Установка для изучения характеристик пружин

Союз Сов озманоиз вод ст ве нйо торы ретен арков и ЕЗаявитель Всесоюзное специализированное научно-пробьединение ."Союзвузприбор" 54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТ ПРУЖИН"Детали испециальн тение относится к учному оборудованию ильзовано при проведеработ при изучении криборов" в высших их учебных заведения ебно- может сновании стоику с кроншотором закреплен верхниы, имеет установленный теином, на онец пруж основании ии лаборсаредних5 пусе на поде в корпусесвязанную и дис ный ель, связан к со скобой х а я ор, ико и этом ниж н ди регистрно соедин ор содержит ные генера- И счетчик,ии элене и индикатор,оединен с к стартовоо с очный ения является повы еделения жесткости входом ователь отодатч И, вход усилитеир жины.Для дости и ния поставленнои цели изучения характерист ащая установленную на ком, логичес торого соеди ло установка д пружин, сод звестна установка для изучения характеристик пружин, содержащая установленную-на основании стойку скронштейном, на котором закрепленверхний конец пружины 1 1,Недостатком известной установкиявляется невысокая точность определения жесткости пружины, обусловленная применением тарировочных графиков и наличием деформаций измерительной пружины,Целью изобрет шение точности опр ус, размещенныи в ко ике диск, закрепленн тромагнитную защелку ом, концевой выключа с защелкой, фотодатч тываю 1 цей диск, и рег ый электрически с фо нцевым выключателем, конец пружины закреп Кроме тогпоследователтор, логичесдешифратор итриггер, выхвходом элемего импульса,триггера, усивход которого шестираз д которо та И, ис соединен литель-ф соедине ий элеме ен с вых3 972559 Формирователя, а выход - с входом триггера, элемент задержки, соединенный выходом с входом счетчика, и клавишу "Сброс", соединенную с входами элементов ИЛИ и задержки.5На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на Фиг. 2 - то же, вид сбоку; на Фиг. 3 - структурная схема определения и индикации периода колебаний. 1 О.Учебная установка состоит из основания 1 с установленными в нем стойкой 2 и корпусом 3, На основании 1 внутри корпуса 3 размещен Фотодатчик 4, состоящий из светодиода 5, Фо тодиода 6 и скобы 7, а также электромагнитная защелка 8 и концевой выключатель 9, регистратор 10. Скоба 7 фотодатчика 4 охватывает в нижней части диск 11, установленный на подшипнике 12 на оси 13, закрепленной на стойке 2. На стойке 2 также закреп лен при помощи винта 14 передвижной кронштейн 15, имеющий с нижней стороны крючок 16. Пружина 17 концом 18 закреплена на диске. Диск 11 имеет отверстие 19 малого диаметра и выступ 20. На передней панели корпуса 3 размещены сигнальная лампочка 21, клавиша "Пуск" источника стартового импульса 22 клавиша "Сброс" 23 и шести- разрядный индикатор 24, В корйусе 3 размещен регистратор 10, содержащий триггер 25, генератор 26, логический элемент И 27, счетчик 28, усилитель- формирователь 29, логический элемент ИЛИ 30, дешифратор 31, элемент 32 задержки. ботает следующим об Установк Принцип деиствия электроннои схемопределения и индикации периода св О бодных колебаний системы диск - прна заключается в следующем.При нажатии клавиши "Пуск" срабатывают электромагнитная защелка 8 иконцевой выключатель 9 освобождаетсдиск 11 и вырабатывается импульс ""Старты соответствующий началужения колебательной системы. Этопульс переворачивает триггер 25, ото- ужи двит им разом,Передвижной кронштейн 15 закрепЛябт в положении, соответствующемдлине испытуемой пружины 17 в свободном состоянии, диск 11 поворачива 4ют по часовой стрелке до защелкиваниявыступа 20 с электромагнитной защеЛкой 8, устройство подключают к сетиэлектропитания частотой 50 Гц напряжением 220 В, Последовательно нажима =ют клавиши "Сброс" 23 источника стартового импульса Пуск" 22, при этомсрабатывает электромагнитная защелка8, освобождая выступ 20 и одновременнозамыкая контакты переключателя 9,при этом вырабатывается импульс"Старт" запускающий электронную схему определения и индикации периодаколебаний. При прохождении колеба 4тельной системы диск - пружина положения равновесия