Торсиограф для исследования крутильных колебаний вала двигателя внутреннего сгорания

 

ТОРСИОГРАФ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ВАЛА ДВИГ ТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержа щий маховик,установленный с помощь подшипников на оси присоединительного элемента, связанного с валом двигателя, упругий элемент в виде 5-образной пружины, посредством ко торой маховик связан с осью присое динительного элемента, тензодатчйк размещенный на упругом элементе, и узел блокировки/ отличающийся тем, что, с целью повышения точности тарировки, в jjero введен тарировочный узел, выполненный в виде размещенного в маховике параллельно его оси тарировочного винта со стрелкой-указателем и штифтом , расположенным на торце винта эксцентрично его оси, радиального паза, выполненного в присоединительном элементе, и размещенной на маховике градусной шкалы, при этом штифт расположен с возможностью скольжения в радиальном пазе, а узел блокировки расположен диаметрально противоположно тарировочному узлу и выполнен в виде размещенного в маховике параллельно его оси блокировочного винта со стрелкойуказателем и фасонным в сечении штифтом, расположенным на торце винта соосно с ним, и радиального паза , выполненного в присоединительном элементе, причем фасонный штифт расположен с гарантированным зазором в соответствующем радиальном пазе, а на маховике нанесена шкгша этого гарантированного зазора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК "« с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3548218/18-10 (22) 05.11.82 (46) 23.03 ° 84. Бюл. 9 11 (72) Л.Ф.Кононенко и С.Н.Яблонский (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (53) 531.768; 531.781(088.8) (56) 1. Фролов Л.Б. Измерение крутящего момента. М., Энергия, 1967, с.56-58.

2. Гевондян T.A ° и др. Приборы для измерений и регистрации колебаний. M., Машгиз, 1962, с.362-363, фиг.358 (прототип). (54)(57) ТОРСИОГРАФ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИИ ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий маховик, установленный с помощью подшипников на оси присоединительного элемента, связанного с валом двигателя, упругий элемент в виде

5-образной пружины, посредством которой маховик связан с осью присоединительного элемента, тензодатчик, размещенный на упругом элементе, и узел блокировки, о т л и ч а ю,m> SU ou А

3(51) G 01 P 15/02; G 01 Ь 3 10 шийся тем, что, с целью повышения точности тарировки, в цего введен тарировочный узел, выполненный в виде размещенного в маховике параллельно его оси тарировочного винта со стрелкой-указателем и штифтом, расположенным на торце винта эксцентрично его оси, радиального паза, выполненного в присоединительном элементе, и размещенной на маховике градусной шкалы, при этом штифт расположен с возможностью скольжения в радиальном пазе, а узел блокировки расположен диаметрально противоположно тарировочному узлу и выполнен в виде размещенного в маховике параллельно его оси I блокировочного винта со стрелкойуказателем и фасонным в сечении штифтом, расположенным на торце винта соосно с ним, и радиального паза, выполненного в присоединительном элементе, причем фасонный штифт Я расположен с гарантированным зазором в соответствующем радиальном пазе, а на маховике нанесена шкала этого гарантированного зазора.

1081547

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования крутильных колебаний валов двигателей внутреннего сгорания.

Известен торсиограф, содержащий свободно сидящую на оси исследуемого вала моховую массу, связанную с ним упругой пружиной, и систему регистрации углового перемещения маховой массы относительно вала fl) .

Однако данное устройство не обеспечивает требуемой точности измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является торсиограф для исследования крутильных колебаний вала двигателя внутреннего сгорания, содержащий маховик, установленный с помощью подшипников на оси присоединительного элемента, связанного с валом двигателя, упругий элемент. в виде S-образной пружины, посредством которой маховик связан с осью присоединительного элемента, тензодатчик, размещенный на упруroM элементе, и узел блокировки (2) .

Недостатком известного торсиографа является сложность процесса тарировки и его низкая точность.

Целью изобретения является повышение точности тарировки.

