Устройство для определения жесткости упругих элементов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКО но-строит Т. Ляхонолякова ьство СССР00, 1967.тво СССР10, 1970.,(57) Изобретконтроля кач ТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕН ЭЛЕМЕНТОВ ругих чувствимеханических ства нтов ьных эл С: ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Ростовский инженерный институт.80124770450 4 О 01 М 5 00 нометров. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений. На гироскоп 1 подается напряжение питанйя, а в приспособление 8 устанавливается калибруемый упругий элемент 9. При;повороте ги-" роскопа 1 на величину заданной выходной координаты с устройства сравне-: ния 10 через исполнительный орган 12 выдается команда на включение фиксатора времени 13 и на отклонение интегратора . Время, в течение которого упругий элемент 9 деформируется на постоянную величину, определяется фиксатором времени 13, с помощью вычислителя 14 определяется коэффициент жесткости упругого элемента,ил.1247704Изобретение относится к технике контроля качества упругих чувствительных элементов и механических манометров.Цель изобретения - повьппение точ ности и расширение диапазона измерений.На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. 1 ООсновой устройства для измерения коэффициента жесткости упругих элементов является гироскои 1, который установлен в кожухе 2, а кожух 2, в свою очередь, с помощью цапф 3 - 15 в скобе 4.Ввиду такой установки гироскопу. обеспечивается две степени свободы. Первая степень свободы обеспечивается вращением гироскопа 1 вокруг оси собственного вращения, 20 вследствие чего формируется кинетический момент Й , равный произведению момента инерции ротора гироско- па на угловую скоростью собственного вращения. Вторая степень свободы 25 гироскопу обеспечивается поворотом относительно цапф .3. Скоба 4 через редуктор 5 механически связана .с дви- гателем б, имеющим электрическую связь с интегратором 7. На цапфе 3 30 гироскопа установлено приспособление 8 для установки испытуемого упругого элемента 9. Приспособление 8 имеет механическую связь с устройством 10 сравнения, которое механически связа- З 5 но с задатчиком 11 выходной координаты гироскопа. Задатчик 11 выходной координаты выполнен в виде микрометрического винта с нониусной шкалой, проградуированной в угловых единицах. Устройство 10 сравнения электрически связано через исполнительный орган 12 с первым входом интегратора 7 и фиксатором 13 времени деформации, выход которого имеет электрическую связь 45 с вычислителем 14 коэффициента жесткости. На второй вход интегратора 7 подается входное напряжение с задатчика 15 входной величины интегратора. Задатчик 15 выполнен в виде потенциометра и предназначен для задания входного напряжения на входе интегратора 7, зависящего от диапазона измерения. Устройство работает следующим образом.На гироскоп 1 подается напряжение питания, а в приспособление 8 устанавливается калибруемый упругий элемент 9. С помощью задатчика 11 устанавливается строго определенная координата деформации Ы, а с помощью задатчика 15 на вход интегратора 7 подается постоянный по амплитуде сигнал 1 и, после чего подается команда на включение устройства. С выхода интегратора 7 сигнал, нарастающий по линейному закону, поступает на обмотку управления двигателя 6, который приводит во вращательное движение через редуктор 5,скобу 4 с двухстепенным гироскопом 1 с угловой скорбстьюи 7. Одновременно включается фиксатор 13 времени деформации. Нарастающий. с постоянной скоростью гироскопический момент М в соответствии с правилом Жуковского поворачивает гироскоп 1 вокруг цапф 3, деформируя упругий калибруемый элемент 9, закрепленный в приспособлении 8.При повороте гироскопа 1 на величину заданной выходной координаты с устройства 10 сравнения через исполнительный орган 12 выдается команда на выключение фиксатора 13 времени и на отклонение интегратора 7. Время, в течение которого упругий элемент деформируется на постоянную величину, определяется фиксатором 13 времени, с помощью вычислителя 14 вычисляется коэффициент жесткости упругого элемента.Принцип работы предлагаемого, устройства обосновывается следующими математическими зависимостями.В установившемся движении упругая сила деформации испытуемого упругого элемента уравновешивается силой гироскопического происхождения, т.е,КЫ=Н д"зп/3, (1) где К - коэффициент жесткости упругого элемента;о - координата деформации упругого элемента;Н - кинетический момент гироскопа;о - угловая скорость вынужденноговращения двухстепенного гироскопа вокруг вертикальнойоси;Р - угол между векторами Н ио..Для углов 1 90 (что обеспечивается соответствующим выбором параметров) получают из уравнения (1)К=НЫ3 1247704 4при малых координатах деформации упа,1Н - . ругого элемента, чем обеспечиваетсяК=Ыповышение точности измерения.Расширение диапазона измерениякоэффициента жесткости достигаетсяЕс бли обеспечить постоянство угло- .путем изменения параметров системы:5вого ускорения вращения скобы 4 гиро- кинетического момента гироскопа, с а (в предлагаемом устройстве коэффициента передачи интегратора, скопа 1 (в п е агаемом сэто реализуется применением интегра- величины входного напряжения интегтора 7 и двигателя 6 с редуктором 5) ратора, а также выбором фиксированто из выражения (3) получаютного угла деформации.К(Ы=с й 1, (4)(3) где формула изобретения а 3с=Н - ,асПроинтегрировав левую и,правуючасти выражения (4), получаютК= - 1. (5) 15 При постоянных с и о коэффициент жесткости и упругого элемента пропорционален времени деформации 1. Значе-. ния постоянных с и о хранятся в памяти вычислителя 14 и используются для вычисления К по информации, полученной от фиксатора 13 времени. Параметры гироскопа, интегратора и двигателя с редуктором рассчитываются по известным расчетным формулам. Составитель А. СоколовскийРедактор С. Лисина Техред О,Гортвай, Корректор С. Шекмар Заказ 4114/40 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Применение предлагаемого устройст 30 ва позволяет.увеличить точность измерения коэффициента жесткости упругих элементов в широком диапазоне.Выбирая параметры замкнутой динамической системы известными методами, можно добиться осуществления процесса измерения коэффициента жесткости Устройство для определения жесткости упругих элементов, содержащее .нагружающий механизм, стабилизатор параметров нагружения, датчик жесткости подключенный к измерителю времени, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности и расширения диапазона измерений, в него введен вычислитель коэффициента жесткости, нагружающий механизм выполнен в виде двухстепенного гироскопа с электроприводом, стабилизатор параметров нагружения выполнен в виде стабилизатора напряжения питания электропривода, датчик жесткости выполнен в виде реле перемещения упругого элемента, причем измеритель времени соединен с. вычислителем коэффициента жесткости и подключен к входу стабилизатора градиента напряжения питания электропривода, причем к этому же входу подключено реле перемещения.