Маховик-ротор электромагнитного возбудителя колебаний стенда испытания образцов на усталость при кручении

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоцивлистическикРеспублик и 962694(23) ПриоритетОпубликовано 30,09.82. Бюллетень36 квеудорстекнный комнтет СССР но делом нэабретеннй н открытнй(53) УЛК 621.8, .032.2(088,8) Дата опубликования описания 30,09. 82(71) Заявитель Пермский политехнический институт(54) МАХОВИК-РОТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВОЗБУДИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ СТЕНДА ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ КРУЧЕНИИ1Изобретение относится к машиност роению, а именно к испытательной технике, в частности к стендам для испытаний различных образцов на усталость при кручении с электромагнитным возбудителем колебаний.Известен маховик-ротор электромагнитного возбудителя колебаний стенда испытаний образцов на усталость при кручении, содержащий фер" ромагнитный цилиндр, на внешней поверхности которого имеется оболочка из материала с электропроводностью, существенно превышающей электропроводность материала ферромагнитного цилиндра 1 . Недостатком маховика-ротора такой конструкции является то, что из-за потерь энергии, обусловленных 10 прохождением электрического тока, оболочка нагревается. Особенно зна" чительны потери энергии и нагрев оболочки, выполненной из материала с 2высокой электрической проводимостью, например меди, уложенной на маховике-роторе электромагнитного возбудителя колебаний, работающего в переходных режимах пуска, торможения, реверса. На грев при водит к увеличению ее линейных размеров и может явиться причиной проскальзывания относительно ферромагнитного цилиндра, При жесткомкреплении оболочки к ферромагнитному цилиндру посредст" вом заклепок или винтов происходит коробление оболочки и нарушается нормальная работа электромагнитного возбудителя колебаний и всего стендав целом.Наиболее близким к предлагаемому по техни,ческой сущности является маховик-ротор электромагнитного воз. бу)1 ителя колебаний стенда испытания образцов на усталость при кручении, содержащий ферромагнитный цилиндр с центральным отверстием под вал, обо. лочку, охватывающую наружную поверх"ность ферромагнитного цилиндра и имеющую электропроводность, большую зле ктропроводи мости матери ала Ферромагнитного цилиндра с двумя рычагами, и устройство для создания постоянного натяжения оболочки. В этом маховике-роторе проводящая оболочка выполнена из двух лент, одни концыкоторых соединены между собой посредством узла предварительной натяжки 1 О в виде резьбовой пары, а другие концы их - посредством узла компенсации линейных расширений 2 1,Недостатком маховика-ротора является то, что он имеет сравнительно 15 неЬольшой момент скручивания и низкие энергетические характеристики электромагнитного возбудителя колебаний. Это обусловлено тем, что на участках, занимаемых узлом предвари-, 20 тельной натяжки и узлом компенсации линейных расширений, проводящая оболочка отсутствует, а на Ферромагнитном цилиндре сняты лыски. Отсутствие на участках, занимаемых узлом предварительной натяжки и узлом компенсации линейных расширений, проводящей оболочки, приводит к уменьшению электромагнитного усилия и момента скрусчивания, создаваемых на поверхности маховика-ротора магнитным полем индуктора. Наличие на поверхности Ферромагнитного цилиндра лысок приводит к увеличению на этих участках зазора между индуктором и маховиком 35 ротором. Это обуславливает увеличение сопротивления на пути магнитного потока индуктора, рост и несимметрию Фазных токов, потреЬляемых индуктором из сети у и как следствие умень 4 В шение коэффициента мощности и коэфФициента полезного действия электромагнитного возбудителя колебаний.Цель изоЬретения - увеличение момента скручивания и повышение энергетических характеристик электромагнитного возЬудителя колебаний стендаиспытания образцов на усталость прикручении.г Поставленная цель достигается тем, 50 что в маховике-роторе электромагнитного возбудителя колебаний стенда испытания образцов на усталость при кручении, содержащем Ферромагнитный цилиндр с центральным отверстием под 55 вал, оЬолочку, охватывающую наружную поверхность Ферромагнитного цилиндра и имеющую электропроводность, большую электропроводности материала ферромагнитного цилиндра, и устройстводля создания постоянного натяженияоболочки, на наружной поверхности ферромагнитного цилиндра выполнена выемка, устройство для создания постоянного натяжения оболочки - в видеполого ЬараЬана, установленного в выемке и имеющего ось в виде торсионного вала, закрепленного с помощьюшлицевых соединений в торцах барабана, один из которых выполнен в видесъемного храпового колеса, а маховик-ротор снабжен установленной наторце ферромагнитного цилиндра и взаимодействующей с храповым колесомсобачкой с выступом, предохраняющимхраповое колесо от выпадания,На Фиг, 1 показан маховик-ротор,общий вид, на фиг. 2 - разрез А-Ана Фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке Б со стороны храпового колеса.Маховик-ротор содержит Ферромагнитный цилиндр 1 с центральным отвер-.