блок регистрации угла поворота обоймы и платформу для установки изделия отличаю щ-ее ся тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений, оно снабжено механизмом поворота платформы, выполненным в виде двух стержней, один из концов первого стержня шарни но связан с обоймой, один из концов второго стержня шарнирно связан с платформой, двух винтовых пар, одна из которых соединяет первый стержень с обоймой, и двух рычагов., каждый из которых одним концом шарнирно закреплен на, свободных концах стержней а вторым концом связан с гайкой второй винтовой пары, размещенной на первом стержне.

. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 609912, кл. G 01 М 1/00, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 412508, кл. G 01 М 1/12, 1971 (прототип) .

PU2. 2