Крутильный маятник

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВАРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свмд-ву - (22) Заявлено 171079 (21) 2832337/18" 2 с присоединением заявки Йо -(51)М. Кл.з 01 й 11/1 01 М 3/3 Гоеударствениай комитет СССР ао делам изобретений н .открытий(23) Приорите Опублмко юллетемь Йо 53) УДК 532.137(0888)вано 3(Х 0781, лмковаммяопм 781 ата оп ан 0 М.Опытно-конструкторское бюро специального физйФзекщ;о.:приборостроения при Воронежском политехническом институте 1) Заявител 54) КРУТИЛЬНЫЙ МАЯТНИК Демпв ви- ижноИзобретение относится к устройст" вам для определения физико-механических характеристик сред по измерению параметров колебаний колебательной системы упругий элемент-инерционная деталь-измзряеьый образец, в частности их вяэкоупругих характеристик, и может быть применено в химической, нефтехимической, радиотехнической, машиностроительной и других отраслях промышленности для лабораторных исследований, а также для заводского экспресс-контроля продуктов при их выпуске и эксплуатации.В настоящее врекя в маятниковых устройствах получение колебаний только крутильного типа связано с определенными техническими трудностями, так как применение узлов для демпфирования параэитных колебаний ухудшает добротность колебательной систе-, мы, снижает точность и надежность, усложняет конструкцию измерительного пре образ ов ателя.Применение пневматических опорно" центрирующих устройств в крутильном маятнике Щ позволяет получить необходимую добротность колебательной системы, усложняет конструкцию и сужает функциональные воэможности,.а именно не допускает измерений подвакуумом и исключает измерения наобъектах, где отсутствует пневматическая линия.Наиболее близким к предлагаемомуявляется крутильный маятник, содержащий упругий и инерционный элементы,демпфирукщий узел, возбуждающий ирегистрирующий преобразователифирующий узел маятника выполненде системы, состоящей из неподвго стержня, трех площадок в видеплоских камневых опор, плоскости которых расположены по отношению друг 1 э к другу под углом 120 , и цилиндрического каркаса, На боковой поверхности цилиндрического каркаса расположены керновые опоры с воэможностьюрегулирования их длины и расположе-.20 ния по высоте, оси их перпендикулярныплоскостям площадок, и пересекаютсяс геометрической осью стержня в пределах этих плоскостей. При совпадении геометрических осей стержня, упругого элемента и цилиндрического каркаса крутильный маятник обеспечиваетцентрирование всех паразитных колебаний при сохранении высокой добротности колебательной системы, позволя ет повысить точность измерения, надежность работы и упростить конструкцию маятникового устройства Г 2Недостатки известного маятникасостоят- в неудобстве эксплуатации,Обусловленном сложностью проверкиугла между плоскостями и связаннойс этим подстройкой центрирующего узла, а также сложности конструкции,связанной с трудностью изготовлениястержня с заданными допусками:Цель изобретения - повышение удобства эксплуатации маятниковых устройств и упрощение их конструкции.Поставленная цель достигается тем,что в крутильном маятнике, содержащем упругий элемент, соединенный синерционным элементом, демпфирующийузел, состоящий из соосного упругомуэлементу каркаса с керновыми опорамии расположенными перпендикулярно имплоскими неподвижно закрепленнымиопорами, возбуждающий и регистрирующий преобразователи, упругий элементвыполнен в форме прямоугольной пластины, неподвижно закрепленные опорыдемпфирующего узла развернуты по отношению друг к другу на 180 о, ихплоские поверхности параллельны плоскости упругого элемента и расположены на оси, совпадающей с осью упругого и инерционного элементов.На фиг. 1 схематически представ-лен предлагаемый крутильный маятник;на фиг. 2 - взаимное расположениебольшей плоскости упругого элементаи одной из плоских опор (верхней);на фиг. 3 - форма пластины, по которой устанавливают параллельностьплоских опор.Крутильный маятник содержит упру, гий элемент 1, выполненный в видеплоской пластины, один конец которого закреплен в неподвижном зажиме 2, 040а другой - в подвижном зажиме 3 инерционной детали 4 (диска). С нижнейстороны диска 4 расположены неподвижно верхняя 5 и нижняя б плоские камневые опоры. Плоскости этих опор параллельны плоскости упругого элемента 1 (фиг. 2) и расположены на вертикальной оси, совпадающей с осями упругого и инерционного элементов. Кро-ме того, опоры 5 и б разверноуты от- я 0носительно друг:друга на 180 , т,е.