Датчик линейных ускорений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 4 С 01 Р 15 ным диемычку юг. / ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССУ 1138747, кл. С 01 Р 15/08, 198(54) ДАТЧИК ЛИНЕИНЫХ УСКОРЕ(57) Изобретение относитсяростроению, Для повышения кента демпфирования внутреннротора 5 воздушного демпферется величиной, в два разанаружного, Коаксиальное колобразующее внутреннюю поверподвижной камеры, своим нараметром входит в торцовую и НИИк прибооэффициий диамета выполняменьшейьцо 7,хность не1290178 180- Фи 9, соединяющую секторообразные зубьяротора, на величину, превышающую рабочие зазоры демпфера в 10-15 раз,при которой достигается максимальнаяэффективность демпфирования колебаний. Ротор 11 установлен на оси 10подвижной системы 4, а статор 12 индукционного датчика угла для съема Изобретение относится к приборостроению и может быть использованопри разработке датчиков линейныхускорений,Цель изобретения - повышение коэффициента демпфирования.На фиг.1 изображен датчик линейныхускорений; на фиг.2 - разрез А-А нафиг. 1; на Фиг.З и 4 - графики, поясняющие работу датчика линейных ускорений,Датчик линейных ускорений содержит корпус 1, в котором на радиальныхподшипниках 2 и 3 устанавливаетсяподвижная система 4. На ней закреп 15лен маятник, выполненный в виде ротора 5 с секторообразными зубьями,хотя бы один из которых тяжелее любого другого. Ротор 5 с секторообразными зубьями является одновременно20и подйижной деталью воздушного демпфера, Подвижная деталь связана с корпусом торсионом 6, Неподвижная камера, образованная корпусом и внутренним коаксиальным кольцом 7, разделенаперегородкой 8 в виде секторообразныхзубьев и является неподвижной деталью воздушного демпфера. Перегородки разделяют камеру на ряд глухихполостей, открытых только со стороныторца, обращенного внутрь прибора,В них входят зубья ротора.Секторообраэные полости соединяются между собой рабочими зазорамидемпфера (радиальными зазорами 8 р и 35торцовыми зазорами 8 ), номинальные величины которых для полученияприемлемых величин ко эффициентов демпфирования равны ю 0,1 мм.Внутренний диаметр й ротора с сек Оторообразными зубьями выполнен величиной в два раза меньше его наруж 1 сигнала, пропорционального углу поворота лодвижнои системы, закреплен накорпусе 1, При угловой протяженностизубьев ротора определенной величиныони сами являются ограничителями углов поворота подвижной системы.2 з,п. Ф-лы, 4 ил. ного диаметра Р. Коаксиальное кольцо,образующее внутреннюю цилиндрическуюповерхность неподвижной камеры, своим наружным диаметром входит в торцовую перемычку 9, соединяющую секторообразные зубья ротора, образуя сней рабочий зазор демпфера о , навеличину 1 (величина"перекрытия ),превышающую рабочий зазор демпферав 10 - 15 раз. При колебаниях подвижной системыдемпфирование осуществляется за счетистечения воздуха через рабочие за-,зоры демпфера в том числе и через зону перекрытия вытесняемого из секторообразных полостей или подсасываемого в них воздуха,Угловая толщина секторообразныхзубьев ротора и неподвижной зубчатойдетали (фиг.2) выполнена величиной,определенной по формуле где - максимальный рабочий уголповорота подвижной системыдатчика;и - число зубьев демпфера,На оси 10 подвижной системы закреплен ротор 11, а в корпусе - статор 12 индукционного датчика угла для съема сигнала, пропорционального углу поворота подвижной системы. Приближенная формула коэффициента демпфирования для предлагаемой конструкции воздушного демпфера (без учета сжимаемости воздуха параэитных утечек типа зоны перекрытия и т.д.) имеет вид129017з Зрй (К - г)(К + г) Кг Д.з( + В г) где А - вязкость воздуха;Ь - высота зуба; 5В, г - наружный и внутренний радиусы ротора;рабочий зазор в демпфере;и - число зубьев демпфера;д- - угловой зазор между зубьями деталей демпфера.