Опора прибора

 

Использование: область приборостроения , в частности счетчики электрической энергии, узлы гироскопических приборов и т. п. Сущность изобретения: опора содержит выполненные в корпусе подпятник, держатель , регулировочный винт в резьбовом отверстии корпуса, цилиндрическую спиральную пружину между винтом и держателем , установочный винт с асимметрией относительно продольной оси, часть которого ввернута в пружину, а оставшаяся часть свободно размещена в глухом отверстии в держателе. Осевая асимметрия установочного винта достигнута выполнением к нем сквозного отверстия, ось которого параллельна продольной оси винта и смещена относительно данной оси. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825209/21 (22) 14.05.90 (46) 30,08,92. Бюл. Ы 32 . (71) Ульяновский политехнический институт (72) Д.M. Белый (56) Асс Б.А. и др. Детали и узлы авиационных приборов их расчет. М.: Машиностроение, 1966, с, 307.

Илюкович А.M. Электрические счетчики.

M.-Л.: Госэнергоиздат, 1963, с. 323-331.

Беного М,И, и др. Динамика осциллографических гальванометров. М,: Энергия, 1976, с. 13. (54) ОПОРА ПРИБОРА (57) Использование: область приборостроения, в частности счетчики электрической

Изобретение относится к приборостроению, а именно к приборам, в которых по движная часть совершает колебательное или вращательное движение относительно установленного в корпусе подпятника, например к счетчикам электрической энергии, узлам гироскопических приборов и устройств и т, д.

Известны конструкции опор на кернах, содержащие керн, выполненный заодно целое с осью или отдельно, и подпятник со сферической поверхностью под острие керна, завальцованный в винт, перемещающийся в осевом направлении для регулировки осевого зазора.

Однако такие жесткие конструкции опор не позволяют защитить прибор от действия ударов и вибраций, смягчить внешние воздействия, что приводит к низкой виброустойчивости приборов, Кроме того, такие энергии, узлы гироскопических приборов и т. и, Сущность изобретения; опора содержит выполненные в корпусе подпятник, держатель, регулировочный винт в резьбовом отверстии корпуса, цилиндрическую сп«ральную пружину между винтом и держателем, установочный винт с асимметрией относительно продольной оси, часть которого ввернута в пружину, а оставшаяся часть свободно размещена в глухом отверстии в держателе. Осевая асимметрия установочного винта достигнута выполнением к нем сквозного отверстия, ось которого параллельна продольной оси винта и смещена относительно данной оси. 1 ил, опоры имеют большие потери на трение, что приводит к уменьшению чувствительности и стабильности показаний прибора, к быстрому износу опор, особо проявляющемуся a Ql электросчетчиках, где ротор работает в ре- QQ жимах вращения. (л

Известны также конструкции опор, вы- р,, полненные в корпусе и содержащие подпятник со сферической поверхностью под острие керна, завальцованный в держатель, опирающийся на цилиндрическую спиральную пружину, смягчающую действие на прибор ударов и вибраций, 1

Однако известная опора предусматривает упругое крепление подпятника на цилиндрической спиральной пружине.

Естественно, что установленный на такой опоре прибор представляет собой колебательную систему, собственная частота которой определяется массой прибора и

1758562 продольной жесткостью пру>кины опоры, Поэтому при внешних вибрационных воздействиях на прибор с данной частотой— кинематическом возбуждении колебаний или внутренних вибрационных воздействиях, источником которых является сам прибор — инерционном возбуждении (при вращении ротора прибора в случае малейmего разбаланса ротора такое возбу>кдение обязательно появляется), возникают резонансные колебания установленного на опоре прибора, что обусловливает низкую виороустойчивость данной конструкции, Цель изобретения — повышение виброустойчивости прибора на опорах, Поставленная цель достигается тем, что в опоре прибора, содер>кащей выполненные в корпусе подпятник, закрепленный в держателе, регулировочный винт, установленный в резьбовом отверстии корпуса, и цилиндрическую спиральную пружину, размещенную между винтом и держателем, опора снабжена установочным винтом, выполненным с асимметрией относительно продольной оси, часть которого ввернута в контактирующую с держателем сторону цилиндрической спиральной пружины, а оставшаяся часть свободно размещена в глухом отверстии, выполненном в держателе.