стием 2 под вал (не показан), оболочку 3, охватывающую наружную поверхность 4 ферромагнитного цилиндра 1и имеющую электропроводност ь, большуюэлектропроводности материала ферромагнитного цилиндра 1, и устройстводля создания постоянного натяженияоболочки 3,На наружной поверхности 4 Ферромагнитного цилиндра 1 выполнена выемка 5, устройство для создания постоянного натяжения оЬолочки 3 - ввиде полого барабана 6, установленного в выемке 5 и имеющего ось 7в виде торсионного вала, закрепленного с помощью шлицевых соединений8 и 9 в торцах 10 и 11, соответственно, барабана 6, один из которыхторец 11 выполнен в виде съемногохрапового колеса 12, а маховик-ротор снабжен установленной на торце13 Ферромагнитного цилиндра 1 и взаимодействующей с храповым колесом12 собачкой 14 с выступом 15, предохраняющим храповое колесо 12 от выпадания. Один конец 16 оболочки 3 посредством винтов 17 жестко закреплен к ферромагнитному цилиндру 1. Другой конец 18 оболочки 3 с помощью винтов 19 укреплен на внешней поверхности 20 полого преимущественно стального барабана 6, удерживаемый от выпадания планками 21, прикрепленными к962691 Формула изобретения 5ферромагнитному цилиндру 1 винтами 22, Ось 7 удерживается от выпада- .ния пружинными кольцами 23, Храповое колесо 12 имеет два выступа 21и 25, один из которых (выступ 25) 5имеет Форму шестигранника, а другой(выступ 2 л) - форму втулки, с наружным диаметром, соответствующимвнутреннему диаметру барабана 6. Собачка 11 укреплена с помощью винта 1 в26 к торцовой поверхности 13 цилиндра 1 и посредством пружины 27 - квыходному концу 28 оси 7,Сборка маховика-ротора производится в следующей последовательности.В предварительно подготовленнуювыемку 5 на наружной поверхностиферромагнитного цилиндра 1 устанавливают полый стальной барабан с осью7 в виде торсионного вала. Посредством винтов 17 и 19 укрепляют концы16 и 18 оболочки 3 соответственно кФерромагнитному цилиндру 1 и барабану 6, Устанавливают планки 21 и собачку 1 л, 25После установки всех деталей производится натяжка оболочки 3. Дляэтого моментным гаечным ключом (непоказан) вращают храповое колесо 12,По окончании натяжки оболочки 3 получает закрутку ось 7 в виде торсионного вала, Сила натяжения, как в процессе пред вари тел ь ной на тяж ки оболочки 3 так и при закручивании оси7, контролируется моментным ключом,Маховик-ротор электромагнитноговозбудителя колебаний с устройствомдля создания постоянного натяженияоболочки 3 работает следующим образом,При,работе электромагнитного возбудителя колебаний стенда испытанияобразцов на усталость при кручениив оболочке 3 маховика-ротора бегущиммагнитным полем индуктора (индукторне показан) индуктируются электрические токи. Протекание электрического тока.в оболочке 3 сопровождаетсяпотерями энергии в ее активном сопротивлении, а следовательно и ее нагревом. Повышение температуры оболочки3 приводит к увеличению ее линейныхразмеров. При этом под действием оси7 в виде торсионного вала полый сталь-.,ной барабан 6 поворачивается и выбирает возникшую в оболочке 3 слабину.Я,Для уменьшения трения оболочки 3 ополый стальной барабан 6 место их кон.такта следует смазать графитизированной смазкой. Примекение устройства для создания постоянного натяжения оболочки 3 позволяет уменьшить нерабочую,поверхность маховика-ротора до 2-3 мм. Это оЬуславливает существенное увеличение раЬочей поверхности махови" ка-ротора, электромагнитного усилия возбудителя колебаний и момента скру. чивания на валу. Кроме того, в маховике-роторе для создания постоянно го натяжения оболочки 3 отсутствуют лыски на ферромагнитном цилиндре 1. За счет их устранения, а также уменьшения до 2-3 мм нерабочей поверхно" сти маховика-ротора, удается практически изЬежать возникновения электрической и магнитной асимметрии Фаз индуктора, Отсутствие асимметрии магнитных потокос Фаз и фазных токов индуктора приводит к существенному увеличению коэффициента полезного действия электромагнитного возбудителя колебаний и повышению его коэффициента мощности,Предлагаемый маховик-ротор с устройством для создания постоянного натяжения оболочки целесообразно исполь" зовать в электромагнитных возбудителях колебаний стендов с произвольным углом закрутки испытуемого образ" ца. Конструкция предлагаемого махови" ка-ротора проста в изготовлении и надежна в работе. Маховик-ротор электромагнитноговозбудителя колебаний стенда испытания образцов на усталость при круче-,нии, содержащий Ферромагнитный цилиндр с центральным отверстием под 1вал, оболочку, охватывающую наружнуюповерхность Ферромагнитного цилиндраи имеющую электропроводность, большую электройроводности материала ферромагнитного цилиндра, и устройстводля создания постоянного натяжения оболочки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения момента скручивания и повышения энергетическиххарактеристик электромагнитного воз" будителя колебаний, на наружной поверхности ферромагнитного Цилиндра выполнена выемка, устройство для создания постоянного натяжения оболочки - в виде полого барабана, уста 7 962694 8новленного в выемке и имеющего осьпредохраняющим храповое колесо отв виде торсионного вала, закреплен- выпадания.ного с помощью шлицевых соединений Источники информации,в торцах барабана, один из которых принятые во внимание при экспертизевыполнен в виде съемного храпового з 1, "Электротехника", 1974, У 3,колеса, а маховик-ротор снабжен ус- с, 12- 15.тановленной на торце ферромагнитно. Авторское свидетельство СССРго цилиндра и взаимодействующей с по заявке У 2966212/25-28,храповым колесом собачкой и выступом, кл. Г 16 Е 15/30 1980 (прототип).962694 21 И Е 20 3 1 В 8 ид Е М 17 и Составитель В,ШтукаревРедактор Е,Лушникова Техред М.Рейвес Корректор Н Буряк Зак илиал ППП Патент, г. Ужгород,/57 ВНИИПИ Го по,дела 113035, Мираж 90 Подписидарственного комитета СССРизобретений и открытийква, Ж, Раушская наб д. 4/ул. Проектная,