Указанная цель достигается тем, что в торсиограф для исследования крутильных колебаний вала двигателя внутреннего сгорания, содержащем маховик, установленный с помощью подшипников на оси присоединительного элемента, связанного с валом двигателя, упругий элемент в виде

S-образной пружины, посредством которой маховик связан с осью присоединительного элемента; тензодатчик, размещенный на упругом элементе, и узел блокировки, введен тарировочный узел, выполненный в виде размещенного в маховике параллельно его оси тарировочного винта со стрелкой-указателем и штифтом, расположенным на торце винта эксцентрично его оси, радиального паза, выполненного в присоединительном элементе, и размещенной на маховике градусной шкалы, при этом штифт расположен с возможностью скольжения в радиальном пазе, а узел блокировки расположен диаметрально противоположно тарировочному узлу и выполнен в виде размещенного в маховике параллельно его оси блокировочного винта со стрелкой-указателем и фасонным в сечении штифтом, расположенным на торце винта соосно с ним, и радиального паза, выполненного в присоединительном элементе, причем фасонный штифт

Торсиограф работает следующим образом.

При торсиографировании вала двигателя винт 10 вывернут и заменен винтом-болванкой, сбалансированным в маховике с винтом 13, Который повернут так, чтобы штифт 14 имел с парасположен с гарантированным зазором в соответствующем радиальном пазе, а на маховике нанесена шкала этого гарантированного зазора, На фиг.l представлен предлагаемый торсиограф, продольный разрез; на фиг.2 — то же, вид с торца; на фиг.3 — сечение A-А на фиг.l.

Торсиограф для исследования крутильных колебаний вала двигате10 ля внутреннего сгорания (фиг.l) содержит присоединительный элемент 1 для связи с валом 2 двигателя внутреннего сгорания, ось 3, подшипники 4, сейсмическую массу, выпол15 ненную в виде маховика 5, упругий элемент в виде S-образной пружины 6 (фиг.2), преобразователь в виде тензодатчика 7, установленного на упругом элементе. S-образная пружина сВоеА средней частью закреплена B оси 3 и связана своими периферийными частями 8 с маховиком 5. Указанная связь выполнена регулируемой для начальной установки, например, в виде продолговатых пазов 9 в периферийных частях 8. Маховик 5 расположен на подшипниках 4 на оси 3. Торсиограф содержит тарировочный узел, выполненный в виде тарировочного винта 10 с штифтом 11 (фиг.1 и 3), расположенным эксцентрично оси винта 10, и радиального паза 12 в присоединительном элементе 1. При этом винт 10 размещен в маховике 5, а штифт 11 расположен в пазе 12 с воз35 можностью скольжения в нем, но беэ гарантированного зазора. Узел блокировки выполнен в виде блокировочного винта 13 с штифтом 14, соос- ным оси винта 13, и радиального па40 за 15 в присоединительном элементе 1. Винт 13 размещен в маховике 5 со стороны, диаметрально противоположной тарировочному винту 10, что позволяет не нарушать балансировки устройства. Нри этом штифт 14 имеет со сторонами паза 15 гарантированные зазоры 16. Поперечное сечение штифта 14 выполнено фасонным, например, в виде овала или эллипса, так что изменение положения оси эллипса (или овала) меняет величину зазора 16. Винт 19 снабжен стрелкойуказателем 17, в маховик 5 имеет вблизи стрелки-указателя 17 градусную шкалу 18 ° Аналогичную стрелку имеет винт 13, а маховик 5 вблизи винта 13 имеет шкалу 19 гарантированного зазора.

1081547 зом 15 максимальный зазор. Величина зазора выбрана такой, чтобы в его i пределы укладывались максимально возможные смещения маховика 5 относительно элемента 1. При вращении вала двигателя момент передается на присоединительный элемент 1, на ось 3, затем через S-образную пружину 6 — на маховик 5.

