Преобразователь угловых ускорений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ »678408

Союз Соввтсиив

Социалистичесиия

Ресяублик (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 04. 11,77 (21)2542242/18 10 (51} М. Кл.

G 01 P 3/04 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Гааударвтавямыв кемвтвт

СССР аа дваам кввврвтвнк» я вткритвк

Опубликоввио05.08.79.Бюллетень %28

Д,ата опубликования описания 1О.О8.79 (53) VJl.K 531 768 (088,8) Ю. ф. Володько, О, В. Жилинский, В. И. Прнбьвльскнй н Г. В. Тилигузов (72) Авторы иэобретения (71) Заявитель

Институт проблем надежности и долговечности машин

АН Белорусский CCP (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ УСКОРЕНИЙ

Изобретение относится к области средств измерения параметров крутильных колебаний вращающихся элементов различных машин и механизмов и может быть использовано в системах автоматического 1 регулирования для стаб ли аци врщ 5 тельного движении.

Известен угловой акселерометр, состоящий из инерционной маховой масси

1 н упругого элемента, соединяющего названную массу с вращающимся объектом.

Величина деформации упругого элемента пропорциональна угловому ускорению конт ролируемой системы и может быть определена измерителем любого известного типа (1) . Основным недостатком угло15 вых акселерометров является необходимость устройства для передачи измерительного сигнала с врашаюшегося узла акселерометра на неподвижный регистрирующий элемент. Такие устройства имевЩтзй сложную конструкцию, трудоемки в изготовлении и являются активными источниками дополнительных погрешностей изма

2 рения. Наиболее близким техническим решением является динамический преобразователь угловых ускорений, который

"одержит инерционную маховую массу, упругий элемент между ней и контролируемым элементом системы н орган сравнения, представляющий дифференциальный зубчатый механизм f.23 . Один из входов сравнивающего дифференциала соединяется безынерционной передачея с контролируемым валом системы. Второй вход сравнивающего дифференциала соединен с инерционной маховой массой и образует совместно с ней и упругим элементом инерционную передачу. Рассогласование вход- ных сигналов по безынерционным и инерционным ветвям пропорционально угловому ускорению и количественно определяется измерителем известного типа на выходе сравниваюшего дифференциала, Недостатком такого устройства является наличие большого числа зубчатых зацеплений в его конструкции, что из-за рмеюшйхся боковых зазоров н собствен(678408 ных йогрешнг стей зацеплений снижает точность измерения параметров крутильных холебаний контролируемой системы.

Кроме того, применение инерционной маховой массы с постоянным моментом 5 инерции и упругого элемента нерегулируемой жесткости ограничивает рабочий диап азой устро йства.

Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение рабоче- 1О

ro диапазона динамического преобразователя угловых ускорений. Поставленная цель достигается тем, что инерционнач передача выполнена иэ последовательно соединенных тахогенератора, блока уп15 равления и двигателя постоянного тока, а механизм сравнения выполнен в виде червячной передачи, червяк которой выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль своей оси,20 при этом тахогенератор связан с валом червячного колеса, а двигатель постоянного тока - с валом червяка.

На чертеже приведена схема предлага25 емого динамического преобразователя уг,ловых ускорений.

Динамический преббразователь угловых ускорений соединяется с контролируемым валом 1 и состоит иэ червячного колеса

l зо

: 2, неподвижно укрепленного на этом валу, датчжа3, в качестве которого используется тахогенератор, блока 4 управ;ления, исполнительного двигателя 5 постоянного тока, удлиненного цилиндриче ского червяка 6, который может возвратЗ5 но-поступательно перемешаться с подвижной частью корпуса 7, и измерителя 8 линейных ускорений любого известного типа. .

При равномерном вращении вала 1 и неподвижно соединенного с ним червячного колеса 2 сигнал от датчика 3 через блок 4 поступает на исполнительный двигатель 5 постоянного тока, который вра45 щает удлиненный цилиндрический червяк 6.

Величина напряжения на двигателе " задается блоком .4 и обеспечивает скорость вращения червяка 6, эогласованную со скоростью вращения червячного колеса 2

5О с учетом их передаточного отношения. Измеритель 8 линейных ускорений установлен на подвижной части корпуса 7, которая жестко связана в осевом налравлении с червяхом 6 и может возвратно-поступьтельно перемещаться совместно с; ним.

Следует о 1метить, что возможны другие конструктивные решения соединения вращающегося червяка 6 с.измерителем 8, обеспечивающие достаточную жесткость в осевом направлении (например, использование переходной втулки на валу червяка и подвижного шлицевого соединения между ним и двигателем. постоянного тока, что устраняет необходимость в подвижной части корпуса. В рассматриваемом случае, когда контролируемый вал 1 вращается равномерно, удлиненный цилиндрический червяк 6 не изменяет своего осевого положения и, таким образом, измеритель 8 линейных усхорений остается неподвижным.

При появлении крутильных колебаний на контролируемом валу 1 сигнал от дат-, чика 3 ускоряется блоком 4 и соответствует средней скорости вращения вала 1

Таким образом, возникает рассогласование в скорости вращения червячного колеса 2, неподвижно сидящего на валу 1, и червяка 6, что вызовет возвратно-поступательное перемещение удлиненного червяка 6 вдоль своей оси совместно с под- вижной частью корпуса 7 и установленным на нем измерителем 8. При этом измеряется линейное ускорение червяка 6, соответствующее величине углового ускорения крутильных колебаний контролируемого вала 1. В случае крутильных колебаний, превышающих по величине возможные пределы измерений, удлиненный червяк 6 выходит из зацепления с червячным колесом 2. Кроме того, имеется возможность установки конечных выключателей, связанных с подвижной частью корпуса 7 и отключающих контролируемую систему при достижении заданной амплитуды крутильных колебаний, что представялет интерес для систем автоматического регулирования.

Наличие лишь одного червячного зацепления в предлагаемом устройстве, вместо четырех зубчатых зацеплений в известной конструкции, и:возможность устранения (регулировки) бокового зазора радиальньпй смещением червяка по отношению к червячному колесу обеспечивают повышение точности измерения параметров крутильных колебаний и позволяют в

1О-12 раэ расширить диапазон за счет нижнего предела измеряемых колебаний.

Кроме того, наличие блока управления позволяет расширить частотный диапазон динамического преобразователя угловых ускорений путем соответствующей настройки сглаживающих фильтров, что особенно важно для адаптивных систем управления..

678408

Составитель В. Ковнисаренко

Техред N. Петко . Корректор, В. Синицкая

Редактор Л. Тюрина

Заказ 4549/34 Тираж 1090 Подписное

?1НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-3 5, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,- 4

Формула изобретения

Преобразователь угловых ускорений, содержаший безынерционную передачу, . инерционную передачу, механизм сравнения угловых скоростей и измерительный 5 преобразователь, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, .с целью повышения точности измерения и расширения рабочего диа» назона, инерцйонная передача выполнена из последовательно соединенных тахогень о ратора, блока управления и двигателя постояиного тока, а механизм сравнения выполнен в виде червячной передачи, при этом тахогенератор связан с валом червячного колеса, а двигатель постоянного тока - с валом червяка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кожевников С. H. Механизмы, М., "Машиностроение", 1965, с. 814.

2. Лвторское свйдетельство СССР № 473095, кл. & 01 P 3/08, 1975.