Оптический вибропреобразователь и способ его установки

 

Изобретение относится к области виброизмерительной техники и может применяться для определения параметров колебаний и перемещений при упругих деформациях конструкций. Цель изобретения - упрощение установки и Настройки вибропреобразователЯв Особенностью конструкции является выполнение упругого подвеса втулок 4 и 5, с отражающими поверхностями 10 и 11 на торцах и инерционных элементов 6 в виде пружины 3 с витками, имеющими в сечении форму параллелограмма , и с боковыми сторонами, на внешней поверхности которых выполнены отрезки винтовой линии, образующие в сжатом состоянии пружины непрерывную резьбу. Для установки вибропреобразователя на объекте предварительно выполняют резьбовое отверстие, соответствующее размеру резьбы пружины 3. Внутри преобразователя по его оси размещают стягивающий элемент и путем завинчивания его в одну из втулок 4 или 5 сжимают пружину 3 до образования непрерывной винтовой поверхности . Залем пружину 3 ввинчивают в отверстие до заданной глубины и извлекают стягивающий элемент. 2 с. и 1 3.п. ф-лы, 3 ил. $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Лу /Б 10 Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4109827/24-28 (22) 20.06.86 (46) 07.08.88. Бюл. Р 29 (72) А.H.Âoñòðoâ и Б.П.Колосов (53) 620.178,5 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 462089, кл. G 01 Н 1/00, 1973, Авторское свидетельство СССР

Ф 160595, кл. G 01 Н 9/00, 1962. (54) ОПТИЧЕПКИЙ ВИБРОПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ

И СПОСОБ ЕГО УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к области виброизмерительной техники и может применяться для определения параметров колебаний и перемещений при упругих деформациях конструкций. Цель изобретения — упрощение установки и настройки вибропреобразователя. Осо» бенностью конструкции является вы™ полнение упругого подвеса втулок 4

ÄÄS0ÄÄ 1415070 А 1,5И G 01 Н 1/00, 9/00 и 5, с отражающими поверхностями 10 и 11 на торцах и инерционных элемен тов 6 в виде пружины 3 с витками, имеющими в сечении форму параллелограмма, и с боковыми сторонами, на внешней поверхности которых выполнены отрезки винтовой линии, образующие в сжатом состоянии пружины непрерывную резьбу. Для установки вибропреобразователя на объекте предварительно выполняют резьбовое отверстие, соответствующее размеру резьбы пружины 3. Внутри преобразователя по его оси размещают стягивающий элемент и путем завинчивания его в одну из вту лок 4 или 5 сжимают пружину 3 до об разования непрерывной винтовой поверхности. Залем пружину 3 ввинчивают в отверстие до заданной глубины и извлекают стягивающий элемент. 2 с. и 1 з,п. ф-лы, 3 ил.

1415О7О

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров колебаний конструкционных элементов различных сооружений и механических систем, а также для измерения переме;щений при упругих деформациях различных конструкций.

Цель изобретения — упрощение уста- 10 нонки и настройки вибропреобразователя.

На фиг.1 изображен оптический вибропреобразователь, ввинченный в кон струкционный элемент, с установлен- 15 .:ным и нем стягивающим резьбовым и

1инерционным элементами, продольный ,разрез; на фиг.2 - то же, рабочее ,состояние, продольный разрез; на ,фиг.3 — вид A на фиг.1. 20

Оптический вибропреобразователь устанавливается B тело конструкцион.ного элемента 1 (стрингер, шпангоут, переборка и т.п.), имеющего резьбу

:2 и представляет собой цилиндричес,кую винтовую пружину 3 переменного ,шага с прямолинейной осью и централь ным ступенчатым отверстием. Концы пружины выполнены в виде цилиндрических втулок 4 и 5, на которых мо- 30 гут быть установлены (навинчены) инерционные элементы 6 в виде круглых кольцевых гаек с отверстиями 7, В осевом сечении (фиг.1 и 2) витки IIpужины 3 имеют форму параллело грамма 8 с боковыми слоронами, параллельными оси пружины. Прорезь 9, формирующая пружину 3, выполнена с постоянным наклоном своей образующей к оси пружины 3. Торцы цилиндри- 40 ческих втулок 4 и 5 выполнены в виде отражающих плоскостей 10 и 11, перпендикулярных оси пружины 3, а на внешней ее поверхности выполнены отрезки винтовой линии, образующей в сжатом состоянии пружины 3 совместно с втулками 4 и 5 непрерывную винтовую поверхность в виде резьбы 12, соответствующей резьбе резьбового отверстия 2 конструкционного

50 элемента 1, Кольцевые инерционные элементы 6 (гайки) выполнены с фиксирующим элементом в виде перпендикулярной центральной оси гайки прорези 13, пересекаемой перпендикулярным ей отверстием с резьбой 14, н которое ввернут фиксирующий винт 15. При этом отверстия 7 служат для установки дополнительных винтов (не показаны), предназначенных для балансировки.

Для установки оптического вибропреобразователя в резьбовое отверстие конструкционного элемента 1 втулка 4 имеет соосное с осью пружины 3 резьбовое отверстие 16 со ступенчатым переходом 17. В отверстие 16 нвернут резьбовой элемент 18, выполненный в виде винта, головка 19 которого опирается своими заплечиками на плоскую поверхность перехода 20, образованную расточкой центрального отверстия 21 но втулке 5. Для удобства внорачивания оптического вибропреобразователя в тело конструкционного элемента 1 на втулках 4 и 5 выполнены по две параллельные лыски 22, Для снятия кон центрационных напряжений оба конца прорези 9 снабжены радиальными отверстиями 23.

Оптический вибропреобразователь устанавливают на контролируемый конструкционный элемент механической системы в следующей последовательности.

