Устройство разгонное для создания нормированных ускорений при поверке и тарировке акселерометров
Владельцы патента RU 2393488:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)
Изобретение относится к области измерений ускорения или импульсов ускорения при наличии направления движения и может быть использовано для тарировки и поверки приборов и устройств, а именно акселерометров. Разгонный механизм состоит из вертикально установленного на раме посредством подшипниковых опор приводного вала, на котором жестко закреплены базовая втулка, имеющая две или более равномерно распределенные по окружности сдвоенные проушины с выполненными в них радиальными пазами, и толкатель, установленный с возможностью продольного перемещения, корпус которого снабжен направляющими, число которых равно числу сдвоенных проушин базовой втулки. Каждая направляющая соединена со сдвоенной проушиной осью, проходящей через радиальный паз сдвоенной проушины и криволинейный паз направляющей, а на концах оси закреплены грузы, масса которых рассчитана по требуемой величине ускорения. На корпусе толкателя на подшипниковых опорах смонтирована переходная втулка, к внешней боковой поверхности которой диаметрально друг другу прикреплены ползуны. Изобретение позволяет повысить срок службы устройства, исключить волновые процессы и получить необходимый закон изменения ускорения. 4 ил.
Изобретение относится к области измерения ускорения или импульсов ускорения при наличии направления движения. Оно может быть использовано для тарировки и поверки приборов и устройств, например акселерометров.
Известно устройство (Пеллинец B.C., Барков Е.А. Устройство для градуировки ударных акселерометров. - SU 257170, МПК G01Р 21/00. - Опубл. 11.11.1969. - Бюл. №35), которое содержит ударный возбудитель, воздействующий на цилиндрический мерный стержень в контакте с мерным стержнем и несущий закрепленные на его торце испытуемый и контрольный акселерометры. Недостатком данного устройства является его недолговечность, так как в нем используется ударный механизм, кроме того, оно не предоставляет возможности получения необходимого закона изменения ускорения.
Известно также устройство (Евграфов В.Н., Рыков А.А., Родионов А.И., Хон В.Ф. Устройство для градуировки ударных акселерометров. - SU 607148, МПК G01Р 21/00. - Опубл. 15.05.1978. - Бюл. №18), которое содержит ударный возбудитель, воздействующий на цилиндрический мерный стержень в контакте с мерным стержнем и несущий закрепленные на его торце испытуемый и контрольный акселерометры. Недостатком данного устройства также недолговечность, так как используется ударный механизм, кроме того, оно не предоставляет возможности получения необходимого закона изменения ускорения.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для испытания изделий на ударные воздействия (Алабужев П.М., Евграфов В.Н., Рыков А.А., Титоренко В.П. Устройство для испытания изделий на ударные воздействия. - SU 657358, МПК G01Р 21/00. - Опубл. 15.04.1979. - Бюл. №14), содержащее мерный стержень, ударный возбудитель и дополнительный стержень, один торец которого связан с торцом мерного стержня, а на другом закреплены испытываемый объект и контрольный акселерометр.
Недостатком этого устройства является то, что при ударе возникает ряд волновых процессов, которые значительно искажают ударный процесс, приводят к различию ускорений на испытуемом и контрольном акселерометрах, также устройство недолговечно, на нем невозможно получить необходимый закон изменения ускорения.
Целью изобретения является повышение срока службы устройства, исключение волновых процессов и получение необходимого закона изменения ускорения.
Указанная цель достигается тем, что исключен ударный механизм.
