Устройство для возбуждения резонансных колебаний

Устройство для возбуждения резонансных колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских социалистических

Р®слублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.07.77 (21) 2512955/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 06 В 1/20//

G 01 N 3/36

G 01 M 7/00

Государственный квинтет ссср пе делам нэооретеннй н открытей

Опубликовано 05.11.79. Бюллетень №41

Дата опубликования описания 15.11.79 (53) УД К 534. 141 +

+ 620. 178.311. .5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Егоров, В. П. Иванов и Ю. А. Ножницкий (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

РЕЗОНАНСНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к устройствам для возбуждения резонансных колебаний, и может быть использовано для исследования вибрационной прочности образцов материалов и деталей машин при высоких частотах деформирования.

Известны устройства для возбуждения резонансных колебаний деталей машин путем воздействия на них механически модулированной струей газа (1).

Эти устройства содержат сопло, подключаемое к источнику сжатого газа, и модулятор в виде вращающегося диска, установленного между соплом и объектом, колебания которого возбуждаются, и имеющего расположенные по окружности прорези, через которые сжатый газ, истекающий из сопла, направляется на испытуемый объект.

Возбуждаемый при этом спектр колебаний зависит от скорости вращения диска, формы и числа сделанных в нем прорезей.

Устройства такого типа не пригодны для проведения усталостных испытаний на резонансной частоте возбуждения, так как в них не обеспечивается автоматическое регулирование частоты возбуждения при изменении собственной частоты объекта в процессе испытания.

Наиболее близким к изобретению по техническому существу является устройство для возбуждения резонансных колебаний, содержащее источник сжатого газа, сопло, установленный на выходе сопла модулятор, выполненный в виде вращающегося диска с прорезями, электродвигатель для вращения диска и систему автоматического регулирования скорости вращения электродвигателя, содержащую датчики, подключенные к ним блок сравнения и регулятор напряжения питания электродвигателя (2) .

Недостатком этого устройства является то, что при высокочастотных сложных формах колебаний, когда из-за относительно близкого расположения условных линий приходится уменьшать пятно контакта, уровень вазбуждаемых в испытуемом объекте напряжений становится недостаточным, чтобы обеспечить его усталостную поломку. Кроме того, опыт эксплуатации устройства такого типа показал, что при модуляции стационар695723

3 ного потока происходят усталостные разрушения модулирующих дисков.

Целью изобретения является повышение эффективности возбуждения резонансных колебаний.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено акустическим резонатором, включенным между источником сжатого газа и соплом. Кроме того, датчики системы азтоматического регулирования скорости вращения выполнены в виде датчиков пульсирующего давления, размещенных на вы?:оде сопла и модулятора.

С целью повышения надежности работы, устройство снабжено исполнительным механизмом для поворота двигателя вокруг оси его вращения и подключенным к выходу блока сравнения блоком управления, имен)щи I два Выхода, один из которых !!одключсн к рсгу)ягору напряжения:!Нтяния. а дру— гой к ис)п)лнительному механизму. (-(я )сртсже изображен» электромеханическая схем» устройства.

Устройство содержит акустический резон»тор с отверстием 2 для впуска cT»lièî:fàð)roro потока газа от источника сжатого гязя (на чертеже не показан), сопло 3 для выХ <2Д с1 М ОД ч, f rr PO I2» H H OH СТ (2 У И Г аз сl, I I C P(. М С щаемый поршень 4, служан(ий для рсгулирОВ»ния рабо rPr.0 обьема резонатора l,,стяновлс))ный:-)а выходе по!OK» газа из сОН л» 3 модулятор, выполненный в виде враll. »loiöcãîñÿ диска 5 с прорезями 6, электродвигатель 7 для вращения диска 5 н систему автоматического регулирования скорости вряш< I!Ня электродвигателя 7, k)K iloчякпцу)0 двя татчика 8 и 9 пульсирующего давления. tf3 которых датчик 8 уста)говлсн и» 1)ыходс lloTOKd из сопла 3, и датчик!)

klc. Выходе модулятора, подключеьн)ый к 1»тчпкям 8 и 9 блок 10 сравнения и подключенный к r:îñëåäíåìó блоку l l управления, один выход которого подсоединен к регулято(2 t 2 I I

Устройство раоотает слс тующим Обр»зом.

