Устройство для определения положения центра масс и моментов инерции объектов

Изобретение относится к области статической или динамической балансировки машин и конструкции, в частности, может быть использовано для определения моментов инерции и положения центра масс объектов. В устройстве для определения положения центра масс и моментов инерции объектов, содержащем станину, шпиндель с рабочим столом и торсион, шпиндель выполнен в виде вала с консольными шипами, установленными в подшипниках качения станины. Торсион выполнен в виде стержня, закрепленного верхним концом к станине, а нижним к валу. Торсион, шипы вала и подшипники станины расположены соосно. Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области статической или динамической балансировки машин и конструкций, в частности может быть использовано для определения моментов инерции и положения центра масс объектов.

Известен прибор для определения момента инерции объектов и положения центра масс (Space Electronics KSR, http://blms.ru/opredelenie-momenta-inercii), представляющий собой перевернутый крутильный маятник и содержащий станину, рабочий стол, установленный на газостатическом поворотном шпинделе и торсион. Работа устройства основана на измерении периода колебаний рабочего стола с установленным на нем объектом.

Недостатком такого устройства является сложность конструкции.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения положения центра масс и моментов инерции объектов, содержащем станину, шпиндель с рабочим столом и торсион, шпиндель выполнен в виде вала с двумя консольными шипами, имеющего в верхней части рабочий стол, а в нижней части узел крепления торсиона, на станине установлены два радиальных подшипника качения и узел крепления торсиона, расположенный вблизи верхнего подшипника, шипы установлены в подшипниках станины с возможностью осевого перемещения, торсион выполнен в виде стержня и прикреплен верхним концом к станине, а нижним к валу, причем шипы вала, подшипники станины и торсион расположены соосно.

Устройство показано на фиг. 1. На фиг. 2 показан вид А с фиг. 1.

На станине 1 установлены верхний 2 и нижний 3 подшипники качения, расположенные соосно. Под подшипником 2 установлен узел 4 крепления торсиона 5. На валу 6 установлены верхний 7 и нижний 8 шипы. В верхней части шип 8 имеет узел крепления 9 торсиона 5. В верхней части вал 6 имеет рабочий стол 10 с координатными отверстиями для установки объекта 11. Станина 1 имеет регулируемые винтовые опоры 12. На рабочем столе 10 установлена стрелка 13, а на станине датчик 14 положения равновесия рабочего стола 10.

Вал 6 висит на торсионе 5, а подшипники 2 и 3, задающие ось вращения вала 6 воспринимают радиальную нагрузку, обусловленную несовпадением общего центра масс вала 6, рабочего стола 10 и объекта 11 с осью вращения вала 6.

Поскольку радиальная нагрузка на подшипники 2 и 3 определяет момент сопротивления вращению вала 6, для ее уменьшения расстояние (Н) между подшипниками 2 и 3 задано существенно большим отклонения (А) общего центра масс от оси вращения вала 6.

С целью уменьшения сопротивления вращению в устройстве используются коррозионно-стойкие подшипники без смазки.

Устройство работает следующим образом.

Рабочий стол 10 отклоняется от положения равновесия и отпускается. Под воздействием торсиона 5 вал 6 с рабочим столом 10 и объектом 11 совершает крутильные колебания. Момент прохождения рабочего стола 10 через положение равновесия фиксируется датчиком 14 при прохождении над ним стрелки 13.

Через период колебаний и крутильную жесткость вычисляется момент инерции колебательной системы. При смещении объекта по осям X и Y (фиг. 2) момент инерции колебательной системы изменяется и, соответственно, изменится период колебаний. После трех измерений: начальное положение объекта 11, смещенное по оси X и смещенное по оси Y, вычисляются координаты центра масс объекта (по теореме Штейнера). Также необходимо провести измерение периода колебаний для пустого рабочего стола 10, что позволит вычислить момент инерции объекта 11 относительно вертикальной оси, проходящей через центр масс.

Высота центра масс объекта (координата Z) определяется при таком положении объекта 11 на рабочем столе 10, когда координата Z объекта 11 направлена по оси Y (или X) рабочего стола 10.

Крутильная жесткость колебательной системы определяется путем проведения измерений для объекта (эталона) с известной массой и координатами центра, например, диска.

Предлагаемое техническое решение позволяет упростить конструкцию устройства для определения положения центра масс и моментов инерции объектов.

