Устройство для возбуждения угловой вибрации

Устройство для возбуждения угловой вибрации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ УГЛОВОЙ ВИБРАЦИИ, содержащее пово- ; ротный корпус, связанный с ним элемент соединения корпуса с возбуждаемым объектом, и установлением в пусе симметрично относительно сюи его поворота два идентичных гироскопа , у каждого из кото1шх.оси вргиоения ротора и рг1мки, в которой установлен ротор, -взаимно перпеид11кулярны , о т л и ч а ю щ с я ,тэм, чтЬ, с цель, создания пульсирующего цикла возбуждения, оно снабжено несущими рамки гироскопов дополнитель- ; ными рамками, установленными в корпусе с .возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной к оси поворота корпуса и осям вращения ргмок гироскопов , при этом дополнитёльные рамки связаны с рамкакш гироскопов кинематичес кими цепями , обеспечивё1ющимй их вргицение с равншш угловыми скоростями в противоп&лозкных направлениях , О N9 (i ND СО

ЯМОЗ СОВЕТСНИХ

ИЦ Ф

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblTHA (21). 3255453/18-28 (22) 23.02.81 (46) 23.06.83. Бюл.. В 23 (72) Е.Н. Иванов и С.A. Симонов (71) Брянский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт (53) 534.141з620.178.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 172521, кл. В 06 В 1/10, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

В 301184 кл В 06 В 1/16, 1969 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДБНИЯ

YFJIOBON BRBPAQHH, содержащее поворотный корпус, связанный с ним элемент соединения корпуса с воэбуждаемьи объектом, и установленные в кор-

ÄÄSUÄÄ A 8(5В В 06 В 1/10// G 01 N 3/34

t пусе симметрично относительно оси его поворота два идентичных гироско. па, у каждого из которых оси враще- ния ротора и рамки, в которой установлен ротор, .взаимно перпендикулярны, о т л и ч а ю щ ее с я,тем, чтЬ, с целью создания пульсирующего цикла возбуждения, оно снабжено несущими рамки гироскопов дополнительными рамками, установленными в корпусе с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной к оси поворота корпуса и осям вращения рамок гироскопов, при этом дополнительные

Е рамки связаны с рамками гироскопов кинематическими цепями, обеспечива» ющими их вращение с равнияи угловыми Е скоростями в противоположных направлениях.

1024123

Изобретение относится к вибрацион" ной технике, а именно к устройствам для возбуждения угловой вибрации, и может найти применение в машинах для испытание образцов материалов и натурных деталей на усталость при кручении, а также в различных технологических вибрационных машинах.

Известно устройство для возбуждения угловой вибрации, содержащее поворотный корпус, связанный с ним 30 элемент соединения корпуса с возбуждаемым объектом и установленный в корпусе гироскоп (11 .

Недостатком такого устройства применительно к его использованию 5 для .испытаний объектов на усталость при кручении, является то, что испытуемый объект нагружается не только крутящим, но и изгибающим моментом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому. результату является устройство для возбуждения угловой вибрации, Содержащее поворотный корпус, связанный с ним элемент соединения корпуса с возбуждаемым объектом и установленные в корпусе симметрично относитель,но оси его поворота два идентичных гироскопа, у каждого из которых оси вращения ротора и рамки, в которой установлен ротор, взаимно перпендикулярны. Такое устройство создает синусоидальную вибрацию (2) .

Однако в ряде случаев необходимо получить пульсирующий цикл возбуждения, который известное УСтройство не обеспечивает.

Цель изобретения — создание пульсирующего цикла возбуждения угловой вибрации. поставленная цель достигается 40 благодаря тому, что устройство для возбуждения. угловой вибрации, содержащее поворотный корпус, связанный с ним элемент соединения корпуса с возбуждаемым объектом, и установлен- 15 ные в корпусе симметрично относительно оси его поворота,два идентичных гироскопа, у каждого иэ которых оси вращения ротора и рамки, в которой установлен ротор, взаимно перпендику-g0 лярны, снабжено несущими рамки гироскопов дополнительными рамками, установленными в корпусе с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной к оси поворота корпуса и осям вращения рамок гироскопов, при этом дополнительные рамки связаны с рамками .гироскопов кинематическими цепями, обеспечивающими их вращение с равными угловыми скоростями в противоположных направлениях.

На фнг. 1 изображена кинематическая схема устройства для возбуждения угловой вибрации; на фиг. 2 — схема, иллюстрирующая моменты, возбуждаемые при работе устройства.

