Устройство для определения динамических параметров механизма

 

Использование: машиностроение, приборостроение. Сущность изобретения: устройство для определения динамических параметров механизма, связанное с начальным звеном исследуемого механизма, установлено на платформе, связанной с рамой посредством полуосей, установленных в подшипниках, закрепленных на раме перпендикулярно полуоси платформы. Ведущие звенья приводов рамы и платформы соответственно установлены на основании и раме, ведомые звенья установлены на раме и платформе, а входы приводов связаны с ЭВМ. Дополнительные датчики угла поворота установлены на полуосях рамы и платформы, выходы их связаны с входом преобразователя. 3 ил.

Изобретение относится к измерениям в области теоретической механики, приборостроения, и может быть использовано для определения момента инерции, приведенного к начальному звену, коэффициента вязкого трения и момента сил сухого трения механизма без самотормозящихся пар.

Известно устройство (а.с. СССР 1737296, кл. G 01 М 1/10. Устройство для определения динамических параметров механизма. А.Н. Гормаков, Н.А. Козырева 1990) для определения динамических параметров механизма, содержащее стойку, упругий элемент в виде торсиона, узел крепления торсиона в стойке, обеспечивающий регулирование его длины, опору торсиона в виде двух размещенных соосно торсиону коаксиальных стаканов и упругих лент, связывающих между собой стаканы, смещенных вдоль оси стаканов и расположенных с равным шагом в плоскости, перпендикулярной оси стаканов, устройства нагружения лент, причем наружный стакан размещен на стойке, а внутренний стакан с одним концом торсиона, и предназначен для присоединения к начальному звену механизма, спусковой механизм, периодически вводимый в зацепление с внутренним стаканом опоры, систему измерения, выполненную в виде последовательно подключенных к выходу датчика угла поворота начального звена механизма, преобразователя, ЭВМ и печатающего устройства.

В известном устройстве измерение динамических параметров осуществляется при неизменном пространственном положении механизма, но это характерно только для стационарных приборов. Механизмы приборов, применяемых на подвижных объектах (самолетах, судах, ракетах и т.п.), могут занимать в пространстве любое положение относительно плоскости горизонта. При этом меняются направления и значения нагрузок, действующих на опоры валов, что приводит к изменению моментов сил трения в опорах и в конечном итоге к изменению момента трения механизма, приведенного к начальному звену.

Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение достоверности определения параметров механизма.

Решение указанной задачи достигается тем, что устройство для определения динамических параметров механизма, содержащее стойку, упругий элемент в виде торсиона, узел крепления торсиона в стойке, обеспечивающий регулирование его длины, опору торсиона в виде двух размещенных соосно торсиону коаксиальных стаканов и упругих лент, связывающих между собой стаканы, смещенных относительно друг друга вдоль оси стаканов и расположенных с равномерным шагом в плоскости, перпендикулярной оси стаканов, устройство нагружения ленты, причем наружный стакан закреплен на стойке, а внутренний связан с одним концом торсиона и предназначен для присоединения к начальному звену испытуемого механизма, спусковой механизм устройства, периодически вводимый в зацепление с внутренним стаканом опоры, систему измерения, выполненную в виде последовательно подключенных к выходу датчика угла поворота начального звена механизма, преобразователя, ЭВМ и печатающего устройства, закреплено на введенной в устройство платформе, установленной полуосями в подшипниках, укрепленных в раме, которая своими полуосями, перпендикулярными оси вращения платформы, установлена в подшипниках, укрепленных на основании, причем рама и платформа снабжены приводами, у которых ведущие звенья самотормозящихся передач в последних ступенях установлены на основании и раме, а их ведомые звенья закреплены на раме и платформе соответственно, по осям вращения которых установлены датчики угла поворота, выходы которых связаны с входом преобразователя, а входы приводов связаны с выходом ЭВМ.

На фиг.1 показан главный вид устройства, на фиг.2 вид устройства сверху по стрелке А, на фиг.3 общий вид устройства в аксонометрии.

Устройство для определения динамических параметров механизма содержит основание 1, на котором установлены опоры 2 полуосей 3 рамы 4. Платформа 5 полуосями 6 установлена в опорах 7, укрепленных в раме, на основании 1 установлено ведущее звено 8 самотормозящейся передачи, а ведомое звено 9 закреплено на полуоси 3 рамы 4. Ведущее звено 8 связано с выходным валом привода 10 и маховичком 11 ручного разворота рамы 5 вокруг оси АА. На раме 4 установлено ведущее звено 12 самотормозящейся передачи, а ведомое звено 13 закреплено на полуоси 6 платформы 5. Ведущее звено 12 связано с выходным валом привода 14 и маховичком 15 ручного разворота платформы 5 вокруг оси ВВ.

