Способ определения динамических сил и устройство для его осуществления

)з 6 01 1 1/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) В.И.Полков, Виброакустическая диагностика и снижение виброактивности судовых механизмов, Л.: Судостроение, 1974, с.40.Вибрации в науке и технике, Справочник, М.: Машиностроение, 1981, т,5, гл.9.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения динамических сил в механических системах, Целью изобретения яв.ляется расширение функциональных возможностей за счет измерения пространственного положения вектора динамической, ЯО 1695151 А 1 силы, Цель достигается тем, что между силовосп риниллающими элементами устана вливают три пьезодатчика силы, образующих нормалями к силовоспринимающим поверхностям трехмерный пространственный ба. зис, измеряют амплитуды и фазы сигналов датчиков и по ним определяют вектор динамической силы. Сила прикладываетсясиловоспринимающим элементам, выполненным в виде основанияи крышки 3, причем внутренняя поверхность крышки и наружная поверхность основания выполнены в виде расположенных соосно правильных усеченных трехгранных пирамидк между которыми закреплены датчики Э силы, при этом угол наклона боковых граней пирамид к плоскости основания выбирается ф а зависимости от угла, характеризующего еоегчохгное технологическое отклонение вектора максимальной чувствительности Г датчика силы от нормали и силовоспринимающей поверхности. 2 с.п.ф-лы, 3 ил,Между силавоспринимающими элементами устанавливают силоизмерительное устройство, состоящее из трех датчиков сил, Воспринимающих диндмическогд Воздействие со стороны нагружающих гаек и образующих ИОрмалями к своим рабочим г 1 оверхностям 5 рахмерныи престрен твенный базис, измеряют амплитуды и фазы электрич 8 ских сигналаэ, генерируемых чувствительными элементами каждого датчика силы, а Величину модуля и фазы ветора динамической силы определяют гоформуле 5Цель изобретения - расширение функциОнальных ВазможностеЙ за счет измер 8 ния прастрачственного положения векторадинамич 8 ской силы,На фиг,1 показана устройство для измерения силы; на фиг,2,3 - устройство дляизмерения силы, вид сверху и сбоку,Способ реализуют следу 5 ощим абра. 1 ГРо =- 1 Г ох + Р о+ г Ь 7 годсолоух +Гоуг 0 дуч"Госозрг 7. ) ф= агсс 1 я 2 . 22Рох з 1 п фгх ) + ( Гоу 31 и Ргу ) + ( Гол з 1 и гг ) 2сил определяются по заданным постоянным коэффициентам устройства по результатам его динамической градуировки,Способ определения динамических сил реализован силоизмерительным датчиком конструкции (фиг,2). Устройство состоит из основания 1, выполненного в виде усечен 20 а = агссоз г Го" соз у )Р=агссозсоз (рг ЗО 35 40 45 50 55 Г ГодСОВВ. 1у =агссоз-Р 0 соз рИзобретение относится к силаизмерительной технике и можЬТ найти применение для измерения динамических сил в очках взаимодействия механических систем,углы, образуемые вектором динамического воздействия с осями ОХ, ОУ, О 2 прямоугольной системы координат ОХУ 2, жестко связанной с силоиэмерительным устройством определяют по формулам где Ео, рг - модуль и фаза вектора динамической силы Р действующей на вход силоизмерительного устройства,еох, Роу, ГоЯ Р-.х у бгг) - моуль (фаза) вектора динамических сил Ех Гу Ру (т), действующих на входе силоизмерительного устройства вдоль координатных осей ОХ,ОУ,О 2 соответственно а, Д, у - углы, образуемые вектором динамической силы Т(1) с осями ОХ,ОУ,О 2 прямоугольной системы координат соответственно жестко связанной с силоизмерительным устрОЙст- вом Рх = ( ф,1 Йй )ЯУ = ( 9 Ф )Рк = ( ю.г ив)Модули и фазы вектора динамических ной правильной трехгранной пирамиды, на боковых гранях которой установлены чувствительные элементы 2 в виде пьезодатчиков силы, воспринимающие динамическую на-аузку со стороны (внутренней поверхности) крышки 3, плотно прилегающей к поверхностям чувствительных элементов 2, Чувствительные элементы 2 имеют выводы 4, установленные на крышке 3. Основание 1 и крышка 3 стянуты нагружающими гайкамй 5 при помощи нагружающего винта б.Устройство работает следующим обра- ЗОМ,Силоизмерительное устройство соединяют с обьектом с учетом Обеспечсния. Надежной пер 8 дачи подлежащих измерению динамич 8 ских сил. При передаче динамической силы ц(т) = Яе(-0 дсдд")Я изменяющейся па гармоническому закону с частотой в, через нагружаюшие гайки 5 и нагружающий винт 6 происходит колебательное смещение крышки 3 относительно основания 1. Колебательное движение крышки 3 приводит к деформациям чувствительных элементов 2, вырабатывающих электрические сигналы, которые снимаются с ВИВОДОВ 4 на ВхОДы изм 8 рительнай аппаратуры (не показано).Конструктивное исполнение силоизмерительного устройства позволяет производить измерения компонент силы Ех, Гч, Гк при прочих равных условиях с учетом возможнага технологического отклонения век 1695151тора максимальной чувствительности датчика силы от нормали к его рабочей поверхности ф, только при выполнении основания в форме правильной трехгранной призмы с уг-лом наклона боковых граней к плоскости основания в интервале ф сдИ - ф (как правило для отечественных датчиков3) О) Формула изобретения1, Способ определения динамических сил, заключающийся в том, что устанавливают датчик силы между силовоспринимающими элементами и измеряют амплитуду динамической силы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения пространственного положения модуля и фазы вектора динамической силы, между силовоспринимающими элементами дополнительно устанавливают второй и третий датчики силы, при этом нормали к силовоспринимающим поверхностям датчиков силы образуют трехмерный пространственный базис, измеряют амплитуды и фазы сигналов второго и третьего датчиков силы, а также фазу сигнала первого датчика силы, а модуль и фазу динамической силы определяют по измеренным25 значениям амплитуд и фаз сигналов датчиков силы,2. Устройство для определения динамических сил, содержащее силовоспринимающие элементы, выполненные в виде крышки и основания, и датчик силы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения пространственного положения модуля и, фазы вектора динамической силы, в него введены второй и третий датчик силы, а внутренняя поверхность крышки и наружная поверхность основания выполнены в виде. расположенных соосно прави:,ьных усеченных трехгранных пирамид, соответствующие грани которых связаны между со" бой посредством датчиков силы, при этом угол наклона боковых граней к плоскости основания пирамиды выбирается в пределахОс 90 - ф,где ф - угол, характеризующий возможное технологическое отклонение вектора максимальной чувствительности датчика силы от нормали к его силовоспринимающей поверхности,1695151 оставитель А.Северихред М.Моргентал р А.Долини Ре Корректор М.Демчик Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 аказ 4155 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5