светодиод 5 черезотверстие 9 в диске 11 засвечиваетфотодиод 6 и, таким образом, вырабатывается импульс "Стоп" для схемы определения и индикации периода колебаний и производится считывание показаний по индикатору 24,В результате решение уравнениясвободных колебаний относительно коэффициента жесткости пружины С сучетом выражения дЛя момента инерциидиска, а также постоянства первоначального угла отклонения колебательной системы от положения равновесия,М = 30 , получаем где К = 512 п 1- постоянная устройстващ - масса диска;)Т - период свободных колебанийсистемы диск - пружина;Я - радиус диска;0 о - длина пружины в свободномсостоянии.Таким образом, подстановка в выражение (1) значения длины испытуе" мой пружины в свободном состоянии и периода свободных колебаний позволяет определять значения коэффициента жесткости винтовых пружин растяжения. В случае необходимости исследования коэффициента жесткости пружины при различных величинах предварительного натяжения пружины д 0 передвижной кронштейн 13 закрепляется на стойке 2 в положении, соответствующем длине испытуемой пружины 1 + д. В этом случае уравнение 1) записывается в виде5 92559 Ькрывая элемент И 27, Импульсы генера- ную на основаниито а 26 с частоику с кронштеи- чтора с частотой следования 4 МГц ном на котором зам закреплен верхний ко"через элемент И 27 поступают на счет- нец пружины, о т л и ч а ю щ а я с яцик 28 с модулем пересчета 1 Оф. П иПри тем, что, с целью повышения точностипрохождении колебательной системой З определени жия жесткости,она имеет уста=положения равновесия фотодатчик 4 вы- новленный нй на основании корпус, размещен"рабатывает импульсы "Стоп" формируе- ный в корп аусе н подшипнике диск, замые усилителем-форми ователем 29р р елем 29. крепленные в корпусе электромагнитнуюСформированный импульс "Стоп" це езэлемент ИЛИ 30 ичерез защелку связанную с диском концевой25 и пе е3 , оступает на триггер 16 выключатель, связанный с зас защелкои,5 и переворачивает его, закрываяэлемент И 27.фотодатчик со скобоис ско ои, охватывающейдиск, и регистратор, связанный электТаким образом, счетчик 28 фикси- рицески с фотодатчиком и концевым вырует число импульсов с генератора 26 ключателем при этри этом нижнии конец прупрошедших за время между командами 15 жины закреплееплен на диске.Старт - "Стоп". Двоичный код этогочисла поступает со счетчика 28 на де- ч а ю щ ащ а я с я тем, что,регистраторшифратор 31, а затем на ин икатдикатор 24. содержит последовательно соединенныеПеред последующими измерениями нажи- генератор, логический элемент Имается клавиша "Сб ос" иическии элементр , при этом подт 26 сцетчик, дешифоаор,и шестиразрядныйверждается запрет элемента И 27, и индикатор, тригге выхо кчерез элемент 32мент 3 задержки счетчик 28 соединен с входом элемента И источсбрасывается на "0". Ча та . астота генера- ик стартового импульса, соединенныйтора 26 выбрана равной 4 МГ тц, ак как с входом триггера, усилитель-формиРоза время между командами Старт" - ЗЗ ватель, вход которого соединен с фо"Стоп" колебательная система движет- тодатчиком логичес " ИЛИ,скии элемент Ися четвертую часть периода колебаний. вход которого соединен с выходом уси"Погрешность определения коэффици- рителя-формирователя, а выход - с вхоента жесткости и жинпружин не превышает дом триггера, элемент задержки сое"1 Й. Зо диненный выходом с входом счетчикаиПредлагаемая установка позволяет клавишу "Сброс"рос , соединенную с входапроизводить измерение коэффициента ми элементов ИЛИ и задержки,жесткости винтовых пружин растяженияпрактически любой длины, регламенти- Источники информации,руемой только высотой стойки. ЗЗ принятые во внимание при экспертизеформула изобретения 1, Лабораторная работа У 4 по кур 1. Установка для изучения характе- су Детали приборов", Изд-во МВТУристик пружин, содержащая установлен- им. Н.Э, Баумана, 1971, с. 4,1972559 Составитель Д, ГрРедактор Н. Лазаренко Техред М,Коштура енк Решетни ррект Тираж 472 ПодписноеГосударственного комитета ССС елам изобретений и открытий осква, Ж, Раушская наб., д. Заказ 8523/44ВНИИ 30 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,