1 1рс 113»pИТЕ.2ЬНО, В З»ВИС)1 Ы ОСТИ (Л дисl!. я зона частот, в котором пред(тоит работать, определяют необходимые размерь (д.lH ió и диаметр) сопла 3 и число прорезей 6 в диске 5. (!Осле монтажа соответствующих этим требованиям деталей в акустический резонатор 1 через отверстие 2 подают газ с Ilocтоянным давлением. 1!лавно меняя с помощью поршня 4 рабочий объем акусти-геского резонатора 1 при открытом сопле 3, добиваются, чтобы частота пульсаций,)àâ4 ления газ" на выходе из сопла 3 стала равной резонансной частоте испытуемого объекта !5. Для начальной настройки на резонанс с помощью системы !4 (в которую вхоJHT, например, осциллограф и вольтметр)

3 регистрируют показания датчиков 16. В качестве таких датчиков могут использовать— ся, например, наклеенные на испытуемый объект 15 тензопреобразователи на основе пьезоэлементов. Для повышения эффективности возбуждения струю газа дополнительно модулируют !))еханически. llри этом необходимо, чтобы частота и фаза механической модуляции были синхронизированы с частотой и фазой пульсаций давления в акус— тическом резонаторе 1. Частота механической модуляции регулируется путем плавно(0 пегулирования скорости вращения дис-!.» 5, которая зависит от напряжения посто,fit » < ()K», подаваемог0 на обмотки якоi)ki, -. rск! родвигателя 7. Для изменения фазы .)tC га ГИЧССКОЙ МОДУЛЯЦИИ ДОСтатОЧНО ПОВЕРнуть элск)родвигятель 7 Вокруг его оси с помо!цью исполнительного механизма 13. Час-! о! я и фаза механической и акустической модул Ir„ èè определяются с помощью дат-!

Нков 8 и 9 пульсирую)цего давления. Эти ,1»пг .Il)I,II мо),т быть, например, изготовлены

25 из пьезокристаллов. <(» частоту и фазу механ!пиеской модуляции будет реагировать, н»пример, и индукционный датчик, если его

< (Тя повить !)сз !1()ОТИВ llpOp(.ЗСИ дИСкя О., )ЛЯ этих целей могут использоваться и датчи-! и! 16. Сигналы от датчиков 8 и 9 сравниваются В блоке !О сравнения и, в зависимосг)! С)т !2езультятов сравнения их по «астоте и фяз:, о,;ок 11 управления выдает кя м я пды ре) улит! Ору 12 напряжения питаiiHsi электродвигателя и исполнительному мсхя)!изму 13, осу)цествляющему поворот двигателя Вокруг оси его вращения.

Таким образом, предлагаемое устройство

:к: треоует дорогостоянlcй аппаратуры, уп(сяв."..)!Н(Hм легко может быть автоматизи г! p0i3i.Н.». ((< I !ь:<..)I3»i:Ift- этог;) устройства позво лii(. H:)tlûc» l;. э()ирскгизность возбуждения, < бесне !ИВ досга-(счный для получения усталостной поломки уровень возбуждаемых при нысокочяст()гных колебаниях напряжений.

4$ r) .. (.f-О iicifoльз0вянис позВОляет Обеспечить н!)<)Нсд(ние усталостных испытаний лопаток ту рбомяшн!! Ii (ругих ответственных деталей i!pll высокочясготных сложных формах колебаний. llpH этом т;)кже удается сократ!! ь число ) c r» I()cTHbtx )оломок таких сложных и дорогостоящих деталей, как диски модуля горя, и повысить, таким образом, на,,ежносгь ряботь: аппаратуры.

Ф ор,)<цл а из абр е гек ия

1. Устройство для возбуждения резонансktIIv колебаний, содержащее источник сжа695723

3. Устройство по пп. и 2, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено исполнительным механизмом для поворота двигателя вокруг оси его вращения и подключенным к выходу блока сравнения блоком управ5 ления, имеющим два выхода, один из которых подключен к регулятору напряжения питания, а другой — к исполнительному механизму.!. Авторское свидетельство СССР № 257089, кл. G 01 М 7/00, 1969.

3 того газа, сопла, установленный на выходе сопла модулятор, выполненный в виде вращающегося диска с прорезями, электродвигатель для вращения диска и систему автоматического регулирования скорости вращения электродвигателя, содержащую датчики, подключенные к ним блок сравнения и регулятор напряжения питания электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности возбуждения резонансных колебаний, оно снабжено акустическим резонатором, включенным между ис- Источники информации, точником сжатого газа и соплом. принятые во внимание при экспертизе

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчики системы автоматического регулирования скорости вращения выполнены в виде датчиков пульсирующего давления, размещенных на выходе сопла и мо- 1 2. Патент США № 2682167, кл. 73 — 67,3 дулятора. 1954 (прототип) .

Состав н тел ь В. Ш ехте р

Редактор А. Семенова Техред О. Луговая Корректор Т. Скворцова

Заказ 6649/10 Тираж 585 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Мос«ва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4