Устройство для демпфирования колебаний преобразователей давления

11742735 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскниСоцналнстнческнкРеспублик(088.8) па аелам изобретеиий и открытийОпубликовано 25.06,80. Бюллетень % 23 Дата опубликования описания 25.06.80 И. К, Панфилов, А. А. Шарапов, Г, П, Приказчиков и О. В. Слюсарев(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к приборостроенив-а именно к технике измерения давления посредством преобразователей, работающих в широком спектре вибрацноыных нагрузок и температур.Известны преобразователи давления, принцип действия которых основан на преобразо.ванин давления, воспринимаемого чувствительным элементом в изменении сопротивлениятензоэлементов, кинематически соединенных с1 Оцентром чувствительного элемента; обеспечениевиброустойчивости таких преобразователей вобласти высокочастотной вибрации (на основных резонансных частотах преобразователейвыше 800 - 1000 Гц) осуществляется за счет15амортизации преобразователя виброизолирующей подушкой, выполненной нз композицииэластичного материала и металлической сетки,и расположенной между преобразователем икорпусом, на котором действуют вибрацион.ные нагрузки 11,Недостатком преобразователей с указаннойсистемой амортизации является, во-первых,широкая область собственных резонансных 2частот системы амортизационная подушка -преобразователь ( до 250 Гц в диапазоне частот до 600 Гц) с достаточно большим коэффициентом динамичности Ь = 8 - 10, чтоприводит к увеличению погрешности преобразователя и разрушению при длительной виб.рации, во-вторых, ограниченные возможностипо времени эксплуатации н работы в областиотрицательных температур, из-за резкого увеличения коэффициента жесткости эластичногоматериала.Наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению являетсяустройство для демпфирования колебанийпреобразователей давления, выполненное в ви.де виброизоляторов из упругих элементов,например из резины или другого эластичногоматериала большой массы, контактирующихс преобразователем таким образом, что центртяжести преобразователя по воэможности совпадает с центром упругих сил, развиваемыхвиброизоляторами 2,Недостатками такого устройства с больтпоймассой упругого материала являются:3 74273широкая область собственных резонансны частот, что приводит к совпадению дополни. тельных резонансных частот преобразователя (ниже основных) с собственными резонансными частотами системы и увеличению погрешности, преобразования;ограниченные возможности эксплуатации в области отрицательных температур, по дли. тельности хранения и длительности воздействия вибрационных нагрузок из-эа изменения коэф. 10 фициента жесткости эластичного материала виб.; роиэоляторов.Цель изобретения - дальнейшее усовершенствование устройства для повышения виброустойчивости как в области основных резонан. 15 сных частот преобразователей давления (выше 800 - 1000 Гц), так и в области дополнительных резонансных частот (ниже основных). Резиновые ободы 4 роликов 3 в месте кон.тактирования со скошенными поверхностями бимеют выступы глубиной и и устанавливаютсяс предварительным натягом (деформации 10-15%),а преобразователь 5 давления может смещатьсяпрактически на глубину этих выступов,Натяг обычно регулируется в статическихусловиях и устанавливается по моменту поворотов роликов 3 относительно контактирующихповерхностей б и выбирается, как правило,в пределах 0,02 - 0,1 кгс.см,В статических условиях (при отсутствии,вибрации), под действием собственной масси,преобразователя 5 давления, натяг (деформаПоставленная цель достигается тем, что виброизоляторы выполняются в виде роликов срезиновыми обводами, которые устанавливаются попарно с обоих сторон преобразователя иконтактируют со скошенными поверхностямина внешней поверхности преобразователя.25При таком конструктивном исполнении обеспечивается:амортизация (мягкая подвеска) преобразователя относительно корпуса устройспа, прикоторой высокочастотная вибрация практичес.ки не передается к преобразователю;узкая область собственных частот колебанийсистемы (постоянство массы и упругих свойстврезиновых обводов), что позволяет быстро иэффективно (в собранных узлах) разделитьобласть собственных частот колебаний системыи дополнительных резонансных частот преобразователя;возможность регулировать в широких пре.делах (до 150 - 200 Гц) области резонансных 4 Очастот системы за счет изменения величины смещения и натяга преобразователя соответственно относительно корпуса и резиновых обводов;быстрое (при первых циклах вибронагру.жений) восстановление упругих свойств обводов за счет малой массы и толщины (до 1 мм)при совместном воздействии вибраций и температур и после длительного хранения, т.е.обеспечивается виброустойчивость в широкомтемпературном диапазоне после длительногохранения;демпфирование дополнительных резонансныхчастот преобразователя эа счет инерционныхсил смещения роликов относительно преобразователя в диапазоне частот ниже 1000 Гц и,как следствие, малые коэффициенты динамич.