Лабораторная установка для исследования характеристик приводных устройств и нагрузочных механизмов

 

Изобретение относится к демонстрационным устройствам и позволяет расширить диапазон исследуемых характеристик и повысить точность их измерения при изучении различных типов электроприводов и нагрузочных механизмов. Установка содержит размещенные на основании 1 привод вращения 2, нагрузочное устройство 3, датчик 4 частоты вращения валов и средство регистрации исследуемых характеристик, состоящее из размещенной на основании 1 U-образной рамы 5, двух установленных в стойках последней осей 6, 7 вращения, торсиона 10 с регулируемой посредством втулки 14 и цангового зажима 15 жесткостью и двух электромагнитных датчиков 12, 13 угла поворота осей 6, 7, обеспечивающих высокую частоту снимаемого сигнала. При включении привода вращения 2 крутящий момент с его вала передается через ось 6 вращения, торсион 10, ось 7 вращения валу нагрузочного устройства 3. Зная жесткость передающего звена (торсиона 10), входные и выходные параметры привода вращения 2 и нагрузочного устройства 3, снимаемые с датчиков 4, 12, 13, определяют различные характеристики (например, крутящий момент на валах, мощность, механические и динамические характеристики, КПД и др.) системы на различных режимах ее работы с использованием различных механизмов и приводов вращения, входящих в исследуемую систему. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

(19) (И) СОВХОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ° щ) 5 G 09 В 23/18

1 А1

1 (21) 4485690/31-12 (22) 23.09.88 (46) 15,08.90, Бюл. - 30 (71) Всесоюзное специализированное научно- производственное объединение

"Союзвузприбор" (72) В.Г.Стрельников (53) 681.3.371(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1193720, кл. С 09 В 23/18, 1985.

> (54) ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЧ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИВОДНЫХ

УСТРОЙСТВ И НАГРУЗОЧНЫХ ИЕХАНИЗМОВ ,(57) Изобретение относится к демонстрационным устройствам и позволяет расширить диапазон исследуемых характеристик и повысить точность их измерения при изучении различных типов электроприводов и нагрузочных механизмов. Установка содержит размещенные на основании 1 привод 2 вращения, нагрузочное устройство 3, датчик 4 частоты вращения валов и средство регистрации исследуемых харакф

2 теристик, состояцее из размещенной на основании 1 V — образной рамы 5, двух установленных в стойках последней осей 6,7 вращения, торсиона 10 с регулируемой посредством втулки 14 и цангового зажима 15 жесткостью и двух электромагнитных датчиков 12, 13 угла поворота осей 6, 7, обеспечивающих высокую. частоту снимаемого сигнала. При включении привода вра.щения 2 крутящий момент с его вала передается через ось б вращения, торсион 10, ось 7 вращения валу нагрузочного устройства 3.. Зная жесткость передаюцего звена (торсиона 10), вход- ные и выходные параметры привода вращения 2 и нагрузочного устройства 3, снимаемые с датчиков 4,12,13, определяют различные характеристики (например, крутящий момент íà валах> мощность, механические и динамические характеристики, КЦП и др.) системы на различных режимах ее работы с использованием различных механизмов и приводов вращения, входящих в исследуемую систему. t s.ï. ф-лы, 4 ил.

О 3 1585821 4

Изобретение относится к демонстрационным устройствам и может быть использовано, например. в учебном процессе при исследовании различных видов электроприводов и механических

5 характеристик нагрузочных механизмов (редукторов, вентиляторов. ь»уфт, тормозных устройств и т.п.). !

Цель изобретения — повышение демон-10 страционных качеств путем расширения дапазона исследуемьо» характеристик и повышение точностч измерения.

На фиг. 1 схематично представлена предлагаемая установка, общий вид;, f5 на фиг.2 — вид А на фиг.1; на фиг.3— электромагнитньп» датчик угла поворота оси, общий вид; на фиг.4 — установка при измерении КЦД механического устройства. 2О

Лабораторная установка для исследования приводных устройств и нагрузочных механизмов содержит размещенные на основании 1 привоц 2 вращения, нагрузочное устройство 3, датчик 4,25 частоты вращения их валов и средство регистрации исследуемых характеристик.

Средство, регистрации исследуемых характеристик состоит из вертикально размещенной на основании 1 3п

V — образной рамы 5, в стойках которой выполнены два сооснь»х отверстия, двух осей 6 и 7 вращения, размещенных .в отверстиях рамы, одна из которых (ось 6) связана с валом привода 2 вращения муфтой 8, а другая (ось 7) с валом нагрузочного устройства 3 муфтой. 9, торсиона 10 с линейной шкалой 11, связанного с осями 6 и 7 вращения, средства регулирования жесткос-4О ти торсиона и двух электромагнитных датчиков 12 и 13 угла поворота осей

6 и 7, размещенных на последних с внешней стороны "òîåê V — образной рамы 5. 45

Средство регулирования жесткости торсиона 10 выполнено в виде втулки

1 с цанговь»м зажимом 15, скользящей

/ по оси 6 вращения при помощи связывающей их шпонки 16 и одному концу торсиона.

