Крутильный маятник

Союз Советскик Социалистических Реслублик(22) Заявлено 2007,79 (21) 2799254/18-25 с присоединением заявки М -Р 1)М, Кл,з 6 01 й 11/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 300781 В. А. Гречшикин, В. И. Ковалевский и,В. Г. Шаталов/Опытно-конструкторское бюро специал нога.,физическогоприборостроения при Воронежском полйгекииидсном .институте(54) КРУТИЛЬНЫЙ МАЯТНИК Изобретение относится к устройств ам для определения физико-механических характеристик сред по измерению параметров колебаний колебательной системы упругий элемент-инерцион ная деталь-измеряемый образец в частности их вязкоупругих характеристик, методом крутильного маятника и может быть применена в химической, радиотех- нической и машиностроительной областях промышленности.Известна конструкция крутильного маятника, содержащая упругий элемент в виде торсиона, демпфирующий узел, инерционный элемент и блок обработки информации. В качестве упругого элемента применена стальная рояльная проволока, а в качестве узла демпфирования параэитных колебаний - камневые подшипники или опоры 1). 20 Недостатки из вест ного маятни ка состоят в невысокой точности измерений, узких функциональных возможностях и неудобстве эксплуатации, вы с званных тем, что в камневых опорах или подшипниках имеются потери, связанные с трением, а для смены рабочих частот необходимо заменять торсион или инерционный элемент. ЗО Наиболее близким по техническому рещению к предлагаемому является крутильный маятник, содержащий упругий и инерционный элементы, демпфирующий узел и блок обработки информации 2Демпфирующий узел состоит из верхнего и нижнего ушек, сквозь которые пропущен торсион что не исключает потерь на трение. Кроме того, переход на разные рабочие частоты осуществляется сменой упругого и инерционного элементов. Ввиду того что между упругостью маятника должно выдерживаться определенное соотношение, диапазон изменения рабочих частот ограничен. Указанные факторы ухудшают точность измерений, создают неудобство в эксплуатации и сужают пределы измерения маятником. Цель изобретения - повышение точности измерения, удобства эксплуатации и расширение пределов измерения.Поставленная цель достигается тем, что крутильный маятник для измерения, например, вязкоупругих свойств материалов, содержащий упругий элемент, соединенный с инерционным элементом, демпфирующий узел и блок обработкиинформации, дополнительно снабжен не- упругой нитью и ферромагнитным стержнем, упругий элемент выполнен в виде радиально намагниченного магнита иэлектромагнита постоянного тока ссердечниками, расположенными противполюсов радиально намагниченного магнита, демпфирукций узел содержит магнитный подшипник с электромагнитамипеременного тока, причем радиальнонамагниченный магнит подвешен на не- упругой нити, на нижнем его торцезакреплен ферромагнитный стержень,проходящий через магнитный подшипник и соединенный с инерционным элементом.На фиг. 1 схематически представлен предлагаемый крутильный маятник, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид св ерху.Крутильный маятник содержит радиально намагниченный магнит 1, к нижнему торцу которого прикреплен ферромагнитный стержень 2 с инерционным элементом 3. Стержень проходит через отверстия двух тороидальных электромагнитов, состоящих из сердечников 4 и катушек 5, образующих ортогональный магнитный подшипник переменного тока.Радиально намагниченный магнит представляет собой цилиндр, намагниченный в радиальных направлениях перпендикулярно оси цилиндра). Мини- мальное число полюсов такого магнитадва. В предлагаемом крутильном маятнике применен четырехполюсный радиально намагниченный магнит с выделенными конструктивно полюсами фиг. 2).К нижнему концу стержня 2 прикреплен подвижный зажим б измеряемого образца 7, закрепленного нижним концом в неподвижный зажим 8. Система, состоящая из радиально намагниченного магнита 1, ферромагнитного стержня 2 и инерционного элемента 3, подвешена на неупругой нити 9.Против полюсов радиально намагниченного магнита 1 находятся сердечники электромагнитов 10 постоянного тока, запитываемых напряжением О=,Крутильный маятник работает следующим обраэсы.После подачи на электромагниты 10 напряжения постоянного тока О благодаря взаимодействию полей электромагнита 10 и радиально намагниченного магнита 1 создается упругая сила, действующая после снятия начального крутящего момента, сообщаемого системе магнит 1-стержень 2-инерционный элемент 3. При наличии напряжения О, которымзапитываются катушки 5, ферромагнитный стержень центрируется в отверсти" ях тороидальных сердечников 4 и система магнит 1-Ферромагнитный стержень 2-инерционный элемент 3 совершает затухающие колебания.Упругость колебательной системыможет регулироваться величиной напряжения О(малое значение О соответствует тонкому торсиону, а большее значение Оъ - торсиону большего диаметра).В отличие от известных крутильныхмаятников, предлагаемая колебательная система имеет значительно меньше потери, так как потери на трение полностью отсутствуют. Кроме того, для смены рабочих частот не требуется смена упругих и инерционных эле О ментов, а достаточно лишь установитьсоответствующее значение напряжения О-.формула изобретенияКрутильный маятник для измерения,например, вязкоупругих свойств материалов, содержащий упругий элемент,ЭО соединенный с инерционным элементом,демпфирующий узел и блок обработкиинформации, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения, удобства эксплуатации и35 РасшиРения пределов измерения, он дополнительно снабжен неупругой нитьюи ферромагнитным стержнем, упругийэлемент выполнен в виде радиально на.магниченного магнита и электромагнитапостоянного тока с сердечниками, расположенными против полюсов радиальнонамагниченного магнита, демпфирующийузел содержит магнитный подшипник сэлектромагнитами переменного тока,причем радиально намагниченный магнит45 подвешен на неупругой нити, на нижнемего торце закреплен Ферромагнитныйстержень, проходящий через магнитныйподшипник и соединенный с инерционнымэлементом.50Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Перепечко Н. Н. Акустическиеметоды исследования полимеров. М55 "Химия", 1973, с. 52-59.2.Патент США Р 4003247,кл. О 01 й 3/32, 1977 прототип).851191 оставитель В. Филатоваехред Ж.Кастелевич Корректор Л; Иван ихеев едакто аказ 6329 58 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тираж 907ИИПИ Государственнпо делам изобретен035, Москва, Ж,Подписноего комитета СССРй.и открытийРаушская наб., д. 4/5