ности Ь3,5-4,На фиг, 1 представлена конструкция пред.лагаемого устройства; на фиг. 2 изображено 5 4место контактирования резиновых обводовсо скошенными поверхностями; на фиг. 3представлен профиль резинового обода в местеконтактирования с поверхностями (и - глубина паза на ободе в месте контактирования).Устройство для демпфирования колебанийпреобразователей давления состоит иэ корпу.са 1, в котором на осях 2 установлены ролики 3 (например, приборные шарикоподшипники) с резиновыми ободами 4, преобразователя 5 давления, контактирующего своими скошенными поверхностями 6 с ободами 4 роликов 3, выполненного, например, с тензореэистивными элементами 7 и мембранным чувствительным элементом 8.Устройство для демпфирования колебанийпреобразователей давления работает следующимобразом.Преобразователь 5 давления, выполненный,например,с чувствительным элементом 8 итензореэисторами 7, преобразующий измеряемое давление Р в изменении сопротивлениятенэорезисторов 7, как правило, имеет основные резонансные частоты колебаний выше1000 Гц и дополнительные (ниже основных)резонансные колебания ниже 1000 Гц; придействии виброускорений выше 5 - 10 д непосредственно на преобразователь 5 последнийтеряет виброустойчивость, что приводит к увеличению погрешности преобразователя и к егоразрушению.Для обеспечения виброустойчивости преоб.раэователя 5 давления во всем диапазоне час.тот (как выше 1000 Гц, так и ниже 1000 Гц)и во всех условиях эксплуатации, преобразователь 5 давления устанавливается в корпус 1устройства на виброизоляторах, которые выполнены в виде роликов 3, снабженных резиновыми ободами 4, установленных в корпу.се 1 на осях 2 и расположенных попарно собоих сторон преобразователя 5 и контактирующих резиновыми ободами 4 со скошеннымиповерхностями 6 на внешней поверхности пре.образователя 5, 5 74273 ция) на нижние резиновые ободы 4 несколько выше, чем на верхние. При действии же вибрационных ускорений преобразователь давления как бы вывешивается между резиновыми обо. дами, под заданным натягом.Устанавливается минимум три пары роликов 3 под углом 120 (ролики выполняются в виде шарикоподшипников), которые благодаря наличию зазоров между кольцами и шариками препятствуют прохождению высокочастотной вибрации к преобразователю 5 давления, а резиновые ободы 4 способствуют дальнейшему гашению уровня высокочастотной вибрации.Собственная частота: колебаний системы сд виброизолятор-преобразователь давления сист.выбирается в пределах 100-600 Гц, таким образом соблюдается условие мЪ ъ, при котором виброизоляция работает и к преобра зователю давления приходят минимально допустимые уровни ускорений, на частотах выше 1000 Гц.В то же время имеется возможность четко и эффективно, в диапазоне частот ниже .1000 Гц, . разделить область дополнительных (ниже основных) резонансных частот колебаний упругих элементов преобразователя давления от области собственных частот колебаний системы виброизолятор - преобразователь давления, за счет изменения величины смещения преобразователя 5 давления относительно корпуса 1 и его натяга на резиновых ободах 4, при его закреплении на роликах 3.Такое конструктивное исполнение обеспечивает, во-первых, узкую область собственных частот колебаний системы с малым коэффициентом динамичности Ь = 3,5 - 4, во-вторых,5 6возможность регулировать область собственныхчастот колебаний системы до 200 Гц.Малая толщина резиновых ободов 4 (до 1 мм),малые начальные натяги преобразователя 5 давле.ния на ободах 4 (деформация 10 - 15%), инерцион.ные силы смещения роликов 3 относительно кори уса 1 и скошенных поверхностей 6 преобразователя 5, обеспечивают постоянство упругих харак.теристик виброизоляторов как в области отри. цательных температур, так и в условиях длительного хранения н длительной вибрации.Например, допустимый уровень вибрационньиускорений повышается в 3 - 4 раза, время длитель.ного хранения увеличивается в 2 - 3 раза, а допустимое время воздействия вибрации во всем диапазоне частот увеличивается минимум в 5 - 10 раэ,Формула изобретенияУстройство для демпфирования колебанийпреобразователей давления, содержащее корпус, внутри которого на упругих виброизоляторах установлен преобразователь давления,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения эффективности гашения высоко.частотной вибрации и возможности регулирования диапазона собственных частот колебанийсистемы, виброизоляторы выполнены в видероликов с резиновыми ободами, которые расположены попарно с обоих сторон преобразователя и контактируют со скошенными поверхностями на его внешней поверхности,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Юф 456105,кл. Е 16 Е 13/00, 1975.2. Иориш 10. И. Виброметрия. М., 1963,с. 623 в б (прототип).742735 аказ 360 Тираж 1019 ЦНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушск