Центрифуга

 

O ll H C A H H E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»1 476515

Союз Советских

Социалистических

Ресоублик (61) Дополнительное к авт, свил-ву (22) Заявлено 17.04.73 (21) 1909494/18-10 (51) М. Кл. 6 01р 21, 00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 05.07.75. Бюллетень № 25 (53) УДК 531.781(088,8) по делам изобретений н открытий

Дата опубликования описания 11.11.75 (72) Автор изобретения

E. И. Новиков (71) Заявитель (54) ЦЕНТРИФУГА

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено при тарировке акселерометров, а также при испытаниях приборов на воздействие перегрузок.

Известные центрифуги, содержащие привод, плечи ротора с остовом и обшивкой обтекателя и систему управления, не могут широко регулировать процесс торможения, в то время как часто возникает необходимость резкого торможения, например в аварийных ситуациях.

Предлагаемая центрифуга отличается от известных тем, что она снабжена пьезоэлектрическими вибраторами, установленными на каждом.:плече ротора между остовом и обшивкой обтекателя и соединенными с системой управления.

Эти отличия позволяют уменьшить время торможения и увеличить пределы регулировки процесса торможения.

На чертеже изображена описываемая центрифуга.

В стальном корпусе 1 установлен вал 2, приводимый во вращение электромеханическим приводом 3. К верхней части вала 2 крепятся плечи ротора центрифуги 4.

Плечи ротора центрифуги 4 выполнены в виде прочного остова 5, покрытого снаружи обшивкой 6, образуя обтекатель для уменьшения сопротивления воздушной струе. На концах плеч 4 установлены площадки 7 для крепления испытуемых объектов.

Над валом 2 установлен токосъемник 8. На передней кромке к остову каждого плеча ро5 тора 4 прикреплены пьезоэлектрические вибраторы 9, на свободные концы которых посажена лобовая часть обшивки обтекателя 10, освобожденная от крепления к остову 5. Электроды 11 пьезоэлектрических вибраторов 9 со10 единены с электрическими преобразователями

12, которые подключены и системе улравления 13.

Центрифуга работает следующим образом.

Перед пуском центрифуги в аэростатпческие

15 подшипники подают сжатый воздух (5—

7 атм) . Ротор центрифуги 4 под действием сжатого воздуха отделяется от статора и удерживается на воздушной подушке (зазор

10 — 15 мкм).

2о После установления воздушного режима аэростатических подшипников (давления и расхода) включают напряжение на электромеханический привод 3 центрифуги. Благодаря воздушной подушке трение в подшипниках и

25 момент трогания весьма малы, вследствие чего ротор быстро набирает заданную угловую скорость. При достижении заданной угловой скорости вращения включается автоматическая система синхронизации, обеспечивающая стозо стоянство оборотов.

476515

После испытания объекта на действие центробежных нагрузок напряжение с электромеханического привода 3 снимается и ротор центрифуги останавливается на самоходе.

Время остановки ротора центрифуги из-за большого кинетического момента и малого момента трения в подшипниках очень велико (20 — 40 мин). Ротор останавливается в основно;1 за счет момента сопротивления плеч ротора о воздух.

Ротор центрифуги тормозят и останавливают с помощью электропривода. Однако большая разница моментов плеч и оси центрифуги способствует образованию значительных крутильны.; моментов, что может привести к необратимым деформациям или при больших тормозных моментах на оси к повреждению узлов ротора.

Для дополнительного (тормозящего) момента сопротивления воздушной среды лобовую обшивку обтекателя плеч центрифуги приводят в колебательное движение относительно остова плеч.

Обшивка обтекателя, двигаясь в направлении против движения воздушной среды со скорость.о, блнзкой к скорости звука, встречает большое сопротивлеп11е (близкое I coIIpoTI!11ленню струи жидкости), что приво..1ит к образованию значительного тормозящего момента.

При подаче сип1ала на торможение система управления 13 включает электрические преоб разователи 12, с которых подаются электри 1ескпе сигналы на электроды 11. Вибраторы 9 в силу обратного пьезоэлектрического эффекта деформируются в соответствии с поданными электрическими сигналами. Выбирается деформация по длине стержней. Такая деформация обеспечивает перемещение лобовой части оошивки обтекателя в направлении движения.

Форма подаваемь1х электрических сигналов обусловливает параметры движения стержней, а, следовательно, и лобовой части обшивки.

Электрические сигналы выбраны в виде трапецеидальных импульсов с крутым передним

5 фронтом и пологим задним.

Передний фронт импульса обеспе швает скорость продвижения вперед. Устанавливая крутизну переднего фронта импульса, можно обеспечить о:1ень широкий диапазон регулирования скорости — от 0 до скорости звука.

Лсимметрпчная вибрация стержней и соответственно лобовой асти обшивки плеч создает момент сил, направленный против момента движения, ITo вызывает торможение рото15 ра центрифуги.

Меняя электрические параметры преобразоВателей) можно Весьма тОчнО peÃQ. IèpÎÂать как процесс торможения ротора, так и процесс регулирования скорости вращения.

Распределением стержней по плечам ротора мохкно добиться высокой симметрии силового воздействия на параметры движения, что позволяет обеспечивать быструю («мгновенную») и мягку1о остановку ротора.

2" Кроме того, это позволит сохранить динамическую устойчивость конструкции в аварийных режимах работы (например, при срыве полезного груза с одного из плеч ротора). з(1

11рсдмет изобретения

Центрифуга, содержащая привод, плечи ротора с остовом и обшивкой оотекателя и систему управления, отлп" àlошаяся тем, 1то, зч с целью уве;шчения пределов регулировки процесса торможения !I уменьшения времени торможения центрифуги, она снабжена пьезоэлектри:ескими вибраторами, установленными на каждом пле 1е ротора между остовом и 00шивкой обтекателя и соединенными с системой управления.

47Д5)5

Составитель P. Александров

Техред Т. Миронова

Корректоры: Л. Корогод и А. Николаева

Редактор E. Братчикова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2736/15 Изд. № 885 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4,5