Устройство для возбуждения Угловой вибрации содержит поворотный корпус 1, с которым связаны двигатель:

2 и элемент 3 соединения корпуса 1 с возбуждаемым объектом (например, не показанным на чертеже рабочим органом вибрационной машины или испытуемым объектом), установленные в корпусе 1 симметрично относительно оси

его поворота два идентичных гироскопа 4 и 5, каждый из которых содержит ротор б и рамку 7 с взаимно перпендикулярными осями вращения, и несущие рамки 7 гироскопов дополнительные

Рамки 8, установленные,в корпусе с воэможностью вращения вокруг,оси Х, перпендикулярной оси з поворота корпуса 1 и осям вращения рамок 7 гироскопов. Вращение дополнительных рамок 8 осуществляется от двигателя 2 через конические зубчатые колеса 9 и 10. Связь двигателя 2 с зубчатым колесом осуществлена через упругую муфту 11. Дополнительные рамки 8 связаны с рамками 7 гироскопов 4 н 5 кинематической цепью, образованной зубчатыми колесами 12,связанными с осями рамок 7 через упругие муфты 13, и зубчатыми колесами 14, которые закреплены на корпусе 1 и зацепляются с зубчатыми колесами 12.

Упомянутые кинематнческие цепи обеспечивают вращение рамок 7 и дополнительных рамок 8 с равными угловыми скоростями в противоположных направлениях. Роторы 6 гироскопов 4 и 5 могут иметь индивидуальные приводы или же быть кинематически связанными с рамками 7 коническими колесами (не показаны), обеспечивающими вращение роторов 6 с равными угловыми скоростями в противоположных направлениях.

Нри сборке устройства его элементй устанавливаются так, чтобы в момент совпадения плоскостей дополнительных рамок 8 в этой we плоскости лежали и рамки 7 и оси вращения роторов б, а ось Ц поворота корпуса 1 была перпендикулярна этой плоскости.

Устройство для возбуждения угловой вибрации работает следующим образом.

Прн вращении каждой рамки 7 с быстро вращающимся ротором б на его ось начинает действовать гироскопический момент М„„, вектор которого всегда .направлен перпендикулярно плоскости рамки. 7.

В любой момент времени (фиг. 2) возникающые гироскопические моменты

M гироскопов .4 и 5 равны по величйие и раскладываются на две составляющие, действующие вдоль осей Х и подвижных осей g и, причем величины этих составляюй их соответственно равны:

Mx = M r p 640 о4 < >

1024123

У

Фиг. Я,ВНИИПИ Заказ 4280/б Тираж 492

Подписное

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

М» «» М П, И)8 Ы» где ф(е,): $- угол поворота рамки 7 относительно дополнительной рамки 8, tdi- угловая скорость враще- 5 ния рамки 7.

Момент М л разлагается на составляЮщие М и Мц,действующие вдоль осей

Х и g и равные

Млл = hAt)q COSat (=™гир t oslo cOSCg )

М = М f -ип a(g М щ сО5 й„юля cg где K<-. (а q4 - угол поворота дополни тельной рамки 8 относительно горизонтальной плоскости (или,угол между подвижными осями

Ц и и осьюц), 20

И1- угловая скорость вращения дополнительной рамки В.

НО Talc как (a) > 4)gq To a(g ф. у и

М * М я . сов st, .

Моменты М» обоих гироскопов в любой момент времени складываются и нагружают корпус 1 устройства суммарным моментом М, равным М = 2М „ щЪ и изменяющимся по пульсирующему циклу. З0

Моменты М, и М гироскопов 4 и 5 всегда равны и направлены в противоположные стороны, а следовательно, в сумме дают ноль и на корпус 1 .Устройства не передаются.

В результате же вращения каждой дополнительной рамки 8, внутри которой вращаются роторы 6 и рамка 7, также возникает изменяющийся по вели-40 гироскопический моме,лт М торий равен

I ! 1 гиР г е " "з где 34) — глаьный момент количества движения ротора 6, или его кинематнческий момент;

at - угол между векторами 3ы р н (,>, равный < =, л л, так как вектор Олей найравлен по оси ротора б и вращается вместе с рамкой 7 относительно дополнительной рамки 8 с угловой скоростью (л °

Момент М „ всегда направлен по оси рамки 7, так как его направление перпендикулярно плоскости векторов

)(,)p и ti1 . Так как рамка 7 свободно установлена на своей оси в дополниI .тельной рамке 8, то момент М„„„ на .рамку 8, а следовательно, и на корпус 1 устройства передаваться не будет, а вызовет лишь поворотные колебания рамки 7 относительно дополнительной рамки 8. Эта возможность обеспечивается упругой муфтой 13.

Таким образом, корпус 1 нагружается суммарным моментом, изменяющимся по закону

М гм „ совФ(„.

Достигаемая при. использовании изобретения возможность создания пульсирующего цикла возбуждения угловой вибрации имеет существенное значение для осуществления испытаний образцов материалов и натурных деталей на усталость н ряда технологических .процессов (например, вибрационное бурение, вйбрационное транспортирование).