Сущность изобретения заключается в том, что разгонный механизм состоит из вертикально установленного на раме посредством подшипниковых опор приводного вала, на котором жестко закреплена базовая втулка, имеющая две или более равномерно распределенные по окружности сдвоенные проушины с выполненными в них радиальными пазами, толкатель, установленный с возможностью продольного перемещения, корпус которого снабжен направляющими, число которых равно числу сдвоенных проушин базовой втулки, с выполненными в них криволинейными пазами, конфигурация которых рассчитана по требуемой закону изменения ускорения, при этом каждая направляющая соединена со сдвоенной проушиной осью, проходящей через радиальный паз сдвоенной проушины и криволинейный паз направляющей, а на концах оси закреплены грузы, масса которых рассчитана по требуемой величине ускорения, при чем на корпусе толкателя на подшипниковых опорах смонтирована переходная втулка, к внешней боковой поверхности которой диаметрально друг другу прикреплены ползуны, перемещающиеся в вертикально зафиксированных на раме прямолинейных направляющих, к верхнему торцу переходной втулки прикреплена плита для установки поверяемого и контрольного акселерометров, с которой взаимодействует прикрепленный к одной из прямолинейных направляющих спусковой механизм, а поверяемый и контрольный акселерометры линиями связи соединены с регистрирующим устройством.
На фиг.1, 2, 3, 4 представлена схема устройства разгонного для создания нормированных ускорений при поверке и тарировке акселерометров.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого устройства, включающий двигатель 1, опорную раму 2, разгонный механизм 3, подшипниковую опору 4, базовую втулку 6, переходную втулку 12, прямолинейные направляющие 13, плиту 14, поверяемый акселерометр 15, контрольный акселерометр 16, спусковой механизм 17, линии связи 18 и регистрирующее устройство 19, ползуны 22. На фиг.2 представлено сечение А-А, включающее дополнительно приводной вал 5, сдвоенные проушины 7 с радиальными пазами 20, толкатель 8 и направляющие 9 с криволинейными пазами 20. На фиг.3 представлено сечение Б-Б, включающее дополнительно ось 10 и груз 11. На фиг.4 представлен разгонный механизм в аксонометрии. Кроме перечисленных элементов в предлагаемое устройство входит тиристорный преобразователь частоты (на фиг. не показан), предназначенный для установления частоты вращения приводного вала 5.
Двигатель 1 установлен на опорной раме 2, разгонный механизм 3 состоит из вертикально установленного на раме приводного вала 5, на котором жестко закреплена базовая втулка 6, имеющая две или более равномерно распределенных по окружности сдвоенных проушин 7. Также на приводном валу 5 с возможностью продольного перемещения расположен толкатель 8, корпус которого снабжен направляющими 9. Число направляющих 9 равно числу сдвоенных проушин 7. В направляющих 9 выполнены криволинейные пазы 20, имеющие конфигурацию, рассчитанную по требуемому закону изменения ускорения. В радиальный паз 21 сдвоенных проушин 7 и криволинейный паз 20 соответствующей направляющей 9, помещена ось 10, на концах которой закреплены грузы 11, имеющие массы, рассчитанные по требуемой величине ускорения. На корпусе толкателя 8 при помощи подшипниковых опор 4 смонтирована переходная втулка 12. К внешней боковой поверхности переходной втулки 12 диаметрально друг другу прикреплены ползуны 22, входящие в вертикально зафиксированные на раме прямолинейные направляющие 13. К верхнему торцу переходной втулки 12 прикреплена плита 14 для установки поверяемого 15 и закрепления контрольного 16 акселерометров. С плитой 14 связан спусковой механизм 17. Контрольный акселерометр 16 и поверяемый акселерометр 15 линиями связи 18 соединены с регистрирующим устройством 19.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Двигатель 1 выключен, приводной вал 5 не вращается, толкатель 8, переходная втулка 12 и плита 14 находятся в крайнем нижнем положении, радиус расположения грузов 11 относительно оси приводного вала 5 минимальный. Предназначенный для испытаний поверяемый и контрольный акселерометры закреплены на плоскости плиты 14.
