Оптический вибропреобразователь и способ его установки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН А 1 1/00, 9/О в 1 С АНИЕ И ЕНИЯ 1; Г о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОРЛИНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР Р 462089, кл. С 01 Н 1/00, 1973,Авторское свидетельство СССР Мф 160595 кле С 01 Н 9/00 у 1962 а (54) ОПТИЧЕСКИЙ ВИБРОПРЕОБРАЭОВАТЕЛ И СПОСОБ ЕГО УСТАНОВКИ(57) Изобретение относится к област виброизмерительной техники и может применяться для определения парамет ров колебаний и перемещений при упругих деформациях конструкций.Цель изобретения - упрощение установки и настройки вибропреобразователя. Осо бенностью конструкции является вы полнение упругого подвеса втулок 4 Я 014150 и 5, с отражающими поверхностями 1 Ои 11 на торцах и инерционных элементов 6 в виде пружины 3 с витками,имеющими в сечении форму параллелограмма, и с боковыми сторонами, навнешней поверхности которых выполнены отрезки винтовой линии, образующие в сжатом состоянии пружины непрерывную резьбу. Для установки вибропреобразователя на объекте предварительно выполняют резьбовое отверстие,соответствующее размеру резьбы пружины 3. Внутри преобразователя по егооси размещают стягивающий элемент ипутем завинчивания его в одну из втулок 4 или 5 сжимают пружину 3 до об- йФразования непрерывной винтовой поверхности. Залем пружину 3 ввинчиваютв отверстие до заданной глубины иизвлекают стягивающий элемент. 2 с. Сюи 1 з,п, ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметровколебаний конструкционных элементовразличных сооружений и механическихсистем, а также для измерения переме;щений при упругих деформациях различных конструкций,Цель изобретения - упрощение устанонки и настройки вибропреобразователя.11 а фиг,1 изображен оптический вибропреобразователь, ввинченный в конструкционный элемент, с установленным и нем стягивающим резьбовым и1 инерционным элементами, продольный,фиг.3 - вид А на фиг.1. 20Оптический вибропреобразовательустанавливается в тело конструкционного элемента 1 (стрингер, шпангоут,переборка и т.п.), имеющего резьбу2 и представляет собой цилиндричес,кую винтовую пружину 3 переменного,шага с прямолинейной осью и центральным ступенчатым отверстием. Концыпружины выполнены в виде цилиндрических втулок 4 и 5, на которых могут быть установлены (навинчены)инерционные элементы 6 в виде круглых кольцевых гаек с отверстиями 7,В осевом сечении (фиг.1 и 2) витки пружины 3 имеют форму параллелограмма 8 с боковыми слоронами, параллельными оси пружины. Прорезь 9,формирующая пружину 3, выполнена спостоянным наклоном своей образующей к оси пружины 3. Торцы цилиндрических втулок 4 и 5 выполнены ввиде отражающих плоскостей 10 и 11,перпендикулярных оси пружины 3, ана внешней ее поверхности выполнены отрезки винтовой линии, образующей в сжатом состоянии пружины 3совместно с втулками 4 и 5 непрерывную винтовую поверхность в виде резьбы 12, соответствующей резьбе резьбового отверстия 2 конструкционного50элемента 1, Кольцевые инерционныеэлементы 6 (гайки) выполнены с фиксирующим элементом в виде перпендикулярной центральной оси гайки прорези 13, пересекаемой перпендикулярнымей отверстием с резьбой 14, н котороеввернут фиксирующий винт 15. Приэтом отверстия 7 служат для установки дополнительных винтов (не показаны), предназначенных для балансировки.Для установки оптического вибропреобразователя в резьбовое отверстиеконструкционного элемента 1 втулка 4имеет соосное с осью пружины 3 резьбовое отверстие 16 со ступенчатымпереходом 17, В отверстие 1 б нвернутрезьбовой элемент 18, выполненный ввиде винта, головка 19 которого опирается своими заплечиками на плоскуюповерхность перехода 20, образованнуюрасточкой центрального отверстия 21но втулке 5. Для удобства вворачивания оптического вибропреобразователяв тело конструкционного элемента 1на втулках 4 и 5 выполнены по две параллельные лыски 22, Для снятия концентрационных напряжений оба концапрорези 9 снабжены радиальными отверстиями 23,Оптический вибропреобразовательустанавливают на контролируемый конструкционный элемент механическойсистемы в следующей последовательности.Для подготовки к установке в телоконструкционного элемента 1 оптического вибропреобразователя необходимосжать его пружину 3, для чего в центральное ступенчатое отверстие со стороны цилиндрической втулки 5 внодятрезьбовой элемент 18, размещают егопо оси оптического вибропреобразователя и своей резьбоной частью вворачивают в резьбовую часть центральногоотнерстия цилиндрической втулки 4 дотех пор, пока не произойдет посадкавсех витков пружины 3, и не образуется непрерывная винтовая поверхность,образующая резьбу 12, соответствующую предварительно изготовленнойрезьбе 2 в теле исследуемого конструкционного элемента 1. После этого ввинчивают оптический вибропреобразователь в отверстие в теле конструкционного элемента 1 по резьбе 2 до расчетной глубины, затем выворачивают резьбовой элемент 18 из оптического нибропреобраэователя поддерживая ключами эа лыски 22 цилиндрические втулки 4 и 5 от взаимного проворота, извлекают из центрального ступенчатого отверстия стягивающий резьбовой элемент 18 и произно-я дят тарировку оптического вибропреобразователя.