Устройство для определения динамических характеристик механических систем

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.з 8 05 В 23/02 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения В.А.Кудинов, Н.А.Кочинев, Л.И.Айзенштат, И.Н.Миков, Е.А.Егоров, Ю.И.Савинов и М.И.Ерухимович Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков (ЭНИМС)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМИзобретение относится к автома - тике, а именно к испытательным устройствам, и предназначено для динамических испытаний механических систем, например металлорежущих стан ков.Известен ряд устройств.для определения динамических характеристик, обеспечивающих возбуждение в иссле.дуемой упру 1"ой системе постоянного 10 и переменного усилия. Последнее изменяется по гармоническому закону в некотором диапазоне частот. Возникающее в системе перемещение измеряется виброиэмерительным блоком, оп ределяются составляющие этого перемещения, одна из которых находится в фазе с усилием, а другая сдвинута на 90 о . Электрические напряжения, пропорциональные указанным составля ющим, поступают на входы двухкоординатного регистрирующего прибора, на.пример двухкоординатного самописца, который при изменении частоты возбуждения записывает годограф динами- .25 ческой податливостй,т.е.амплитудно" фазовую частотную характеристику упругой системы (АФЧХ). По виду этой характеристики можно оценить динамическое качество исследуемой механи ческой системы (виброустойчивость), резонансные области и т.д, 113.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения динамических характеристик, содержащее последовательно соединенные генератор звуковых частот, усилитель мощности, вибратор и измеритель усилия, причем соответствующий выход вибратора через измеритель виброперемещений подключен к первому, а выход измерителя усилий - ко второму входу измерителя составляющих виброперемещения., выходы которого соединены с соответствующими входами регистрирующего блока 2.НедостатОК ИЗвестных Устройств заключается в том, что в них скорость изменения логарифма частоты переменного усилия постоянна и совершенно не связана со скоростью изменения составляющих виброперемещения. В большей части частотного диапазона (вне областей резонансов ) укаэанные составляющие почти не изменяются и перь самописца практически не перемещается, что приводит к потере производительности, В областях резонансов, когда составляющие вйброперемещения изменяются резко, перо самописца перемещается излишне быстро, из-за чего снижается точность измерений. Посколькуво всех известных устройствах скорость изменения логарифма частотыпостоянна, определение АФЧХ происходит с малой производительностью и снедостаточно высокой точностью. Цель изобретения - пности устройства.Эта цель достигается тем, что устройство содержит последовательно соединенные измеритель скоростей из- менения составляющих виброперемещения и управляющий блок, выход которого подключен к управляющему входу генератора звуковых частот, а входы измерителя.скоростей изменения составляющих виброперемещения соединены с соответствующими выходами измерителя составляющих виброперемещения.На чертеже показана блок-схема устройства.Устройство содержит генератор 1 ,звуковых частот, усилитель 2 мощности, вибратор 3, измеритель 4 усилия, измеритель 5 виброперемещений, измеряющий перемещение исследуемой механической системы, измеритель 6 составляющих виброперемещения , регистрирующий блок (двухкоординатный регистрирующий Прибор) 7, измеритель 8 скоростей изменения составляющих виброперемещения и управляющий блок 9,Устройство работает следующим образом. овышение точВыходное напряжение генератора 1звуковых частот усиливается в усилителе 2 мощносги и поступает на вибратор 3, который возбуждает в упругойсистеме переменное усилие, Это усилие измеряется измерителем 4 усилия.Возбуждаемое в упругой системе виброперемещение измеряется измерителем5 виброперемещений, выходной сигналкоторого поступает на вход измерителя 6 составляющих виброперемещения.На другой вход этого же измерителяподается выходное напряжение измерителя 4 усиления. Это напряжение пропорционально возбуждаемому усилию.Измеритель 6 составляющих виброперемещения вырабатывает два напряжения постоянного тока, одно из которыхпропорционально амплитуде составляющей виброперемещения, находящейся вфазе с усилием, а второе - амплитудесоставляющей, сдвинутой на 90 , Этионапряжения поступают на входы двухкоординатного регистрирующего прибора 7, на котором осуществляется запись АФЧХ.При перемещении пера регистрирующего прибора иэ точки с координатамих, у в точку с координатами к+ах,уеиу перо проходит путь йе:1(ЩСледовательно, скорость перемещенияпера составляетоЫт 1 = 191- частот задава Измеритель х вибропере к ЙЪ и - , д переменного усилия, мая генератором.скоростей составляещения измеряет скоопределяет величи ростину(1) его выходной синальный величине3.8управляющий блок 9, кет скоростью иэменени нал, пропо поступае ци на вл ор ло а О ора - - так, что пЙФ(вследствие увеличе генеиий ст увелич ния -ЙЯ Йс 1, при ум ньшени ть в -"- уменьшается, атвие умеувеличивакоро ньшени сЯ .( резул огласн тся. ВанияинаЙ егули (2 втоматически и постоянной. Таким обра АФЧХ ока сН.записи м, скорос ается во всем диап зоне част изменения ость нера одинаковой, а ско огарифма частоты г эменяется в зависи ости тораот блиэостнансу, т.е езоупругой системы кв зависимости от и пред повы- ость Иэ изложенного следует, ч лагаемое устройство поэволяе сить точность и производител и рений. Формула изобретенияУстройство для определения динами ческих характеристик механическихсистем, например металлорежущих станков, содержащее последовательно соединенные генератор звуковых частот, усилитель мощности, вибратор и измен ритель усилия, причем соответствующий выход вибратора через измеритель виброперемещений подключен к первому, а. выход измерителя усилий - ко второму входу измерителя составляющих виброперемещения, выходы которого сое динены с соответствующими входамирегистрирующего блока, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит 65последовательно соединенные измери781766 ильев, Корректор М.Демчик Составитель олайчук Техред А.Ачедактор И,Н Заказ 8132/51 Тираж 956 Подписное ВНИИБИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 тель скоростей изменения составляющихвиброперемещения и управляющий блок,,выход которого подключен к управляющему входу генератора звуковых частот,а входы измерителя скоростей изменения составляющих виброперемещениясоединены с соответствующими выхода=ми измерителя составляющих виброперемещения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Каталог Фирмы Саг 1 5 сЬеп 1 с АС,ФРГ, 1976. 2. Анализаторная система мод,И 5-6965,Фирмы ИЧ 2 аЬ Со,.ТО,Япония,проспект фирмы (прототип).