1. Устройство для определения положения центра масс и моментов инерции объектов, содержащее станину, шпиндель с рабочим столом и торсион, отличающееся тем, что шпиндель выполнен в виде вала с двумя консольными шипами, имеющего в верхней части рабочий стол, а в нижней части узел крепления торсиона, на станине установлены два радиальных подшипника качения и узел крепления торсиона, расположенный вблизи верхнего подшипника, шипы вала установлены в подшипниках станины с возможностью осевого перемещения, торсион выполнен в виде стержня и прикреплен верхним концом к станине, а нижним концом к валу, причем шипы вала, подшипники станины и торсион расположены соосно.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между подшипниками станины больше размеров рабочего стола.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочий стол выполнен в виде плиты с координатными отверстиями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для определения инерционных характеристик изделий. Устройство содержит основание, установленный на нем корпус, размещенную на нем платформу, связывающее корпус и платформу упругое средство и узел поворота платформы.

Изобретение может быть использовано в системах управления для двигателей внутреннего сгорания. Предлагаются способы для обнаружения дисбаланса топливно-воздушной смеси, характерного для некоторого цилиндра двигателя.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к области балансировки тел вращения в динамическом режиме, и может быть использовано для вертикальной одноплоскостной динамической балансировки длинномерных роторов, а именно летательных аппаратов конической формы.

Настоящее изобретение относится к устройству для определения неисправности и способу определения неисправности. Устройство для определения неисправности согласно одному аспекту настоящего изобретения представляет собой устройство для определения неисправности, которое выполнено с возможностью определения неисправности устройства подачи текучей среды под давлением, используемого в насосе, причем устройство для определения неисправности содержит блок считывания реакции на механическое напряжение, выполненный с возможностью считывания реакции на механическое напряжение, указывающей на временное изменение механического напряжения, приложенного к устройству подачи текучей среды под давлением, блок вычисления степени накопленных усталостных повреждений, выполненный с возможностью вычисления степени накопленных усталостных повреждений устройства подачи текучей среды под давлением на основании реакции на механическое напряжение, блок вычисления скорости уменьшения срока службы, выполненный с возможностью вычисления скорости уменьшения срока службы, которая представляет собой скорость изменения степени накопленных усталостных повреждений во времени, и блок определения, выполненный с возможностью определения неисправности устройства подачи текучей среды под давлением на основании степени накопленных усталостных повреждений и скорости уменьшения срока службы, причем устройство подачи текучей среды под давлением выполнено с возможностью его использования только в течение заданного времени использования при эксплуатации насоса.

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике и может быть использовано для определения компонентов тензоров присоединенных моментов инерции тел в виде корпусов моделей судов, плавучих средств и сооружений.

Группа изобретений относится к беспроводным средствам мониторинга. Технический результат – уменьшение потребления мощности.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано для испытания фильтров скважинных насосных установок, эксплуатирующихся в условиях, осложненных высоким содержанием абразивных частиц в пластовой продукции.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для определения массы и инерционных характеристик изделий. Устройство состоит из стола аэростатического с установленным опорно-поворотным устройством с измерительным прибором, системы регистрации, при этом в поворотную планшайбу блока измерительных датчиков встроены датчики электродинамического типа.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к конструкции стендов для моделирования процесса отложения солей и механических частиц на деталях погружных электроцентробежных насосов (ЭЦН) и может быть использовано для проведения сравнительных испытаний ЭЦН, предназначенных для работы в скважинах, осложненных высоким содержанием неорганических солей в пластовой жидкости Устройство содержит узел подвода углекислого газа, емкость для приготовления смеси, имитирующей скважинную жидкость, содержащую механические примеси, электродвигатель и многоступенчатый электроцентробежный насос.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в нефтяной, автомобильной, авиационной, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области статической или динамической балансировки машин и конструкции, в частности, может быть использовано для определения моментов инерции и положения центра масс объектов. В устройстве для определения положения центра масс и моментов инерции объектов, содержащем станину, шпиндель с рабочим столом и торсион, шпиндель выполнен в виде вала с консольными шипами, установленными в подшипниках качения станины. Торсион выполнен в виде стержня, закрепленного верхним концом к станине, а нижним к валу. Торсион, шипы вала и подшипники станины расположены соосно. Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх