Устройство для контроля и регистрации нагрузки конструкций машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК зж О7С 300

ОПИСАНИЕ." ИЗОБРЕТЕН / Н АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

1 (21)- 3395519/18-24 (22) . 03.;02.8.2 (46). 30..05 .83, Бюл. 9 29 -(72)- я.Н.Зенталь и. В.Г.Ободзинский (53 } -.681 178 (088. 8) (56) 1;;Авторское свндетельство СССР В 796670, -кл. G 07 С 3/б6, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР . по заявке М 3008346/18-, 24, кл..Q 07 C 3/00,, 1980 (нрототип). (.54)(57},.д ТРОИС во gas

РЕГИСТРАЦИИ НА1 РУЗКИ.КОНСТРУКЦИЙ.

:.АПИЦИЙ, содержащее датчик. нагрузки, который. соединен с первым входом . усилителя, первый. выход:.которого подключен. К обмотке управления реверсивного электродвигателя, выходной вал которого кинематически свя- зан с указательной кареткой и движком реохорда, который:подключен к второму входу усилителя, о т л:и.ч аю щ .е е- с .я :тем,-. что, -с .целью повышения надежности устройства,, в негь введен ограничитель тока который выполнен из диода, источника постоянного напряжения и .переменного: рези- стора,.:который псщключен:параллельйо выводам источника постоянного:напряжения, одни вывод которого соединен с общей. шиной устройства,: а другоМ ,через диод ограничителя тока:подключен к второму выходу- усилителя. * .

1020843

Изобретение относится к контролю нагрузок и может найти применение в авиационной промышленности при проведении усталостных испытаний натурных,самолетных конструкций, характерной особенностью таких испытаний яв- 5 ляется широкий диапазон прикладываемых к конструкции нагрузок.

Известно устройство для измерения нагрузок при испытаниях конструкций, содержащее датчик нагрузки,, подключенный к первому входу усилителя, к второму входу которого подключен реохорд, реверсивный двигатель, соединенные с выходом усилителя каретку со стрелкой, механически связанную с подвижным .контактом реохорда, муфты прямого и обратного ходов, два вала и два редуктора с разными коэффициентами редукции, которые установлены соответственно между двумя муфтами прямого хода и двумя муфтами 2О обратного хода, муфты прямого хода и обратного хода установлены на первом валу, кинематически связанном с реверсивным двигателем, вторые муфты прямого и обратного хода установ- 25 лены на втором валу, соединенном с подвижным контактом реохорда. Принцип действия этого устройства основан на компенсационном методе изме- рения и на разности скоростей прямо- 3О го и обратного хода каретки, связанной с реохордом Г1 ).

Недостатком укаэанного устройства являются недостаточная точность, особенно при понижении частоты, вслед35 ствие "уширения" линии записи на ленте и качания стрелки у огибающей сигнала (при понижении частоты каретка со стрелкой успевает, при ниспадающей ветви сигнала пройти неко торый не регулируемый путь) и недос- 4О таточный ресурс из-за динамических перегрузок при реверсивной работе электродвигателя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является 45 устройство для контроля и регистрации нагрузки конструкций машин, содержащее датчик нагрузки, который соединен с первым входом усилителя, первый выход которого подключен к обмотке управления реверсивного электродвигателя, выходной вал которого кинематически связан с указательной кареткой.и движком реохорда, который подключен к второму входу усилителя редукторы и управляемый вариатор.

Принцип действия этого устройства также основан на компенсационном методе измерения и на разности скоростей прямого и обратного хода каретки самописца, связанной с реохордом (2 ).6О

В известном устройстве устранены некоторые недостатки известного устройства путем сохранения ширины записи огибающей и качания стрелки всегда одного постоянного размера, 65 что достигается изменением коэффициента редукции вариатора для механической цепи, связанной с обратной ниспадающей ветви сигнала.

Однако при замере сигнала повышенной частоты существенно возрастают динамические нагрузки на механизм электродвигателя, работает в реверсивном режиме и в прямом направлении и в обратном с максимальной нагрузкой (хотя на выходе редукторов скорости различны). Такой режим работы крайне неблагоприятен с точки зрения долговечности и, следовательно, ресурса в целом.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем уменьшения динамических перегрузок на электродвигатель при реверсе.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля и регистрации нагрузки конструкций машин, содержащее датчик нагрузки, который соединен с первым входом усилителя, первый выход которого подключен к обмотке управления реверсивного электродвигателя, выходной вал которого кинематически связан с указательной кареткой и движком реохорда, который подключен к второму входу усилителя, введен ограничитель тока, который выполнен из диода, источника постоянного напряжения и переменного резистора, который подключен параллельно выводам источника постоянного напряжения, один вывод которого соединен с общей шиной устройства, а другой через диод ограни;чителя тока подключен к второму выходу усилителя.