Электромагнитный датчик угла поворота оси состоит из корпуса 17, размещенных в корпусе индуктора 18 соленоидного типа и взаимодействующе55 го с ним ротора 19, при этом на индукторе и роторе в зоне их взаимодействия выполнены перекрывающие од- на другую прорези 20, а все элементы датчика выполнены из электромагнитного материала. 1(роме того, каждьп» электромагнитньп» датчик 12 и 13 связан со средством регистрации, например осциллографом (не показан), Установка работает следующим образом.

Измерение крутящего момента на валу двигателя. Для проведения этих исследований ось 6 вращения связывают при помощи муфты 8 с валом исследуемого двигателя 2. Ось 7 вращения связывют муфтой 9 с валом нагрузочного устройства 3, а перемещением втулки 14 вдоль торсиона 10 и фиксацией ее при помощи цангового зажима 15 на соответствующем делении шкалы 11 торсиона устанавливают заданную чувствительноеть измерительной системы крутящего момента. При включении электродвигателя 2-происходит закрутка торсиона 10, регистрируемая датчиками 12 и 13, причем сигнал, снимаемый с датчика 13, отстает по фазе от сигнала, снимаемого с датчика 12. Разность фаз снимаемых сигналов соответствует крутящему моменту, передаваемому от двигателя 2 нагрузочному устройству 3.

Измерение мощности двигателя. Для проведения этих исследований используется установка, собранная по схеме предыдущего опыта. При включении электродвигателя 2 измеряется значение крутящего момента на его валу и частота вращения вала по датчику 4 частоты вращения. Произведение этих величин соответствует мощности, создаваемой двигателем.

Исследование механических характеристик (зависимость частоты вращения вала любого нагрузочного механизма от момента его сопротивления).

Для этого на место нагрузочного устройства 3 устанавливают исследуемый механизм, а на место привода 2 вращения устанавливают "электродвигатель с известными регулировочными характеристиками. После включения электродвигателя по разности фаз сигналов, снимаемых с датчиков 12 и 13, определяют момент сопротивления, оказываемьп» исследуемым механизмом вра- . щению .вала двигателя, а по частоте „ импульсов сигнала, снимаемого с датчика 13, определяют скорость вращения вала исследуемого механизма.

Размещая на месте нагрузочного устройличества периодов сигнала датчика, снимаемого за один оборот вала.

Использование изобретения позволяет значительно расширить область исследований характеристик различных приводных устройств и нагрузочных механизмов с одновременным повышением точности измерений этих характеристик

Лабораторная устанрвка для исследования характеристик приводных устройств и нагрузочных мехайизмов, содержащая размещенные на основании привод вращения, нагрузочное устройство, датчик частоты вращения их валов и средство регистрации исследуемых характеристик, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что) с пелью повышения демонстрационных качеств путем расширения диапазона исследуемых характеристик и повышейия точности Измерения, средство регистрации исследуемых характеристик состоит из вертикально размещенной на основании

V -образной рамы, в стойках которой выполнены два соосных отверстия, двух осей вращения, размещенных в

° отверстиях рамы, одна из которых связана с валом привода вращения, а другая — с валом нагрузочного устройстве., торсиона,с линейной шкалой, связанного с осями вращения, средства регулирования жесткости торсиона, выполненного в виде скользящей по одной из осей вращения и одному концу торсиона Втулки с цанговым зажимом» и двух электромагнитных датчиков угла поворота осей, размещенных на последних с внешней стороны стоек.

2. Установка по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что электромагнитный датчик угла поворота оси состоит из корпуса, размещенных в корпусе инду!стора соленоидного типа и взаимодействующего с ним ротора, при этом на индукторе и роторе в зоне их взаимодействия выполнены перекрывающие одна другую прорези.

Измерение ИЩ механического ус- 20 тройства, Для этого используется установка, схема которой представлена на фиг.З, при этом используется привод вращения, обеспечивающий возможность регулирования частоты враще- 25 ния вала в заданном диапазоне частот ° для каждого установленного уровня частбты вращения определяется передаваемая мощность до входного вала исследуемого механизма .и мощность на его 30 выхоцном валу. Соотношение этих мощностей соответствует КПД исследуемо-. го механизма.

Кроме этого установка позволяет исследовать динамические характеристики приводных устройств, для определения которых используется частота сигналов датчиков 12 и 13, снимаемая до и после установившегося режима работы исследуемой системы, т.е. g0 исследуются также переходные щ оцессы как во время разгона и ускорения вала приводного устройства, а также обратные являения. При этом большое

3 количество прорезей 20, выполненных на роторе 19 и индукторе 18 электромагнитных датчиков ",2 и 13, позволяет исследовать переходные процессы с большой степенью наглядности и точности, в результате высокого ко50

1585821 б ства различные механизмы (вентилятор, турбину, редуктор и т.п.) и зная характеристики привода вращения, определяют механические характеристики этих механизмов.

Исследование влияния переменнои жесткости механической передачи. Для этого используется становка, применяемая в первом опыте. В этом случае !

ОФормула изобретения демонстрация бпыта сводится к изменению жесткости торсиона 1О путем перемещения втулки 14, фиксации ее в заданном положении зажимом 15 на соответствующем делении шкалы 11 регистрации параметров системы и последующего сравнения полученных характеристик.

1585821

Составитель П.Сердечнав;

Редактор С.кисина Техред А.Кравчук Корректор П.Пилипенко

Заказ 2328 Тираж 387 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский ко ринат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 е