Устройство для определения динамических характеристик механических систем

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (>781766 (Ь1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27. 07. 78 (21) 2648196/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231180. Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 231180 (51)М. Кл.з

G 05 В 23/02

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 62.50 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.A.Êóäèíoâ, Н.А.Кочинев, Л.И.Айзенштат, И.Н.Миков, Е.А.Егоров, Ю.И.Савинов и N.È.Åðóõèìîâè÷

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков (ЭНИМС) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК МЕХАНИЧЕСКИХ CHCTEN

Изобретение относится к автома— тике, а именно к испытательным устройствам, и предназначено для динамических испытаний механических систем, например металлорежущих станков.

Известен ряд устройств.для определения динамических характеристик, обеспечивающих возбуждение в иссле.дуемой упругой системе постоянного 10 и переменного усилия. Последнее изменяется по гармоническому закону в некотором диапазоне частот. Возникающее в системе перемещение измеряется виброиэмерительным блоком, oII- 15 ределяются составляющие этого перемещения, одна из которых находится в фазе с усилием, а другая сдвинута на 90о . Электрические напряжения, пропорциональные указанным составля- 20 ющим, поступают на входы двухкоординатного регистрирующего прибора, на.пример двухкоординатного самописца, который при изменении частоты возбуждения записывает годограф динами- .25 ческой податливоотй,т.е.амплитуднофазовую частотную характеристику упругой системы (АФЧХ). По виду этой характеристики можно оценить динамическое качество исследуемой механи- 30 ческой системы (виброустойчивость), резонансные области и т.д. (1) .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения динамических характеристик, содержащее последовательно соединенные генератор звуковых частот, усилитель мощности, вибратор и измеритель усилия, причем соответствующий выход вибратора . через измеритель виброперемещений подключен к первому, а выход измерителя усилий — ко второму входу измерителя составляющих виброперемещения., выходы которого соединены с соответствующими входами регистрирующего блока f2) .

НедостатОК ИЗвестных Устройств заключается в том, что в них скорость изменения логарифма частоты переменного усилия постоянна и совершенно не связана со скоростью изменения составляющих виброперемещения. В большей части частотного диапазона (вне областей резонансов ) укаэанные составляющие почти не изменяются и перо самописца практически не перемещается, что приводит к потере производительности. В областях резонансов, когда составляющие вйброперемещения изменя781766 ются резко, перо самописца перемещается излишне быстро, из-за чего снижается точность измерений. Поскольку во всех известных устройствах скорость изменения логарифма частоты постоянна, определение АФЧХ происходит с малой производительностью и с недостаточно высокой точностью.

Цель изобретения — повышение точности устройства. 30

Эта цель достигается тем, что устройство содержит последовательно соединенные измеритель скоростей из менения составляющих виброперемещения и управляющий блок, выход которого подключен к управляющему входу генератора звуковых частот, а входы измерителя скоростей изменения составляющих виброперемещения соединены с соответствующими выходами измерителя составляющих виброперемещения. 20

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 ,звуковых частот, усилитель 2 мощности, вибратор 3, измеритель 4 усилия, измеритель 5 виброперемещений, измеряющий перемещение исследуемой механической системы, измеритель 6 составляющих виброперемещения, регистрирующий блок (двухкоординатный регистрирующий nðèáoð) 7, измеритель 8 скоростей изменения составляющих виброперемещения и управляющий блок 9.

Устройство работает следующим Об- 35 разом.

Выходное напряжение генератора 1 звуковых частот усиливается в усилителе 2 мощнос ги и поступает на вибратор 3, который возбуждает в упругой 4О системе переменное усилие. Это усилие измеряется измерителем 4 усилия.

Возбуждаемое в упругой системе виброперемещение измеряется измерителем

5 виброперемещений, выходной сигнал которого поступает на вход измерителя 6 составляющих виброперемещения.

На другой вход этого же измерителя подается выходное напряжение измерителя 4 усиления. Это напряжение пропорционально возбуждаемому усилию. 50

Измеритель 6 составляющих виброперемещения вырабатывает два напряжения постоянного тока, одно из которых пропорционально амплитуде составляющей виброперемещения, находящейся в Я фазе с усилием, а второе - амплитуде составляющей, сдвинутой на 90 . Эти а напряжения поступают на входы двухкоординатного регистрирующего прибора 7, на котором осуществляется запись АФЧХ. При перемещении пера регистрирующего прибора иэ точки с кобрдинатами х, у в точку с координатами к+ах, утиу пеРо пРоходит путь дПР-Я щТ 65

Следовательно, скорость перемещения пера составляет

ОЫ ЙХ 1 Й - ()

С другой стороны — — — — (2)

ply йэ dL

«где q = 1gf — частота переменного усилия, задаваемая генератором.

Измеритель 8 скоростей составляющих виброперемещения измеряет скорости - и - и определяет величи к сЬ ну (1)„ его выходной сигнал, пропорциональный величине, поступает

Ыэ на управляющий блок 9, который управляет скоростью изменения логарифма частоты генератора — - так, что при а.

Ql t. увеличении (вследствие увеличес1.t ния †) скорость †-"- уменьшается, а

cLs

Йс1, при уменьшении (вследствие умеoLt ньшения ) скорость — - увеличиваДа

dQ с11 ется. В результате такого регулирования согласно соотношению (2) величина автоматически поддерживается

Й1

ПОСТОЯННОЙ.

Таким образом, скорость записи

АФЧХ оказывается во всем диапасН. зоне частот одинаковой, а скорость изменения логарифма частоты генератора изменяется в зависимости с,Г тъ

Ц Е

От близости упругой системы к резонансу, т.е. в зависимости от величины

Йс)

Из изложенного следует, что предлагаемое устройство позволяет повысить точность и производительность измерений.

Формула изобретения

Устройство для определения динамических характеристик механических систем, например металлорежущих станков, содержащее последовательно соединенные генератор звуковых частот, усилитель мощности, вибратор и измеритель усилия, причем соответствующий выход вибратора через измеритель виброперемещений подключен к первому, а. выход измерителя усилий — ко второму входу измерителя составляющих виброперемещения, выходы которого соединены с соответствующими входами регистрирующего блока, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные измери781766

Составитель В.Васильев, Редактор И.Николайчук Техред A.Ач Корректор М.Демчик

Заказ 8132/51 Тираж 956 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 тель скоростей изменения составляющих виброперемещения и управляющий блок,,выход которого подключен к управляющему входу генератора звуковых частот, а входы измерителя скоростей изменения составляющих виброперемещения соединены с соответствующими выхода= ми измерителя составляющих виброперемещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каталог Фирмы Саг1 Schenk AG

ФРГ 1976.

2. Анализаторная система мод. MS-6965,фирмы lMV 2аЬ Co, LTD,ßïoíèÿ, проспект фирмы (прототип).