На чертеже приведена функциональ-ная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит датчик 1 нагрузки, усилитель 2 с выходным автотрансформатором 3, редуктор 4 кинематической связи, указательную каретку 5, реохорд 6, ограничитель 7 тока, выпблненный из диода 8, переменного резистора 9 и источника 10 постоянного напряжения, и реверсивный электродвигатель 11.

Устройство работает следующим образом.

Под действием механической циклической нагрузки, воспринимаемой испытуемой конструкцией и датчиком 1 нагрузки, возникает электрический сигнал. Поступающий от датчика 1 сигнал усиливается усилителем 2 и подается на реверсивный электродвигатель 11, его ротор приходит во вращение и через редуктор 4 в зависимости от знака измеряемого сигнала вращает движок реохорда 6 и вместе с ним перемещает указательную каретку 5 в ту или другую сторону до наступления компенсации (баланса) сигнала от датчика 1. При этом каждому значению

1020843

Составитель Г. Усачев

Техред Ж. Каст елевич едактор С. Квятковская

Корректор Г. Решетник

Подписное

Заказ 3900/42

Тираж 573

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП. "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 уровня сигнала от датчика 1 соответствует некоторое положение указательной каретки 5 и линии от пера на стрелке на диаграммной ленте.

При нарастании сигнала реверсивный электродвигатель 11 и каретка 5 перемещаются в прямом направлении, пятаясь синхронно отслеживать этот сигнал.:При падении сигнала электродвигатель 11, движок реохорда б и каретка 5 перемещаются в обратном 10 направлениии также стараются перемещаться синхронно с убывающим сигналом.

Однако при замере сигналов, следующих с повышенной частотой, напри- 15 мер, при вращении ротора электродвигателя.11 в прямом направлении (что соответствует нарастающей ветви сигнала) через редуктор 4, движок реохорда б поворачивается с некоторой скоростью в сторону уравновешивания (компенсации) схемы. Поскольку быстродействие системы автокомпенсации, включающей датчик 1, электродвигатель 11,. усилитель 2, каретку 5 и реохорд 6, не обеспечивает слежение за частотой изменяющегося сигнала, то в этом направлении стрелка по шкале и перо на диаграммной ленте пройдут только некоторый путь. При нарастании сигнала на этом цикле 30 полярности фаз на выходной шине усилителя 2 и аноде диода 8 ограничителя 7 тока противоположны. В этом состоянии диод 8 заперт, имеет бесконечное сопротивление и практичес- 35 кого. влияния на выходные сигналы усилителя 2 и электродвигателя 11 не производит.

При изменении знака сигнала электродвигатель 11 начнет вращаться в обратном направлении, каретка 5 и реохорд б начнут перемещаться в об. ратном направлении, а на виходной шине усилителя 2 фаза уменьшится на противоположную. При этом картина работы системы резко изменится, так как данная фаза уже будет прямой для диода 8 и он начнет шунтировать электродвигатель 11, уменьшая его обороты.

И это уменьшение не больше, чем больший ток проходит через диод 8. Регулировку же тока можно производить путем встречного подключения источника 10 постоянного напряжения через переменный резистор 9 в цепи катода диода 8.

Посредством ограничителя 7 тока, включающего диод 8, переменный резистор 9 и источник 10 постоянного напряжения, скорость электродвигателя в обратном направлении устанавливается такой, чтобы каретка 5 и движок реохорда б в этом направлении промни путь меньший, чем при прямом ходе.

Кроме того, переменный резистор 9 может управляться программным приво-. дом. При отработке следующего импульса еще. ближе приблизится к положению,. соответствующему истинному амплитудному значению измеряемого параметра. Таким образом, после подачи на вход усилителя 2 от датчика 1, некоторого числа импульсов амплитудное значение этого сигнала будет отработано электродвигателем 11 в режиме слежения.

В дальнейшем устройство будет работать в режиме слежения за этим амплитудным значением, а перо будет описывать огибающую, при этом колебания стрелки будут тем меньше, чем выше частота измеряемого сигнала.

В отличие от известных устройств электродвигатель 11 работает как бы в двух режимах — с максимальными оборотами при прямом ходе и минимальными при обратном. В связи с этим динамические нагрузки на электродвигатель 11, каретку 5, редуктор 4, реохорд б резко уменьшаются, чем повышается надежность устройства s целом.

Использование изобретения позволит увеличить ресурс устройства, сократить регламентные работы, сократить число отказов за счет улучшения условий работы реверсивного электродвигателя.