Таким образом, в предлагаемой конструкции опоры при возникновении резонансных колебаний на винт в результате его асимметрии в поперечной плоскости начинает действовать эакручивающий момент, имеющий постоянную составляющую в одну из сторон по вертикали. Поэтому в зависимости от своей ориентации винт или вкручивается в пружину, или выкручивается из нее, изменяя тем самым продольную жесткость пружины и, следовательно, собственную частоту колебательной системы прибор — пружина, что приводит к автоматическому "уходу" колебательной системы от резонансного режима.

На чертеже схематически иэобра>кена предлагаемая опора прибора с разрезом по плоскости симметрии.

Опора прибора содер>кит выполненные в корпусе 1 подпятник 2, завальцованный в держатель 3. регулировочный винт 4, установленный в реэьбовом отверстии 5 корпуса 1, цилиндрическую спиральную пружину

6, зажатую между винтом 4 и держателем 3, установочный винт 7, выполненный с асимметрией относительно продольной оси, часть которого ввернута в контактирующую с держателем 3 сторону цилиндрической спиральной пружины 6, а оставшаяся часть свободно размещена в глухом отверстии 8, 5

55 выполненном в держателе 3. При этом осевая асимметрия винта 7 достигнута выполнением в нем сквозного отверстия 9. ось которого параллельна продольной оси винта 7 и смещена относительно данной оси, Опора прибора работает следующим образом.

При воздействии на прибор возмущающих вибраций в случае, если частота вибраций не совпадает с собственной частотой вертикальных колебаний а установленного на опоре прибора, работа прибора происходит в обычном режиме без возникновения невиб о стойчивости (как. известно

N = /гп где с — продольная жесткость пружины; m — масса установленного на опоре прибора). При совпадении частоты внешних воздействий с собственной частотой системы прибор — пру>кина возникают интенсивные резонансные колебания в вертикальном направлении прибора вместе с подвижной частью опоры: подпятником 2 с держателем 3, п.ружиной 6 и частично Ввернутым в нееустановочным винтом 7, Однако винт 7 выполнен с асимметрией относительно продольной оси, т, е. с эксцентриситетом в поперечной плоскости, Поэтому при возникновении его продольных колебаний за счет связей, обусловленных статической неуравновешенностью винта, к винту будут прикладываться вращающие инерционные моменты вокруг его продольной оси. Это явление довольно хорошо известно из динамики приборов, где оно является вредным, так как при одном направлении колебаний завязывает все остальные формы колебаний при наличии поперечной неуравновешенности возникают при продольных колебаниях крутильные колебания подвижной части вокруг оси вращения). Естественно, что за период воздействия внешних возмущений половину периода вращающий момент действует на винт 7 в одном направлении (например, по часовой стрелке), а вторую половину периода — в другом направлении (против часовой стрелки). При заданном внешнем возмущении направление закручивающих моментов в течение периода зависит от начального положения винта 7, а именно от ориентации сквозного отверстия 9, обусловливающего дебаланс винта 7 относительно его продольной оси, т. е. от знака поперечного зксцентриситета.

Теперь объясним, почему происходит заворачивание-выворачивание винта 7 в пружину 6. В одну половину периода внеш- них воздействий продольное движение прибора на пружине происходит вверх, силы инерции частично компенсируют силу тяже1758562

