Способ определения контактной жесткости в зоне соединения деталей

 

Союз Соеетскнх

Соцнапнстнческнх

Респубинн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ, ЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 25. 02.80 (21) 2888561/25-28 (5 )м с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

G 01 В 17/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.11,81, Бюллетень Н9 41

Дата опубликования описания 07. 11. 81 (53) УДК 5З1. 781. г (088. 8) ", «" « 1

V Lp

A.È. Трофимов, Б.М. Кербель и Ю.A. Митрофанов ;,. . р:-.„,. н . с„

« :-.:: ;,;, Q

° /

I

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова от еление Р 1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТАКТНОЙ ЖЕСТКОСТИ

В ЗОНЕ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение отноСится к измерительной технике, а именно к способам определения контактной жесткости в зоне соединения деталей.

Известен способ определения контактной жесткости в зоне соединения деталей, заключающийся в том, что в зоне соединения деталей устанавливают тенэометр ножками на различные детали так, чтобы направление измерения деформации было перпендикулярно поверхности соединения деталей, нагружают зону соединения деталей и снимают показания тензометра, по которым судят о контактной жесткости (1)

Недостатками данного способа являются низкая чувствительность, связанная с малыми величинами контактных деформаций деталей, и низкая точность, связанная с возможным влиянием на «О результаты измерений перекосов тензометра в плоскостях, проходящих через направление измерения деформации, а также с возможным параллельным сдвиroM деталей. 25

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ определения контактной жесткости в зоне соединения деталей, заключаю- 30 щийся в том, что электромеханический преобразователь приводят в контакт с исследуемыми деталями, возбуждают в соединении деталей вынужденные колебания и регистрируют их параметр, по которому судят о контактной жесткости (2).

Недостатками данного способа являются сравнительно низкая точность и узкий диапазон измерений, это связано с тем, что даже при небольших усилиях нагружения амплитуда колебаний мала, и ее точная регистрация затруднена.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений. указанная цель достигается тем, что в качестве электромеханического преобразователя используют консольный преобразователь, защемляют его между деталями, нагружают зону защепления постоянным усилием перпендикулярно плоскости преобразователя, возбуждают в преобразователе вынужденные иэгибные колебания, а в качестве параметра колебаний выбирают амплитуду колебаний свободного конца преобразователя.

879299

В качестве консольного преобразователя используют пластинчатый однослойный или биморфный пьезопреобразователь.

На фиг. 1 показана схема осуществления способа определения контактной жесткости в зоне соединения деталей; на фиг.2 — получаемая зависимость сигнала с пьезопреобраэователя от контактной жесткости

Схема осуществления способа определения контактной жесткости между деталями 1 и 2 включает консольно защемленный пластинчатый однослойный или биморфный преобразователь 3 с двумя системами электродов 4 и 5,с 15 первой иэ которых (4) снимается сигнал, подаваемый на регистрирующий прибор 6, а на вторую (5) подается сигнал от генератора 7,используемый для создания вынужденных колебаний. 20

Способ осуществляется следующим образом.

Между деталями 1 и 2 иэ стеклотекстолита с высотой микронеровностей контактирующих поверхностей R

2,7 мкм консольно защемляют пьезопреобразователь 3 из пьезокерамики

ЦТС вЂ” 19 (модуль упругости E

0,7 10 МПа, плотность @=7.10 кг/м )

3 3 длиной 48 мм, длиной в защемлении

17,2 мм, шириной 8,3 мм и толщиной

1,5 мм (площадь контакта 142,8 мм ).

Предварительно с помощью тензометров по сближению контактирующих поверхностей снимается зависимость контактной жесткости от усилия прижатия.

Возбуждение изгибных колебаний в пьезопреобразователе производится по схеме пьезотрансформатора при постоянном напряжении возбуждения

"Эх =5В. 40

Зону защемления нагружают постоянным усилием перпендикулярно плоскости преобразователя 3, возбуждают в преобразователе 3 вынужденные изгибные колебания, подавая на систему электродов 5 сигнал от генератора 7, и с системы электродов 4 снимают сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний свободного конца пьезопреобразователя 3, который затем измеряют с помощью регистрирующего прибора 6, и получают зависимость отношения напряжения сигнала Ugbig, поступающего на регистрирующий прибор 6 к начальному напряжению 0 х н,, от усилия прижатия. Эту зависимость с помощью ранее полученной зависимости контактной жесткости от усилия прижатия пере.страивают в зависимость укаэанного отношения напряжений от контактной жесткости (фиг.2), с учетом которой по сигналу, подаваемому на прибор

6, судят о контактной жесткости.

Применение изобретения позволяет повысить точность и расширить диапазон измерений путем повышения чувствительности, в особенности в области больших нагрузок.

Формула изобретения

1. Способ определения контактной жесткости в зоне соединения деталей, заключающийся в том, что электромеханический преобразователь приводят в контакт с исследуемыми деталями, возбуждают в соединении деталей вынужденные колебания и регистрируют их параметр, по которому судят о контактной жесткости,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и расши.рения диапазона измерений, в качестве электромеханического преобразователя используют консольный преобразователь, защемляют его между деталями, нагружают зону эащемления постоянным усилием перпендикулярно плоскости преобразователя, возбуждают в преобразователе вынужденные изгибные колебания, а в качестве параметра колебаний выбирают амплитуду колебаний свободного конца преобразователя.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве консольного преобразователя используют пластинчатый однослойный или биморфный пьезопреобразователь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Левина З.M. и Решетов Н. Д.

Контактная жесткость деталей машин.

M., "Машиностроение", 1971, с. 9, рис. 2., 2. Авторское свидетельство CCCP

9 532786, кл. G 01 N 3/32, 1975 (прототип).

879299 7 4 lф Ъм

@7

АкГ

Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9697/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель С. Сурков

Редактор И. Гохфельд Техред A.Áàáèíåö, Корректор C. Шекмар