Устройство для динамических испытаний опор скольжения

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность и надежность работы устройства. Оптический чувствительный элемент выполнен в виде кольцевой параболической мембраны 8, по внутреннему контуру которой закреплен сильфон 9. Луч света от источника 1 делится делителем 2 на два луча , один из которых непосредственно. 17 W (Л Vui.l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (191 (11) А1 (59 4 С 01 1 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3864741/24-10

{223 28 ° 02 ° 85 (463 15.03.87. Бюл. h- 10 (713 Устиновский механический институт (72) В.Н. Шиляев, В.Б. Шрамек, С.А. Тюрин и В.А. Мыльников

{53) 531.787(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

М 82272, кл. G 01 Ь 7/08, 1949.

Авторское свидетельство СССР

М 687355, кл. G 01 L 11/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ ОПОР СКОЛЬЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность и надежность работы устройства. Оптический чувствительный элемент выполнен в виде кольцевой параболической мембраны 8, по внутреннему контуру которой закреплен сильфон 9. Луч света от источника 1 делится делителем 2 на два луча, один из которых непосредственно, Ю

1 а другой, отразившись от зеркала, падают на мембрану 8 параллельно оси цапфы 5. Изменение давления во втулке 6 при вращении цапфы 5 приводит к прогибанию диафрагмы 14, создающему давление в жидкости 11 в каналах

12 и 13 и корпусе 7 преобразователя I

296869

4 давления. Изменение кривизны мембраны приводит к изменению расстояния между точками падения лучей от источника 1 света на позиционно-чувствительные фотоприемники 17 и 18 фотоэлектрического преобразователя 16, харак теризующе го в еличину давления . 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования работы опор скольжения.

Целью изобретения является повы- . 5 шение точности измерений и надежности работы устройства.

На фиг. 1 представлена общая

Г схема устройства; на фиг. 2 — варианты положения световых лучей относительно фотоприемников и геометрические соотношения.

Устройство содержит источник 2 сфокусированного света лазер), оптически взаимодействующий с делителем 2 и зеркалом 3, которые в свою очередь оптически взаимодействуют с преобразователем 4 давления, установленным по оси цапфы 5, вращающейся во втулке Ь. Преобразователь давления 4 содержит корпус 7, кольцевую параболическую мембрану 8, которая . по внешнему контуру жестко связана с корпусом 7, B IIo внутреннему KQHTóÐÓ 25 связана с корпусом 7 через упругую связь 9, например сильфон. Внутренняя полость 10 преобразователя 4 заполнена жидкостью 11 и через систему каналов 12 и 13 в корпусе цапфы 5 гидравлически связана с диафрагмой

14 датчика давления, установленной заподлицо с внешней поверхностью цапфы 5, и с регулировочным узлом 15, предназначенным для заполнения каналов 12 и 13 жидкостью и проведения тарировки устройства. Датчик преобразователя 4 давления оптически связан с оптоэлектронным преобразователем 16, выполненным из двух координатно-чувствительных фотоприемников

17 и 18, которые в свою очередь электрически связаны с дешифратором 19 и регистратором 20.

Устройство работает следующим образом, При вращении цапфы 5 во втулке 6 происходит изменение давления, действующего на диафрагму 14, которая., прогибаясь, создает давление в жидкости )1, которое через каналы 12 и

13 передается к преобразователю 4 давления. При изменении давления в полости 10 корпуса 7 преобразователя

4 давления происходит изменение радиуса кривизны параболической мембраны 8 эа счет того, что внешний контур мембраны 8 жестко заделан в корпусе 7, а внутренний связан с корпусом 7 через сильфон 9. Наличие сильфона 9 повышает также чувствительность преобразователя 4 к изменению давления. Падающий на делитель 2 луч света от источников 1 света делится на два луча, один иэ которых параллельно оси цапфы 5 падает на мембрану

8, а другой, отразившись от зеркала

3, попадает на мембрану 8 симметрично первому лучу. Отразившись от мембраны 8 вследствие ее параболической формы, лучи пересекутся в фокусе параболической мембраны 8 и, расходясь, дальше попадут на фоточувствительные площадки координатно-чувствительных фотоприемников 17 и 18 на расстоянии

h=y< +y< друг от друга. Величина h является параметром, IIQ которому однозначно определяется величина давления. При изменении давления происходит изменение кривизны мембраны 8, что приводит к тому, что величина h меняется за счет изменения положения точки пересечения лучей. Наличие в конструкции преобразователя 4 давления параболической мембраны 8 позволяет устранить погрешность измерения, вызванную биением цапфы и втул12968 ки, эксцентриситетом установки и несоосностью положения преобразователя

4 давления и цапфы 5, так как при параллельности лучей, падающих на мембрану 8, и при одинаковом их положении относительно друг друга они обязательно пересекутся в фокусе мембраны 8 вне зависимости от величины эксцентриситета или биения, и при постоянном давлении в преобразовате- !О ле 4 давления падают на фотоприемники 17 и 18 на постоянном расстоянии

h друг от друга независимо от положения лучей относительно осей симметрии ХХ и УУ. При необходимости 15 кроме. величины давления с фотоприемников 17 и 18 может быть получена информация об амплитуде и направлении биений цапфы. Амплитуда биений определяется как разность между поло-20 жениями световых лучей на фотоприемниках 17 и 18, т.е. f>=)у,-у (; f„ = Jx/.

А направление биения определяется положением световых лучей на фотоприемниках 17 и 18 относительно осей симметрии ХХ и УУ.

Например, на фиг. 2 показаны два возможных положения точек падения световых лучей на поверхности фото- ЗО приемников 17 и 18. В одном случае точки расположены симметрично относительно осей симметрии ХХ и УУ, величина давления P=f(h), амплйтуда биения и = /У -У / =О; Й„=О. В дру 35

I гом случае величина давления Р=Е(Ь ), амплитуда биения по оси УУ равна ! Г I

f =/У -У / по оси ХХЙ =Х а макz х симальная величина биения определяется как f = f +f . Из этих же па- 40 х

1 раметров можно определить и направление биения. Параметры, необходимые для получения требуемой информации, передаются с фотоприемников 17 и 18 в виде электрических сигналов на де- 45

69 4 шифратор 19, а с него — на регистратор 20.

Перед началом измерений проводится заполнение жидкостью 11 каналов

12 и 13 с помощью регулировочного узла 15, который также используется для проведения тарировочных работ, для получения зависимости h=f(r).

При этом каналы 12 и 13 соединяются через регулировочный узел 15 с гидромагистралью, давление в которой может меняться и контролироваться с помощью образцовых приборов, например манометров.

Формула изобретения

Устройство для динамических испытаний опор скольжения, содержащее полость, выполненную в цапфе и закрытую мембраной, установленной на цилиндрической поверхности цапфы, источник света, оптический чувствительный к перемещению элемент и фотоэлектрический преобразователь, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности работы, в нем оптический чувствительный к перемещению элемент выполнен в виде кольцевой параболической мембраны с зеркальной внешней поверхностью и сильфона, укрепленного по внутреннему контуру мембраны, установленных в полом корпусе, размещенном в торце цапфы по ее оси, причем полость корпуса соединена каналом с полостью, выполненной в цапфе, и заполнена жидкостью, напротив мембраны снаружи установлены светоделительная пластио на и зеркало под углом 45 к продольной оси мембраны и оптической оси источника света, а фотоэлектрический преобразователь выполнен в виде блока, состоящего из двух позиционночувствительных фотоприемников.

1296869

Составитель А. Соколовский

Редактор М. Недолуженко Техред ц.Попович Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 767/43 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4