55 сти прибора. пружина разжимается, трение в резьбе ввернутого в пружину винта минимально, и вращающий момент, действующий на винт 7 за эту половину периода вызывает интенсивный поворот винта в резьбе, т. е. в винтах пружины 6. Во вторую половину периода наоборот силы инерции складываются с силой тяжести, пружина сжимается, трение в резьбе максимальное, и вращающий момент за данную половину периода практически не приводит к повороту винта в витках пружины 6. Очевидно, что за период внешнего воздействия винт 7 немного ввернется или вывернется из пружины 6, в следующий период — также, т. е. автоматически будет происходить или заворачивание, или выворачивание винта 7. Что именно будет происходить — заворачивание или выворачивание (для принципа действия опоры это безразлично) зависит, от начальной ориентаци ) неуравновешенности относительно продольной оси винта: если в половину периода, когда прибор движется вверх, вращающий момент действует вокруг в направлении закручивания винта, то винт будет вворачиваться в пружину, в противоположном случае — наоборот, будет выворачиваться из пружины, При вворачивании-выворачивании винта 7 изменяется число рабочих витков пружины 6, т, е, часть витков включается-выключае-,ся, при этом сразуже изменяется продольная жесткость с пружины, а значит собственная частота в системы прибор-пружина смещается на Лйт в сторону уменьшения или увеличения (если винт вворачивается в пружину, часть витков выключается, а значит жесткость и частота увеличиваются). При изменении собственной частоты практически мгновенно происходит срыв резонансного режима, т. е, колебательная система сама уходит от резонансной частоты внешних возмущений.

Как показали расчеты и экспериментальные исследования для срыва резонанса достаточен поворот на часть оборота, что конечно обусловлено шагом резьбы, параметрами пружины и т. и. Если при уходе системы от резонанса через некоторое speмя частота внешних воздействий опять например изменится в ту же сторону, опять возникнет резонанс, опять м изменится в ту же сторону на Ьм. Таким образом, в случае изменения частоты внешних воздействий например в одну сторону винт также будет поворачиваться в одну сторону, вызывая уход частоты от резонанса. Так будет происходить до поворота винта на 180 градусов относительно начального положения, когда неуравновешенность изменит знак относительно продольной оси винта. Далее в случае возникновения резонанса винт начнет уходить 0Т него поворотом л другую сторону, Таким образом, при любой совокупности внешних воздействий. с любым порядком возрастания-убывания частот винт 7 не будет полностью вворачиватьсявыворачиваться, а будет просто поворачиваться относительно своего первоначального положения в пределах половины оборота, т. е, не надо никаких ограничителей осевых перемещений винта 7 относительно витков пружины 6 — винт сам никуда не уйдет, Как известно из теории колебаний, для ухода от резонансного режима смещение частоты Ла примерно должно быть равно ширине резонансного пика амплитудна-частотной характеристики колебательной системы. В свою очередь ширина резонансного пика определяетсл добротностью колеСательной системы. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования для различных вариантов колебательных систем, которые могут образовывать различные типы приборов, установленные на предлагаемой опоре с различными характеристиками и конструктивно-технологическими параметрами элементов, показали, что смещение Ли) на 1 .рад/с (0,16 Гц) в любом случае обеспечивает смещение колебательной системы с резонансного режима, т, е. устранение резонансных колебаний прибора на опоре. Длл тако о смещения собственной частоты при характеристиках типовых пружин, применяемых в известных опорах, достаточно вворачивание-заворачивание винта порлдка шестой части — четверти оборота.

Предлагаемый метод устраненил резонансов является универсальным и представляет собой принципиально новое направление в создании ог.ор приборов.

Формула изобретения

Опора прибора, содержащая корпус, в котором расположен подплтник, закрепленный в держателе соосно с ним, регулировочный винт, расположенный в резьбовом отвeðñòèè корпуса, и цилиI<дричеcкая спиральная пружина, размещенная между держателем и регулировочным винтом, отличающаяся тем, что, с целью повышения виброустойчивости прибора, она снабжена установочным винтом, выполненным со сквозным отверстием, ось

1758562

Составитель cD, Тарнопольская

Редактор С. Лисина Техред М,Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 2997 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/6

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 которого смещена относительно продоль.ной оси и параллельно ей, в держателе выполнен паз, в котором размещена головка установочного винта, резьбовая часть которого расположена в цилиндрической спиральной пружине.