Устройство для динамических испытаний опор скольжения

 

Изобретение относится к измери- - тельной технике и может быть использовано для исследования работы.опор скольжения. Целью изобретения является повьшение точности измерений и распшрение функциональных возможностей за счет измерения угловой скорости вращения. Устройство содержит полость , вьшолненную в цапфе 4, с мембраной 18. Полость каналом соединенао

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) Ol) (д) 4 G 01 L 7/08, 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4259204/24-10 (22) 10 ° 06 ° 87 (46) 15.01.89..".Бюл. У 2 (71) Ижевский механический инстит.ут (72) В.Н.Шиляев, В.А.Мыльников и С.А.Тюрин (53) 531.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 687355, кл. G 01 L 11/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 1296869, кл. G 01 L 7/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ ОПОР СКОЛЬЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к измери= тельной технике и может быть использовано для исследования работы. опор скольжения. Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей sa счет измерения угловой скорости вращения. Устройство содержит по" лость, выполненную в цапфе 4, с мембраной 18. Полость каналом соединеиао

1451564 с полостью сильфона 19 и заполнена передающей жидкостью. Сильфон 19 ус- тановлен соосно на торце цапфы 4 и н его дне установлено зеркало 9, иМеющее плоскую и коническую часть, на которую нанесен растр в виде частотно-селективных полос. Напротив плоской части установлено неподвижно оское зеркало 10. Свет от источник 1 падает на светоделительную пласт ну 2, делится на два луча один иэ к торых отражается на зеркало 3, кон ческую часть зеркала 9 и попадает ч рез частотно-селективный фильтр 14 н фотоприемники 12 и 13. Второй луч п ает на плоскую часть зеркала 9, (1 ( (Изобретение относится к измериельной технике и может быть испольовано для исследования работы опор скольжения.

Цель изобретения — повышение точости измерений за счет повышения азрешающей способности устройства расширение функциональных возможНостей устройства за счет возможности 10 ( измерения угловой скорости вращения.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2— схема оптического взаимодействия плоского дна стакана и зеркала; на фиг.3 - схема прохождения световых лучей между коническими стенками.

Устройство содержит источник 1 коллимированного светового излучения с длинами 7(, и волн, оптически 20 взаимодействующий с делителем 2 и зеркалом 3, установленным под углом

45 к оси цапфы 4, вращающейся во втулке 5. Преобразователь 6 давления установлен по оси цапфы 4 и содержит 25 корпус 7 и оптический чувствительный к перемещению элемент 8, выполненный в форме стакана с коническими боковыми стенками, угол наклона которых к оси равен 45, и плоским дном, поверхность 9 которого выполнена зеркальной.и оптически взаимодействует с источником 1 света, плоским зеркалом 10, установленным параллельно зеркало 10 и опять на плоскую часть зеркала 9, после чего попадает на фотоприемник 11, При вращении цапфы 4 во втулке 5 изменяется давление, действующее на мемррану 18, которое приводит к осевому перемещению зеркала 9 и к смещению луча, падающего на фотоприемник 11, причем биение цапфы не оказывает влияния на результат.

На фотоприемник 12 поступает излучение в виде последовательности импульсов, частота следования которых характеризует скорость вращения. На фотоприемник 13 падает луч, характезирующий величину и направление биения цапфы. 3 ил. ей на расстоянии Ь, и. позиционно-чувствительным фотоприемником 11 фотоэлектрического преобразователя, выполненного .в виде блока, состоящего из трех фотоприемников, в который, кроме фотоприемника 11, также входят фотоприемники 12 и 13 (один из которых, например 13, является четырехкоординатным), которые оптически взаимодействуют с частотно-сепективным фильтром 14, выполненным в виде прозрачной пластины, на которую нанесено частотно-селективное покрытие, пропускающее световое излучение с длиной волны, равной Я,, и отражающее излучение с длиной волны, равной

При этом пластина фильтра 14 установлена таким. образом, что световое излучение с длиной волны, равной 3,, проходит на. фотоприемник 13, а отраженное световое излучение поступает на фотоприемник 12. Частотно-селективный фильтр 14 оптически взаимодействует с коническими стенками элемента 8, на отражающую поверхность которых нанесен растр в виде равномерно расположенных по окружности частотно-селективных полос 15, выполненных путем нанесения на коническую поверхность частотно-селективных слоев, отражающих излучение только длины волны, равных я,, при этом под слоями поверхность конических стенок вы1451564 полнена светопоглощающей. Внутренняя полость преобразователя Ь давления заполнена жидкостью 16 и через систему каналов 17 в корпусе цапфы 4 гид5 равлически связана с диафрагмой 18, установленной эаподлицо с внешней поверхностью цапфы. Герметичность преобразователя 6 и воэможность перемещения элемента 8 осуществляют путем связи его с корпусом 7 упругой связью 19, например сильфоном. Фотоприемники 11-13 электрически связаны с блоком 20 регистрации.

Устройство работает следующим образом.