Формула позволяет с достаточной точностью определять геометрические размеры деталей демпфера для получения требуемого коэффициента демпфирования. Для выявления оптимального соотношения - проводился анализ намаксимум полученного выражения длякоэффициента демпфирования. 20Обычный способ, используемый втаких случаях, - приравниваниедКдак нулю где а = - приводит кУКуравнению четвертой степени, решение 25которого в общем виде представляетзначительные трудности, Попытка сцелью упрощения решения отброситьчлены уравнения, содержащие а и а,привела, как показал дальнейший анализ, к существенным ошибкам.В связи с этим, проводился анализвыражения для К путем подстановкив него числовых значений а в диапазоне от 0 до 1. В результате былопоказано, что именно при соотношеЙнии - = 0,5, при прочих равных условиях, имеет место максимальный коэффициент демпфирования, что и поелставлено на графиках, изображенных нафиг,З,При отступлениях от этого оптимального соотношения в любую сторонуэффективность демпфера падает. Так, 45например, при уменьшении внутреннегодиаметра ротора рабочая площадь зубьев - поршней увеличивается, чтоказалось бы должно привести к увеличению эффективности демпфера. Но 50при этом одновременно уменьшаетсядлина перетекания воздуха по внутренним радиальным зазорам демпфера,что снижает эффективность демпферав большей степени, чем увеличивает 55первая причина, и в целом эффективность демпфера уменьшается.Возможность увеличения внутреннего диаметра ротора до величины 6 при неизменной величине наружного диаметра 0 (габарчта прибора) не только повысила эффективность демпфера, но и позволила освободить в датчике определенный объем, где рационально разместился подшипниковый узел, и появилась воэможность размещения в нем при необходимости других элементов.Были проведены работы по выявле 1нию влияния отношения - на эффектив 8ность демпфирования. Результаты представлены на фиг.4, Показано, что при1величине - = 10-15 достигается макЕсимальная эффективность демпфирования при прочих равных условиях. Дальнейшее увеличение этого соотношения неэффективно с точки зрения увеличения коэффициента демпфирования, а габариты прибора при этом увеличиваются.Угловая толщина зубьев, определенная по вышеприведенной формуле, оказывается максимально возможной, так как в этом случае сами зубья являются ограничителями углов поворота подвижной системы и при этом отпадает необходимость в специальных узлах регулировки углов прокачки и тем самым упрощается конструкция датчика. Проведенные исследования показали, что чем больше угловая толщина зубьев,тем больше и демпфирование, так как с увеличением толщины зубьев увеличивается длина пути перетекания воздуха из полости в по- лость, а следовательно, и сопротивление перетеканию воздуха через рабочие зазоры демпфера.Формула изобретения1. Датчик линейных ускорений по авт.св. Р 1138747, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения коэффициента демпфирования, внутренний диаметр ротора с секторообразными зубьями выполнен величиной в два раза меньше его наружного диаметра.2. Датчик по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что внутреннее коаксиальное кольцо неподвижной камеры своим наружным диаметром входит в торцовую перемычку, соединяющую секторообразные зубья ротора на величи1290178 ну, превышающую рабочие зазоры демпфера в 10-15 раз.3. Датчик по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что угловая протяженность секторообразных зубьев рото ра и неподвижной камеры определяется по формуле 180 где Ы - максимальный рабочий уголповорота подвижной системыдатчика;п - число зубьев демпфера,АСоставитель Т.МакароваТехред, В. Кадар Коррек Эрдейи актор А.Реви Подписноеитета СССРткрытийя наб., д. 4/5 аказ го к ий и аушс Произво енно-полиграфическое предприятие 94/40 ВНИИПИ и