з14150Так как оптический вибропреобразователь представляет собой две инерционные массы, соосно установленные на упругих элементах различной жест 5 кости с закреплением в единой точке конструкционного элемента, то это позволяет производить контроль за упругими деформациями механических систем в широких пределах. ОДля изменения собственных частот колебаний инерционных масс цилиндрических втулок 4 и 5 на эти втулки могут быть навинчены дополнительные инерционные элементы 6 с фиксирующи ми винтами 15, по периметру которых параллельно отверстию с резьбой 14 могут быть выполнены несколько резьбовых отверстий 7 для установки дополнительных винтов, предназначенных 20 дпя балансировки и изменяющих в некоторых пределах колеблющуюся инерционную массу.Центральное отверстие в цилиндрической пружине 3 и цилиндрических 25 втулках 4 и 5 используется при этом для контроля эа положением отраженного луча от поверхности и дополнительно установленного неподвижного относительно поверхности зеркала (не 30 показано) при одновременном контроле за отражением параллельного первому луча коллиматора от плоскости 11. Контроль положений отражающих плоскостей 10 и 11 торцов цилиндрических втулок 4 и 5 с разверткой во времени и по координатам может быть осуществлен двухкоординатным цифровым автоколлиматором с записью информации получаемого сигнала с частотойопроса, 40 по крайней мере в 10 раз превышающей соб" ственную частоту колебаний оптического вибропреобразователя. Оптический вибропреобраэователь, установленный в тело конструкционного элемента, слу жит преобразователем-концентратором потенциальной энергии измеряемой системы в кинетическую энергию масс концевых участков самого оптического вибропреобраэователя, которые, подвешенные на упругих связях, представляют собой консервативную механическую систему слабодемпфированных колебаний, критерии устойчивости которой определяют и ее собственные параметры.Так как направление вектора максимального силового воздействия для оптического вибропреобразователя не 70имеет существенного значения, а критичным параметром является модуль этого воздействия, то, отмечая максимальное отклонение луча автоколлиматора и зная частоту собственных колебаний суммарных инерционных масс, установленных на цилиндрических втулках 4 и 5, вычисляют амплитуды и фазы колебаний конструктивных элемен тов в исследуемых точках конструкциипо фиксированным значениями амплитуд отклонения зеркальных плоскостей 1 О и 11 от принятого за нулевое положение значения.Перестраивая оптический вибропреобразователь на другие собственные частоты, можно повысить точность измеренных амплитуд и фаз колебаний конструктивных элементов и определить собственные резонансные частоты отдельных конструктивных элементов исследуемой системы. При этом конструкция оптического вибропреобразова теля позволяет осуществлять его быструю установку и настройку применительно к различным условиям работы и исследуемым элементам.Формула изобретения1, Оптический вибропреобразователь содержащий инерционные элементы, ус тановленные на упругом подвесе, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения установки и настройки, упругий подвес выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины пе ременного шага с прямолинейной осью, концы пружины выполнены в виде цилиндрических втулок, инерционные элементы установлены на втулках, в осевом сечении пружины ее витки имеют форму параллелограммов с боковыми сторонами, параллельными оси пру жины, торцы втулок выполнены в виде отражающих плоскостей, перпендикулярных оси пружины, а на ее внешней поверхности выполнены отрезки винтовой линии, образующие в сжатом состоянии пружины резьбу.2, Вибропреобраэователь по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в нем инерционные элементы выполнены в виде гаек, навинченных на втулки, с фиксирующими элементами.3. Способ установки оптического вибропреобразователя на объект, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с .Тир Государ лам изоПодписно комитета СС ве етени 5, Ра открытии кая наб д, 4/5 сква Проектная, 4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужго 5 14150706 целью упрощения установки и настрой- ней мере в одну из втулок сжимают пруки, перед установкой вибропреобра- жину до образования непрерывной вин зователя в объекте выполняют резь- товой поверхности, соответствующей бовое отверстие, соответствующее раэ- резьбовому отверстию в объекте на меру резьбы пружины, внутри пружины5участке ввинчивания, пружины ввинчираэмещают по ее оси стягивающий резь- вают в отверстие до заданной глуби- бовой элемент, закрепляют его на втул- ны и извлекают стягивающий резьбовой ках и путем эавинчивания его по край- элемент.