Для подготовки к установке в тело конструкционного элемента 1 оптического вибропреобразователя необходимо сжать его пружину 3, для чего в центральное ступенчатое отверстие со стороны цилиндрической втулки 5 внодят резьбовой элемент 18, размещают его по оси оптического вибропреобразователя и своей резьбоной частью вворачивают в резьбовую часть центрального отнерстия цилиндрической втулки 4 до тех пор, пока не произойдет посадка всех витков пружины 3, и не образуется непрерывная винтовая поверхность, образующая резьбу 12, соответствующую предварительно изготовленной резьбе 2 в теле исследуемого конструкционного элемента 1.

После этого ввинчивают оптический вибропреобразователь в отверстие в теле конструкционного элемента 1 IIo резьбе 2 до расчетной глубины, затем выворачивают резьбовой элемент 18 из оптического нибропреобраэователя поддерживая ключами эа лыски 22 цилиндрические втулки 4 и 5 от взаимного проворота, извлекают из центрального ступенчатого отверстия стягивающий резьбовой элемент 18 и произво-я дят тарировку оптического вибропреобразователя. з )4)50

Так как оптический вибропреобразователь представляет собой две инерционные массы, соосно установленные на упругих элементах различной жест5 кости с закреплением в единой точке конструкционного элемента, то это позволяет производить контроль за упругими деформациями механических систем в широких пределах. 10

Для изменения собственных частот колебаний инерционных масс цилиндрических втулок 4 и 5 на эти втулки могут быть навинчены дополнительные инерционные элементы 6 с фиксирующи- !5 ми винтами 15, по периметру которых параллельно отверстию с резьбой 14 могут быть выполнены несколько резьбовых отверстий 7 для установки дополнительных винтов, предназначенных 20 дпя балансировки и изменяющих в некоторых пределах колеблющуюся инерционную массу.

Центральное отверстие в цилиндрической пружине 3 и цилиндрических 25 втулках 4 и 5 используется при этом для контроля эа положением отраженного луча от поверхности и дополнительно установленного неподвижного относительно поверхности зеркала (не 30 показано) при одновременном контроле за отражением параллельного первому луча коллиматора от плоскости l l, Контроль положений Отражающих плоскостей 10 и 11 торцов цилиндрических втулок 4 и 5 с разверткой во времени и по координатам может быть осуществлен двухкоординатным цифровым автоколлиматором с записью информации получаемого сигнала с частотой опроса, 40 по крайней мере в 10 раз превышающей соб" ственную частоту колебаний оптического вибропреобразователя. Оптический вибропреобраэователь, установленный в тело конструкционного элемента, слу- 45 жит преобразователем-концентратором потенциальной энергии измеряемой системы в кинетическую энергию масс концевых участков самого оптического вибропреобраэователя, которые, подвешенные на упругих связях, представляют собой консервативную механическую систему слабодемпфированных колебаний, критерии устойчивости которой определяют и ее собственные параметры.

Так как направление вектора максимального силового воздействия для оптического вибропреобразователя не

70 имеет существенного значения, а критичным параметром является модуль этого воздействия, то, отмечая максимальное отклонение луча автоколлиматора и зная частоту собственных колебаний суммарных инерционных масс, установленных на цилиндрических втулках 4 и 5, вычисляют амплитуды и фазы колебаний конструктивных элемен» тов в исследуемых точках конструкции по фиксированным значениями амплитуд отклонения зеркальных плоскостей 10 и 11 от принятого за нулевое положение значения.

Перестраивая оптический вибропреобразователь на другие собственные частоты, мОжнО HoHblcHTb точность измеренных амплитуд и фаз колебаний конструктивных элементов и определить собственные резонансные частоты отдельных конструктивных элементов исследуемой системы. При этом конструкция оптического вибропреобразова» теля позволяет осуществлять его быструю установку и настройку применительно к различным условиям работы и исследуемым элементам.

Ф о р м у л а и з обретения

). Оптический вибропреобразователь содержащий инерционные элементы, ус« тановленные на упругом подвесе, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения установки и настройки, упругий подвес выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины пе ременного шага с прямолинейной осью, концы пружины выполнены в виде цилиндрических втулок, инерционные элементы установлены на втулках, в осевом сечении пружины ее витки имеют форму параллелограммов с боковыми сторонами, параллельными оси пру жины, торцы втулок выполнены в виде отражающих плоскостей, перпендикулярных оси пружины, а на ее внешней поверхности выполнены отрезки винтовой линии, образующие в сжатом состоянии пружины резьбу.

2. Вибропреобраэователь по п,l, отличающийся тем, что в нем инерционные элементы выполнены в виде гаек, навинченных на втулки, с фиксирующими элементами.

3. Способ установки оптического вибропреобразователя на объект, о т» л и ч а ю шийся тем, что, с .

Составитель А,Винокуров

Техред М.Ходанич

Корректор А.Обручар

Редактор Н.Рогулич

Заказ 3862/37 Тираж 524

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

ПроизводствеHHo-ïoëèãðàôè÷åñêoå предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

1415070. целью упрощения установки и настрой- ней мере в одну из втулок сжимают пруки, перед установкой вибропреобра- жину до образования непрерывной вин« зователя в объекте выполняют резь- товой поверхности, соответствующей бовое отверстие, соответствующее раэ- резьбовому отверстию в объекте на меру резьбы пружины, внутри пружины

5 участке ввинчивания, пружины ввинчираэмещают по ее оси стягивающий резь- . вают в отверстие до заданной глубибовой элемент, закрепляют его на втул- ны и извлекают стягивающий резьбовой ках и путем эавинчивания его по край- элемент.