Устройство для измерения параметров машин ударно вращательного действия

(Д) С 01 Е 5/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,сГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 473915, кл, 6 01 Ь 1/00, 1973,2. Авторское свидетельство СССРР 563582, кл. С 01 Ь 1/00, 1975(прототип),(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАЛЕТРОВ УДАРА. ИАШИН УДАРНОВРАЩАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащееустановленный в корпусе с цилиндрической направляющей стакан с разме щенной в нем наковальней, приводвращения наковальни, силоизмерительный датчик и измерительную аппарату- .ру с регистратором, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей,силоизмерительный датчик выполненв виде магнитоупругого датчика, наковальня - с цилиндрической направляющей, в которой магнитопровод датчика установлен жестко с электрическим контактом с возможностью вращения относительно его обмоток, стакан выполнен из изоляционного материала, а измерительная аппаратура выполнена в виде двух датчиков Холла,трех усилителей постоянного. тока ипереключателя параметров, при этомэлемент Холла и измерительная обмотка первого датчика соединены электрически последовательно с наковальней и магнитопроводом, а выход этого датчика через первый усилитель соединен с входом переключателя параметров, с выходом которого соединен элемент Холла второго датчика, измерительная обмотка которого соединена через второй усилитель с измерительной обмоткой магнитоупругого датчика, а через третий усилитель элемент Холла второго датчика связан с приводом вращения наковальни,2. Устройство пе и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что элемент Холла второго датчика и переключатель параметров связаны с приводомС вращения через введенный в измерительную аппаратуру магнитный барабан, выполненный с возможностью варьирования частоты вращения и синхронного удаления записанных импульсов, при этом считывающие магнитные го- С ловки барабана подсоединены,к регистратору через введенные в устройство операционные усилители.3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,.что привод выполнен в виде конической передачи, один вал которой соединен с наковальней, а другой - с вариатором оборотов магнитного барабана.4, УстроЯство по д. 1; о т л ич а ю щ е е с я тем, что в магнитопроводе выполнен паз для установкикрещера.Изобретение относится к измерительной технике быстропротекающих.Физических процессов, в частностик измерению и регистрации параметров механического удара ударныхсистем, и может быть использованодля оптимизации проектирования машин ударного, ударно-вращательногои вращательно-ударного действия,применяемых в различных отрасляхпромышленности. Кроме того, устройство может быть использовано в научно-исследовательской работе дляизучения ударных процессов, происходящих в различных материалахударной системы,Известно устройство для измерения силы удара бурового инструмента, содержащее измерительную аппаратуру с датчиком, корпус с цилиндрической направляющей, в которой установлен стакан, контактирующий с датчиком и наковальней, размещеннойв стакане с помощью подшипников", расположенных между ее наружной. поверхностью и внутренней поверхностьюстакана1.Однако данное устройство имеетограниченные функциональные возможности,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для измерения силы ударабурового инструмента, в котором вотличие от известного 1 содержится привод, выполненный в виде электродвигателя с ведущим шкивом, соединенным с ведомым шкивом, закрепленным на наковальне, для обеспечения вращения наковальНи с той жескоростью,что и буровой инструмент 12,Благодаря вращению наковальниизвестного устройства повышаетсяточность измерения эа счет возможности учета силы трения при ударе,но Функциональные возможности устройства, а именно измерение силы имощности удара в месте контакта, деформации и ее скорости при ударе,контактных напряжений при ударе,ударных соударений, времени соударения и средних величин удара, ограничены. 2 О 25 барабана,4 О В магнитопроводе выполнен паз для 45 на фиг, 2 - идеальные функции параметров ударного процесса во времени,где о - с(. - деформация; д - Й. -скорость деформации, 4 - д -ударноеускорение, 2. - Р - сила удара, д - Е - 5 О энергия ударного импульса., В - Е-мощность ударного импульса.устройство содержит машину 1 удаРно-вращательного действия, магнитопровод 2 магнитоупругого датчика спитающей обмоткой 3 и измерительнойобмоткой 4, испытуемый образец иликрешер 5 ударной системы, наковаль"ню б, стакан 7, подшипники 8 и 9, корпус 10 с цилиндрической направляющей,электродвигатель 11, изолирующую 60 съемную шестерню 12, соединенную валом с наковальней б и с коническойшестерней вариатора, состоящего из. двух конусов 13, механически связанных упругими роликами 14, сидя шими на одном валу с воэможйостью Пелью изобретения является расширение функциональных. возможностей.