При пуске двигателя, когда резкое ускорение вала 2 может привести к поломке пружины 6, в работу вступает узел блокировки. При повороте вала 2 и элемента 1 относительно маховика 5 на угол, превышающий максимально ожидаемый при торсиографировании, одна из сторон паза 15 упирается в штифт 14, так что в это время момент передается от элемента 1.через контакт паза 15- со штифтом 14 непосредственно на маховик 5, чем устраняется черезмерная деформация пружины 6. При торсиографировании на исследуемом режиме зазоры между сторонами паза 15 и штифтом 14 не выбираются, момент зт элемента 1 к маховику 5 передается через пружину 6, которая деформируется в соответствии с угловыми смещениями элемента 1, а следовательно, вада 2 относительно маховика 5. Деформации пружины. 6 передаются преобразователю-тензодатчику 7, который включен в обычную мостовую схему и обеспечивает выходной сигнал на регистратор.

Полученный выходной сигнал обрабатывается по результатам статической тарировки, а для повышения точности — и динамической тарировки.

Статическая тарировка торсиографа проводится следующим образом.

При остановленном двигателе (или торсиографе, если он связан с двигателем через разобщительную муфту) вворачивают винт 10 так, чтобы штифт 11 вошел в паз 12. Тогда при повороте винта 10 на некоторый угол штифт 11 благодаря его эксцентричному расположению относительно оси винта 10 и взаимодействию с пазом 12 смещен маховик 15 на некоторый .угол относительно оси 3, элемента 1 и вала 2. Величина этого углового смещения может быть измерена например, с помощью делительной головки и нанесена на градусную шкалу 18„ а соответствующее зна» чение смещения считывается по стрелке-указателю 17. Задавая ряд угловых смещений и регистрируя соответствующие им сигналы с тензодатчика, получают тарировочную кривую статической тарировки. Элементы измерения, преобразования и регистрации сигналов обладают определенными частотными характеристиками, так что при работе торсиографа действительные, т.е. записанные в динамике смещения, будут отличаться от полу генных в статике. Предложенная конструкция торсиографа позволяет

10 проводить корректировку результатов статической тарировки динамической тарировкой.

Динамическая тарировка выполняется следующим .образом.

15 При статической тарировке поворачивают винт 13, устанавливая штифт 14 в некоторое положение, определяющее, например, минимальный зазор 16 между штифтом 14 и стенка2О ми паза 15, Величина зазора 16 из. меряется путем поворота винта 10, причем однажды положения штифта 14 могут быть вынесены на угловую шкалу 19 гарантированного зазора, величина которого затем будет определяться при повороте винта 13 по связанной с ним стрелке-указателю.

При торсиографировании, когда винт 10 вывернут так, что штифт 11 не взаимодействует с пазом 12, смещения маховика 5 относительно вала 2 ограничиваются зазором 16.

Когда весь зазор выбирается, регистрируемый сигнал с тензодатчика 7

35 имеет максимальную амплитуду, причем максимальный сигнал имеет площадку и постоянное значение уровня.

Этот сигнал и соответствует установленному зазору 16, причем сигнал получен в динамике. Устанавливая

40 различные значения зазора 16, получают кривую динамической тарировки, т.е. зависимость между смещением маховика 5 относительно вала 2 и уровнем регистрируемого в динамике

45 сигнала.

Предложенное устройство тарировочного узла позволяет записать помехи токосъемника регистратора. Для этого стрелка-указатель 17 по rpa5О дусной шкале 18 должна быть установлена в положение нулевого смещения маховика 5 относительно присоединительного элемента 1.

Использование в предлагаемом торсиографе встроенного тарировочного узла и узла блокировки с регулируемым гарантированным зазором позволяет повысить точность тарировки эа счет обеспечения возможности корректировки результатов статической тарировки по данным динамической тарировки.

1081547

1081547

Составитель Г.Целибеев

Редактор Л.Гратилло Техред A.Áàáèíåö Корректор Г.Решетник

Заказ 1540/39 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.Проектная, 4