При вращении цапфы 4 во втулке 5 происходит изменение давления, действующего на диафрагму 18, которая, прогибаясь, создает давление в жидкости 16, которое через каналы 17 передается к преобразователю 6 давления, в результате чего .чувствительный элемент 8 перемещается в корпусе

7 вдоль оси, растягивая упругую связь (сильфон) 19, и изменяя зазор

L между поверхностью 9 и плоским зеркалом 10 (фиг.2). Падающий на делитель 2 луч света от источника 1 делится на два луча, один из котррых под углом, падает на поверхность 9, а другой, после отражения от зеркала 3, падает на коническую поверхность элемента 8, дважды отражается

35 от нее и поступает на частотно-селективный фильтр 14, При этом луч., падающий на поверхность 9, претерпевает многократное отражение между ней и плоским зеркалом 10, пока при пос- 40 леднем отражении от поверхности 9 не попадет на фотоприемник 11. При изменении давления в полости преобразователя 6 происходит смещение элемента 8 вдоль оси на величину б, зависящую от давления, что приводит к изменению зазора; L между поверхностью 9 и зеркалом 10, в результате чего световой луч, падающий на фотоприемник 11 смещается относительно предыдущего положения на величину f (фиг.2). Иэ геометрических соотноЬ шений (фиг.2) видно, что f = --.-- N, S ÕÏ0|. где N — - число отражений светового луча от поверхности 9, причем при постоянных размерах зеркала 10 угол о4 зависит только от М, которое можно менять, изменяя величину зазора Ь, при этом появляется возможность регулировать как чувствительность устройства к изменению давления, так и диапазон изм рения. Вследствие того, что изменение положения луча относительно фотоприемника 11 происходит только при осевом смещении элемента 8, то такие факторы, как биение цапфы 4, эксцентриситет установки и несоосность преобразователя 6 и цапфы 4 не оказывают влияние на точность измерений давления.

Кроме давления устройство дает возможность одновременно измерять скорость вращения цапфы 4, направление и величину ее радиального биения.

Это осуществляется следующим образом.

Луч А (фиг.3) отражается от зеркала 3 и параллельно оси цапфы 4 падает на коническую .поверхность элемента

8, дважды отражается от нее и направляется в обратном направлении (луч (А ), параллельно падающему. Так как на коническую поверхность элемента 8 нанесен растр в виде равномерно расположенных по окружности частотноселективных полос 15, то.при вращении цапфы 4 луч А, содержащий излучение с длинами волн, равными 3, и поочередно отражается то от зеркального покрытия конической поверхности, то от частотно-селективного покрытия, . которое отражает только часть луча А, содержащую излучение с длиной волкы, равной Я,. Луч A поступает на частотно-селективный фильтр 14, который пропускает на четырехкоординатный фотоприемник 13 излучение с длиной волны, равной ф<, и отражает на фотоприемник 12 излучение с длиной волны, равной . !

Вследствие того, что в луче А излучение с такой длиной волны присутствует тс лько при отражении луча А от зеркальных участков конической поверхности, то при вращении цапфы 4 на фотоприемник 12 будет поступать излучение в виде последовательности световых импульсов, частота следования которых характеризует скорость ( вращения. Часть луча А, проходящая на фотоприемник 13, не зависит от скорости вращения, так как содержит только свет с длиной волны, равной который отражается как от частотно-селективных полос 15, так и от остальной зеркальной поверхности ко5 1451564 йуса, но зато его положение относи- s кало по глом 45 к ельно центра фотоприемника 13 будет оси цапфы, источник света и фотоэлекменяться в зависимости от направле- трический прео p p е ки п еоб аэователь при этом ия и амплитуды биений цапфы 4. Если полость, вь полненная в цапфе, эаполЭ исходном положении фотоприемник 13 иена жидкостью и ..снабжена каналом, установлен так, Что луч А попадает о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с его центр, то при появлении биения, целью повышения точности и расширенапример, с амплитудой S (фиг.3), ния функциональных,возможностей, уч А сместится на величияу, равную 10 оно снабжено неподвижным плоским зер"

fS, в положение В, а фотоприемник 13 калом и частотно-селективным фильт ыра отает, электриче к

ыработает, электрический сигнал, ха- ром, а оптический чувствительный к актеризующий величину и направление перемещению элемент выполнен в виде стакана с конической стенкой, внутмплитуды биения повышается точность 1Б ренняя поверхность которой вместе с плоским дном стакана выполнена зерЭлектрические сигналы с фотопри- кальной, причем на зеркальной помников 11-13 поступают в блок 20 верхности конической :стенки стакана егистрации, где преобразуются »е нанесен растр s виде равноиерно расбходимую форму, удобную для изуче 2О положенных по окружности частотноселективных полос, согласованных по ия. диапазону волн:пропускания с частота и э о б р е т е н H s но-селективным фильтром, при этом о р м у л а и дно стакана размещено на дне сильфоустройство для динамических испы 2Б на, полость которого соединена с ка таний опор скольжения, содержащее по налом и заполнена жидкостью, плоское ость, выполненную в цапфе и закры- зеркало размещено напротив и парал тую мембраной, установленной на ци лелька дну.: стакана, а фотоэлектри линдрическои по поверхности цапфы опти- .ческий преобразователь выполнен в виЭ ческий чувствительный к перемещению Зц де блока, состоящего из трех фотопри,,элемент с зеркальной поверхностью и емников, один из которых оптически мещенные соосно в торце . связан с плоским дном стакана, а вто,сильфон-, раз цапфы по ее оси, си при этом напротив рой и.третий через. частотно-селективчувствительного к перемещению эле- ный фильтр — с конической стенкой мента установлены светоделительная стака

35 .

НАКИПИ .Заказ 7071/40 Тираж 788 Подписное

Произв.-nosmrp. пр-тие, r. Ужгород, у