Включают двигатель 1 и с помощью тиристорного преобразователя частоты (на фиг. не показан) устанавливают частоту вращения приводного вала 5, необходимую для получения заданного ускорения. Спусковой механизм 17 удерживает плиту 14 в исходном положении, поэтому грузы 11 не перемещаются по радиальным пазам 21 проушин 7. Посредством спускового механизма 17 освобождают плиту 14. Действующие на грузы 11 центробежные силы передаются на стенки радиальных 21 и криволинейных 20 пазов, в результате чего толкатель 8, переходная втулка 12 и плита 14 перемещаются вдоль приводного вала 5 вверх с ускорением, величина которого изменяется в зависимости от кривизны криволинейного паза 20. Переходная втулка 12 и плита 14 с акселерометрами перемещаются поступательно.
По мере движения грузов 11 радиус их расположения относительно приводного вала 5 изменяется от минимального к максимальному, ускорение плиты 14 сначала нарастает от нуля до заданного наибольшего значения, а затем снова снижается до нуля. При достижении грузами 11 максимального значения радиуса ускорение плиты 14 равно нулю, но скорость плиты 14 наибольшая. Так как поступательно движущиеся части устройства обладают кинетической энергией, их движение вверх вдоль приводного вала 5 продолжается, но криволинейные пазы 20 имеют такую конфигурацию, что грузы 11 при этом начинают движение по радиальным пазам 21 обратно к оси приводного вала 5. Центробежные силы, бывшие ранее движущими, становятся силами сопротивления. Ускорение плиты 14 меняет свой знак, то есть превращается в замедление, скорость плиты 14 падает до нуля. Цикл испытания, состоящий из разгона и остановки испытуемого акселерометра, завершается.
Двигатель 1 выключают, угловая скорость приводного вала 5 падает, под действием собственного веса толкатель 8, переходная втулка 12 и плита 14 с акселерометрами опускаются в крайнее нижнее положение, причем грузы 11, перемещаемые криволинейными пазами 20, возвращаются на минимальный радиус. На регистрирующее устройство 19 поступают значения ускорений с акселерометров 15 и 16. Устройство готово к следующему испытанию.
Таким образом, при создании ускорений для поверки и тарировки акселерометров в предлагаемом устройстве используют не ударный, а разгонный механизм, что уменьшает ударное воздействие на устройство, повышая тем самым его срок службы. Исключение образования волнового процесса от удара увеличивает точность измерений, а зависимость между конфигурацией криволинейных пазов и законом изменения ускорения позволяет путем изменения конфигурации криволинейных пазов получать закон изменения ускорения.
Устройство разгонное для создания нормированных ускорений при поверке и тарировке акселерометров, содержащее опорную раму, двигатель, разгонный механизм и контрольный акселерометр, соединенный линией связи с внешним регистрирующим устройством, отличающееся тем, что разгонный механизм состоит из вертикально установленного на раме посредством подшипниковых опор приводного вала, на котором жестко закреплена базовая втулка, имеющая две или более равномерно распределенные по окружности сдвоенные проушины с выполненными в них радиальными пазами, толкатель, установленный с возможностью продольного перемещения, корпус которого снабжен направляющими, число которых равно числу сдвоенных проушин базовой втулки, с выполненными в них криволинейными пазами, конфигурация которых рассчитана по требуемому закону изменения ускорения, при этом каждая направляющая соединена со сдвоенной проушиной осью, проходящей через радиальный паз сдвоенной проушины и криволинейный паз направляющей, а на концах оси закреплены грузы, масса которых рассчитана по требуемой величине ускорения, причем на корпусе толкателя на подшипниковых опорах смонтирована переходная втулка, к внешней боковой поверхности которой диаметрально друг другу прикреплены ползуны, перемещающиеся в вертикально зафиксированных на раме прямолинейных направляющих, к верхнему торцу переходной втулки прикреплена плита для установки поверяемого и контрольного акселерометров, с которой взаимодействует прикрепленный к одной из прямолинейных направляющих спусковой механизм, а поверяемый и контрольный акселерометры линиями связи соединены с регистрирующим устройством.