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения параметров удара машин ударно-вращательного действия, содержащем установленный в корпусе с цилиндрической направляющей стакан с размещенной в ньм наковальней, привод вращения наковальни,.силоиэмерительный датчик и измерительную аппаратуру с регистратором, силоизмерительный датчик выполнен в аиде магнитоупругого дат-. чика, наковальня - с цилиндрической направляющей, в которой магнитопровод датчика установлен жестко сэлектрическим контактом с возможностью вращения относительно егообмоток, стакан выполнен из изоляционного материала, а измерительнаяаппаратура выполнена в виде двух датчиков Холла, трех усилителей постоянного тока и переключателяпараметров, при этом элемент Холла 1 О и измерительная обмотка первого датчика соединены электрически последовательно с наковальней и магнитопроводом, а выход этого датчика через первый усилитель соединен .с входом переключателя параметров,с выходом которого соединен элемент Холла второго датчика, измери- .тельная обмотка которого соединеначерез второй усилитель с измерительной обмоткой магнитоупругого датчика, а через третий усилитель элемент Холла второго датчика связан с приводом вращения наковальни,Кроме того, элемент Холла второго датчика и переключатель параметров связаны с приводом вращения через введенный в измерительную аппаратуру магнитный барабан, выполненный с возможностью варьирования частотывращения и синхронного удалениязаписанных импульсов,при этом считывающие магнитные головки барабанаподсоединенык регистратору через введенные в устройство операционныеусилители. Причем привод выполнен в виде конической передачи, один вал которой соединен с наковальней, а другойс вариатором оборотов магнитного установки крешера. На фиг, 1 изображено устройство для измерения параметров удара машин ударно-вращательного действия;В среднем положении переключателей 24 и 33 головки 17 и 18 отключены и на магнитной дорожке циклическиповторяется один и тот же одиночный )импульс. Дополнительное его растяже-.ние по времени можно осуществитьуменьшением напряжения питания электродвигателя 11. При этом все элементы схемы ( Фиг. 1) за исключениеммагнитного барабаНа 16 с операционнымиусилителями,20 в работе не участвуют.10Строботахометр 44 служит для уста"новки синхронизма вращения магнитопровода 2 датчика, наковальни б иштанги 38 изменением напряжения питания электродвигателя 11, 15В режиме изменения силы удара,деформации при ударе их производныхи средних значений переключатель 33ставится в левое положение, а переключатель 24 - произвольно, при этоммагнитопровод 2 и контактная частьмагнитоупругого датчика связаныобмотками 28 и 27 каждого датчикаХолла независимо друг от друга и сэлементов 32 и 31 снимаются ударныеимпульсы,пропорциональные силе уда-ра и деформации, а именно:О=-К=С В=С Кр (=-о =- С 2.Р Ь Р 1 , Вгде - постоянный коэффициент; З 0индукция в магнитопроводе30, пропорциональная силе Р3 - ток в элементе Холла, про"порционалвный нацряжениюисточника 36 питания.С усилителей 26 и 25 сигналы (б)и ( 7 ) попадают на магнитные головки17 и далее работа магнитного барабана 16 и ойерационных усилителей 20происходит аналогично описанному, В 40случае работы операционных усилителей 20 в режиме дифференцированиясигналов ударных импульсов имеемна экране осциллографа следующиезависимости:ЙОШИ д 4.-: К, - - скорость деформации,(8)--- скорость измене 60И РЖ0150 В случае интегрирования ударных импульсов операционными усилителямк 20 имеем на экране следующие зависимости:- ср =. КЖ = й,где Г - время соударения - определяется на экране осциллографа с учетом скорости вращения барабана и скорости вращения штанги 38.Контактные напряжения. определяются по закону Гука с учетом зависимостей С 10) и ( 11) .В режиме измерения параметров у а-. ра машнн ударного действия вращен 1 з магнитопровода 2 датчика и наковальни б исключается путем вывода капроновой шестерни 12 из .зацепления с сопряженной шестерней конической передачи путем, например, поднятия шестерни 12 вверх по валу, который она приводит во вращение, и вывода ее из шлицевого зацепления с ним.В остальном работа устройства происходит аналогично описанному.В случае испытания образца 5 не- металлического происхождения работа контактной части датчика исключается. В этом случае возможны измерения ударных импульсовЙе 39 р ср Ю а сР Наличие новых элементов и связей в предлагаемом устройстве значительно расширяет его функциональ-. ные возможности, а также повышает точность измерения за счет определения истинных параметров удара машин ударно-вращательного действия :в месте контакта,1012055 Составитель В, Курбатоаидура Техред А. Бабинец актор рректор А. Дзятко Подпис илиал ППП "Патентп, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 каз 2747/50 ВНИИП по 113035, Тираж 871 осударственного лам изобретений сква, М.-35, Рау митета СССРоткрытий ая наб д, 4/