Преобразователь угловых ускорений

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ(61) Дополнительное к ввт, свнд-ву Щ Заявлено 04,11,77 (2112 с присоединением заявки М 51) М.Я 0 242/18-10 0 Геаударвтавалыв кематвт СССР аа делам кввврвтвнк я фткреювл(72) Авторы иэобретен 1) Заявитель аш нститут проблем надежности и долговеч АН Белорусский ССРОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ УСКОРЕНИЙ Изобретение относится к области средств измерения параметров крутильных колебаний вращающихся элементов различных машин и механизмов и может быть . использовано в системах автоматическогорегулирования для стабилизации вращательного движении,1Известен угловой акселерометр, состоящий из инерционной маховой массы1и упругого элемента, соединяющего названную массу с вращающимся объектом. тф Величина деформации упругого элемента пропорциональна угловому ускорению конт ролируемой системы и может быть определена измерителем любого известного типа 1 . Основным недостатком углот 5 вых акселерометров является необходимость устройства для передачи измерительною сигнала с вращающегося узла акселерометра на неподвижный регистрирующий элемент. Такие устройства имерт сложную конструкцию, трудоемки в изго-.товлении и являются активными источниками дополнительных погрешностей изморенин. Наиболее близким техническим решением является динамический преобразователь угловых ускорений, который "одержит инерционную маховую массу, упругий элемент междуней и контролируемым элементом системы н орган сравнения, представляющий дифференциальный зубчатый механизм 123 . Один из входов сравнивающего дифференциала соединяется безынерционной передачей с контролируемым валом системы. Второй вход сравнивающего дифференциала соединен с инерционной маховой массой и образует совместно с ней и упругим элементом инерционную передачу. Рассогласование вход-ных сигналов по безынерционным и инерционным ветвям пропорционально угловому ускорению и количественно определяется измерителем известного типа на выходе сравнивающего дифференциала, Недостатком такого устройства является наличие большого числа зубчатых зацеплений в его конструкции, что из-за рмеющйхся боковых зазоров и собствен(ных погрешностей зацеплений снижаетточность измерения параметров крутильных холебаний контролируемой системы.Кроме того, применение инерционной маховой массы с постоянным моментом 5инерции и упругого элемента нерегулируемой жесткости ограничивает рабочий диапазой устройства,Целью изобретения является повышениеточности измерения и расширение рабоче Ого диапазона динамического преобразователя угловых ускорений. Поставленнаяцель достигается тем, что инерционначпередача выполнена иэ последовательносоединенных тахогенератора, блока уп 15равления и двигателя постоянного тока,а механизм сравнения выполнен в видечервячной передачи, червяк которой выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль своей оси, 0при этом тахогенератор связан с валомчервячного колеса, а двигатель постоянного тока - с валом червяка.На чертеже приведена схема предлага 25емого динамического преобразователя уг, ловых ускорений,Динамический преббразователь угловыхускорений соединяется с контролируемымвалом 1 и состоит иэ червячного колесаЪ 302, неподвижно укрепленного на этом валу, датчжаЗ, в качестве которого используется тахогенератор, блока 4 управ,ления, исполнительного двигателя 5 постоянного тока, удлиненного цилиндрического червяка 6, который может возврат 35но-поступательно перемешаться с подвижной частью корпуса 7, и измерителя 8линейных ускорений любого известноготипа.:Г 1 ри равномерном вращении вала 1 инеподвижно соединенного с ним червячного колеса 2 сигнал от датчика Э черезблок 4 поступает на исполнительный двигатель 5 постоянного тока, который вра 45щает удлиненный цилиндрический червяк 6.Величина напряжения на двигателе 5 задается блоком .4 и обеспечивает скоростьвращения червяка 6, зогласованную соскоростью вращения червячного колеса 250с учетом их передаточного отношения. Измеритель 8 линейных ускорений установлен на подвижной части корпуса 7, которая жестко связана в осевом налравлениис червяхом 6 и может возвратно-поступательно перемещаться совместно с ним.Следует отметить, что возможны другие конструктивные решения соединениявращающегося червяка 6 с.измерителем 8,обеспечивающие достаточную жесткость восевом направлении ( например, использование переходной втулки на валу червякаи подвижного шлицевого соединения между ним и двигателем. постоянного тока,что устраняет необходимость в подвижнойчасти корпуса, В рассматриваемом случае, когда контролируемый вал 1 вращается равномерно, удлиненный цилиндрический червяк 6 не изменяет своего осевого положения и, таким образом, измеритель 8 линейных усхорений остаетсянеподвижным.При появлении крутильных колебанийна контролируемом валу 1 сигнал от дат-,чика 3 ускоряется блоком 4 и соответствует средней скорости вращения вала 1,Таким образом, возникает рассогласование в скорости вращения червячного колеса 2, неподвижно сидящего на валу 1, ичервяка 6, что вызовет возвратно-поступательное перемещение удлиненного червяка 6 вдоль своей оси совместно с под-вижной частью корпуса 7 и установленнымна нем измерителем 8. При этом измеряется линейное ускорение червяка 6, соответствующее величине углового ускорения крутильных колебаний контролируемого вала 1. В случае крутильных колебаний, превышающих по величине возможные пределы измерений, удлиненный червяк 6 выходит из зацепления с червячным колесом 2. Кроме того, имеетсявозможность установки конечных выключателей, связанных с подвижной частьюкорпуса 7 и отключающих контролируемую систему при достижении заданнойамплитуды крутильных колебаний, чтопредставялет интерес для систем автоматического регулирования.Наличие лишь одного червячного зацепления в предлагаемом устройстве,вместо четырех зубчатых зацеплений визвестной конструкции, и:возможностьустранения (регулировки) бокового зазорарадиальньпй смешением червяка по отношению к червячному колесу обеспечиваютповышение точности измерения параметров крутильных колебаний и позволяют в10-12 раэ расширить диапазон за счетнижнего предела измеряемых колебаний.Кроме того, наличие блока управленияпозволяет расширить частотный диапазондинамического преобразоватеа угловыхускорений путем соответствующей настройки сглаживающих фильтров, что особенно важно для адаптивных систем управления.,. Тюрин едак каз 4549 Тираж 1090 НИИПИ Государственн по делам изобрет 035, Москва, ЖПодписноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/5 иал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,. 5Формула изобретенияПреобразователь угловых ускорений, содержащий безынерционную передачу, инерционную передачу, механизм сравнения угловых скоростей и измерительный 5 преобразователь, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, .с целью повышения точности измерения и расширения рабочего диа пазона, инерционная передача выполнена из последовательно соединенных тахогене 1 О ратора, блока управления и двигателя постоянного тока, а механизм сравнения выполнен в виде червячной передачи, приэтом тахогенератор связан с валом червячного колеса, а двигатель постоянноготока - с валом червяка,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Кожевников С. и. Механизмы, М.,