Магнитная пружина

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве упругого элемента в устройствах для измерения параметров механических колебаний в широком диапазоне частот, позволяя получить силовую характеристику магнитной пружины для подвеса И11ерщ1онного элемента вибродатчика с прямолинейным участком, длина которого равна размаху колебаний, и с заранее заданной жесткостью, ограниченной слева отри-, дательным пиком характеристики, а справа положительным пиком. Магнитная пружина содержит магнит и ферромагнитную пластину, в одной из сто рои которой выполнен гиперболический вырез, обращенный вьшуклостью внутрь пластины, а сама пластина наклонена под углом к оси относительных виброколебаний магнита и пластины. Такое вьтолнение магнитной прзгжины позволяет -понизить резонансную частоту колебательной системы вибродатчика хфи нез-начительной массе инерционного элемента и значительной амплитуде измеряемых колебаний. 3 ил. (Л 4 СЬ 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„1241068 А 1 (50 4 С 01 Н 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ", Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ силовую характеристику магнитной пружины для подвеса инерционного элемента вибродатчика с прямолинейным участком, длина которого равна размаху колебаний, и с заранее заданной жесткостью, ограниченной слева отри-, цательным пиком характеристики, а справа положительным пиком. Магнитная пружина содержит магнит и ферромагнитную пластину, в одной из сто рон которой выполнен гиперболический вырез, обращенный выпуклостью внутрь пластины, а сама пластина наклонена под углом к оси относительных виброколебаний магнита и пластины. Такое выполнение магнитной пружины позволя4Q ет понизить резонансную частоту коле-. бательной системы вибродатчика при незначительной массе инерционного элемента и значительной амплитуде измеряемых колебаний. 3 ил. (21) 3754685/24-28 (22) 12.06.84 (46) 30.06.86. Бюл. N - 24 (71). Центральный научно-исследовательский институт бытового обслужи-, вания (72) П.В Путенихин, Ю.А.Нартов,.

А.В.Швец.и А.Ю.Нартов (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 838403, кл. G 01 H 11/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 1180710, кл . G 01 Н 11/00, 1983. (54) МАГНИТНАЯ ПРУЖИНА (57) Изобретение относится к измери тельной технике и может быть использовано в качестве упругого элемента в устройствах для измерения параметров механических колебаний в широком диапазоне частот, позволяя получить

Ю

Р %

1 ю

Ю

4h

CO.

С5

1241068

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве упругого элемента при подвесе инерционного элемента. вибродатчика для измерения механических колебаний.

Целью изобретения является понижение резонансной частоты колебательной системы вибродатчика путем получения сИловой характеристики магнитной пружины с участком постоянной жесткости.

На фиг. 1, схематично изображена конструкция магнитной пружины; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг.3 силовая характеристика магнитной пружины.

Магнитная пружина содержит постоянный магнит 1, который установлен с возможностью виброколебательного перемещения вдоль оси Х относительно относительно плоскости ферромагнитной четырехугольной пластины 2, установленной под углом А к этой оси. Одна .из сторон пластины 2; параллельная направлению оси Х виброколебаний, выполнена с гиперболическим вырезом 3 первой степени, обращенным выпуклостью в ее тело.

Величину угла А выбирают из соот.ношения

A-С а=47 f М.а, где А -о угол наклона пластины 2 к оси Х (град); а — эмпирический коэффициент, который зависит от зазора о между магнитом 1 и пластиной 2, намагниченности магнита, его габаритов, а также габаритов и магнитной проницаемости материала пластины, и равен 0,1-1 град Н/м;

С вЂ” заданный коэффициент жесткости магнитной пружины на прямолинейном участке D силовой характеристики (Н/м);

- резонансная частота колебаР тельной системы вибродатчика (1/с);

М вЂ” масса инерционного элемента вибродатчика (кг).

Магнитная пружина работает. следующим образом.

Составляющая силы F взаимодействия между постоянным магнитом 1 и ферромагнитной пластиной 2, направленная вдоль оси Х, зависит от величины зазора между магнитом и пластиной.

25

Для небольших диапазонов изменения зазора, благодаря углу А наклона к оси Х и наличию гиперболического выреза 3 на ферромагнитной пластине 2, зависимость этой силы F от смещения магнита имеет на участке D линейный характер, а, при приближении магнита к краям пластины эта сила резко возрастает, изменяя знак (направление) у верхнего широкого края пластины 2.

В результате при смещении постоянного магнита 1 от положения равновесия вдоль оси Х,на участке D возникает упругая сила, пропорциональная величине этого смещения, т.е. реализуется магнитная пружина с линейным участком D силовой характеристики в заданном диапазоне относительных виброколебаний магнита 1 и пластины 2. Изменяя угол наклона А плоскости пласти= ны к оси Х, можно получать необходи мый коэффициент жесткости магнитной пружины в зависимости от требуемой резонансной частоты колебательной системы, в котором используется эта пружина.

Преимуществом предлагаемой магнитной пружины является возможность создания виброметров с низкой резонансной частотой при незначительной массе инерционного элемента и значительной амплитуде измеряемых вибраций.

Например, при массе инерционного элемента 10 г и амплитуде колебаний 35 мм резонансная частота ниже

1,5 Гц, причем статическое смещение отсутствует и размеры виброметра соизмеримы с размахом измеряемых колебаний.

Формула и s о бр ет ения

Магнитная пружина для подвеса инерционного элемента вибродатчика, содержащая ферромагнитный элемент и постоянный магнит, установленные на расстоянии с возможностью виброколебательного относительного перемещения, отличающаяся тем, что, с целью понижения резонансной частоты колебательной системы вибродатчика путем получения силовой характеристики магнитной пружины с участком постоянной жесткости, ферромагнитный элемент выполнен в виде четырехугольной пластины, в одной из сторон которой, параллельной направлению виброколебаний, выполнен

124

Составитель С.Лупачев

Редактор А.Лежнина Техред Л.Олейник Корректор Л.Патай

Заказ 3478/35 Тираж 507 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

1 t3035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 гиперболический вырез первой степени, обращенный выпуклостью в тело пластины, которая установлена к направлению виброколебаний под углом А=С.а, 1068 4 где С вЂ” заданный коэффициент жесткос тн магнитной пружины, Н/м; а — эмпирический коэффициент, равный 0 11 град. Н/м.