их плоскости являются продолжениемодна другой.Опоры 5 и б закреплены на муфтах7 и 8, которые допускают регулиРовкУугла между плоскостью опоры и вертикальной осью. Фиксация муфт 7 и 8осуществляется винтами 9 и 10,К нижней стороне диска 4 прикреплен цилиндрический каркас 11 в видерамки, на боковой поверхностк которой 0в равноудаленных от вертикальной оситочках расположены керновые опоры 12и 13, острия которых касаются плоскостей опор 5 и б. Оси керновых опор12 и 13 перпендикулярны плоскостям 65 опор 5 и б и пересекаются с вертикальной осью, лежащей на их плоскостях под прямым углом.Керновые опоры 12 и 13 могут регулироваться по длине и Фиксируются с помощью гаек 14 и 15. К нижней части каркаса 11 в ее центре прикреплен стержень 1 б, эаканчивакщийся подвижным зажимом 17 для измеряемого образца 18, нижний конец которого закреплен в неподвижном зажиме 19.Крутильный маятник работает следующим образом.Колебательной системе упругий элемент 1-инерционная деталь 4-изме" ряемый образец 18 задается возбуждающим преобразователем (не показан) движение. Регистрирующий преобразователь (не показан) измеряет параметры колебаний системы. При этом колебательная система совершает чисто крутильные колебания, так как параэитные колебания поперечные и балансирные демпфируются как центрирующим узлом, так и жесткостью упругого элемента в направлении стрелки Б (фиг. 2), Например, поперечные и балансирные колебания в направлении стрелки А (фиг. 1) демпфируются центрирующим узлом (опоры 5 .и б и керновые опоры 12 и 13), а в направлении стрелки Б (фиг. 2) - жесткостью уп" ругого элемента 1, так как ширина пластины составляет от 4 до 8 ьк,Демпфирование указанных колебаний в других радиальных направлениях производится комбинированным действием как центрирующего узла, так и жесткостью упругого элемента (в зависимости от направления).Предлагаемый крутильный маятник обеспечивает простоту выставления параллельности плоскостк опор 5 и б, угол между которыми может легко изменяться путем углового перемещения муфт 7 и 8 в направлениях а-а Выставление параллельности может быть произведено, например, при помощи специальной пластинки 20 (фиг. 3).Плоскости пластин Г и Д параллельны и лежат на оси В-В. Как только плоскости Г и Д совмещаются с плоскостямк опор 5 и б, муфты 7 и 8 фкксируются винтамк 9 и 10 ипластина 20 извлекается. После этого при снятом измерительном образце 18 керновые опоры 12 и 13 вэвинчиваются до соприкосновения с плоскостями опор 5 к б и фиксируются винтами 14 и 15.Кроме того, предлагаемый крутильный маятник отличается простотой конструкции, не требующей изготовления сложных деталей и содержащей значительно меньшее количество элементов посравнению с известным, При этом добротность колебательной системы повышается, так как предлагаеьый крутильный маятник содержит на один опорный узел меньше, чем известный.851192 Формула изобретения 29/58 Тираж 907 НИИПИ 3 сное Проектная,4 иал ППП "Патент", г.ужгор Крутильный маятник для измерения, например, вязкоупругих свойств материалов, содержащий упругий элемент соединенный с инерционным элементом, демпфирующий узел, состоящий из соосного упругому элементу каркаса с керновыми опорами и расположенными перпендикулярно им плоскими, неподвижно закрепленными опорами, возбуждающий и регистрирующий преобразователи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью удобства эксплуатации и упрощения конструкции, упругий элемент выполнен в форме прямоугольной плас. с тины, неподвижно закрепленные опорыдемпфирующего узла развернута по отношению друг к другу на 180 О, ихплоские поверхности параллельны плоскости упругого элемента и расположенына оси, совпадающей с осью упругогои инерционного элементов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Малкин А, Я. Аскадский А. А.,Коврина В. В. Методы измерения механических свойств полимеров, М.,"Химия", 1978, с. 175-190.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2773287/28кл. С 01 й 3/32, 1979 (прототип),