На платформе 5 установлен испытуемый механизм 16, стойка 17, упругий элемент в виде торсиона 18, опора торсиона в виде двух размещенных соосно торсиону стаканов 19 и 20 и упругих лент 21, 22, 23, связывающих между собой стаканы. Наружный стакан 20 опоры торсиона жестко закреплен на стойке 17, а внутренний стакан 19 жестко связан с одним концом торсиона 18 и предназначен для присоединения к начальному звену 24 исследуемого механизма 16. Узел крепления торсиона выполнен в виде цангового зажима 25, размещенного на наружном стакане 20 с возможностью перемещения вдоль оси торсиона и фиксации. Ленты 21, 22, 23 расположены равномерно в плоскости, перпендикулярной оси торсиона 18 и смещены относительно друг друга вдоль оси стаканов 19 и 20. На наружном стакане 20 установлены устройства нагружения 26 лент 21, 22, 23. Спусковой механизм 27 укреплен на стойке 17 и предназначен для периодического взаимодействия с внутренним стаканом 19 опоры торсиона. Начальное звено 24 исследуемого механизма 16 жестко связано с внутренним стаканом 19 опоры муфтой 28. Система измерения выполнена в виде последовательно подключенных к выходу датчика 29 угла поворота внутреннего стакана (начального звена механизма), преобразователя 30, ЭВМ 31 и печатающего устройства 32. По осям АА и ВВ карданова подвеса платформы установлены датчики 33 и 34 углов поворота рамы и платформы соответственно, выходы которых связаны с входом преобразователя 30. Входы приводов 10 и 14 связаны с выходом ЭВМ 31.

Устройство работает следующим образом.

Основание 1 выставляют в плоскость горизонта (регулируемые опоры и уровни на общем виде не показаны). Вручную маховичками 11 и 15 или автоматически приводами 10 и 14 по сигналам с ЭВМ 31 платформу 5 выставляют в плоскость горизонта. Посредством устройств нагружения 26 лент 21, 22, 23 и узла крепления торсиона 25 в наружном стакане 20 настраивают опору на требуемую жесткость. Начальное звено 24 исследуемого механизма 16 отклоняют на определенный угол и фиксируют внутренний стакан 20 опоры торсиона с помощью спускового механизма 27. Нажатием кнопки спускового механизма освобождают подвижную часть устройства. Под действием восстанавливающего момента торсиона и его опоры начальное звено механизма будет совершать крутильные затухающие колебания, которые измеряются датчиком угла 29, затем преобразуются в преобразователе 30 и подаются на ЭВМ 31, которая вычисляет необходимые динамические параметры.

Результаты расчета выводятся на печатающее устройство 32. Далее по программе с ЭВМ 31 приводами 10 и 14 или вручную маховичками 11, 15 платформу 5 выставляют под заданным углам относительно плоскости горизонта. Процесс определения параметров при этом осуществляется аналогично вышеописанному.

В предлагаемом устройстве момент трения, приведенный к начальному звену, зависящий от момента трения в зацеплениях и подшипниках механизма, определяется при различных пространственных положениях механизма, благодаря чему повышается достоверность измерений и расширяются функциональные возможности устройства.

Устройство может быть использовано как на этапе разработки новых механизмов для подвижных объектов при проведении испытаний макетов и опытных образцов, так и при серийном производстве для проведения заводских и контрольных испытаний.

Формула изобретения

Устройство для определения динамических параметров механизма, содержащее основание, стойку, упругий элемент в виде торсиона, узел крепления торсиона к стойке, опору торсиона в виде двух установленных соосно с торсионом коаксиальных стаканов, внешний из которых закреплен на стойке, а внутренний связан с одним концом торсиона и предназначен для крепления к начальному звену исследуемого механизма, и связывающих стаканы между собой упругих лент, смещенных относительно одна другой, вдоль оси стаканов и расположенных с равномерным шагом в плоскости, перпендикулярной к оси стаканов, устройство для нагружения лент, закрепленный на стойке спусковой механизм, периодически вводимый в зацепление с внутренним стаканом, и систему измерения, выполненную в виде предназначенного для подключения к начальному звену исследуемого механизма датчика угла поворота и последовательно подключенных к последнему преобразователя, ЭВМ и печатающего устройства, отличающееся тем, что оно снабжено рамой, связанной с основанием посредством полуосей, установленных в подшипниках, платформой, связанной с рамой посредством полуосей, установленных в подшипниках, закрепленных на раме перпендикулярно к ее полуосям, приводами рамы и платформы, ведущие звенья самотормозящих передач в последних ступенях которых соответственно установлены на основании и раме, их ведомые звенья закреплены соответственно на раме и платформе, а входы приводов связаны с ЭВМ, и установленными на полуосях рамы и полуосях платформы дополнительными датчиками угла поворота, выходы которых связаны с входом преобразователя, а стойка закреплена на платформе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3