Крутильный маятник

Крутильный маятник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ о>851191 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 200779 (21) 2799254/18-25 с присоединением заявки М— рцм. к,.з

G 01 и 11/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30,0781. Бюллетень Йо 28 (5З) УДК 532.137 (088.8) Дата опубликования описания 30.07.81

В. A Гречшикин, В. И. Ковалевский и, В. Г. Шаталов ! (Опытно-конструкторское бюро специал ного,физического / приборостроения при Воронежском полй гекнинесном . институте (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КРУТИЛЬНЬ и МАЯТНИК

Изобретение относится к устройств ам для определения физико-механических характеристик сред по измерению параметров колебаний колебательной системы упругий элемент-инерцион» ная деталь-измеряемый образец,, в частности их вязкоупругих характеристик, методом крутильного маятника и может быть применена в химической, радиотех- О нической и машиностроительной областях промышленности.

Известна конструкция крутильного маятника, содержащая упругий элемент в виде торсиона, демпфирующий узел, инерционный элемент и блок обработки информации. В качестве упругого эле мента применена стальная рояльная проволока, а в качестве узла демпфирования параэитных колебаний - камневые подшипники или опоры 11.

Недостатки из вест ного маятни ка состоят в невысокой точности измерений, узких функциональных возможностях и неудобстве эксплуатации, вызванных тем, что в камневых опорах или подшипниках имеются потери, связанные с трением, а для смены рабочих частот необходимо заменять торсион или инерционный элемент. 30

Наиболее близким по техническому рещению к предлагаемому является крутильный маятник, содержащий упругий и инерционный элементы, демпфирующий узел и блок обработки информации 2

Демпфирующий узел состоит из верхнего и нижнего ушек, сквозь которые пропущен торсион что не исключает потерь на трение. Кроме того, переход на разные рабочие частоты осуществляется сменой упругого и инерционного элементов. Ввиду того что между упругостью маятника должно выдерживаться определенное соотношение, диапазон изменения рабочих частот ограничен. Указанные факторы ухудшают точность измерений, создают неудобство в эксплуатации и сужают пределы измерения маятником.

Цель изобретения — повышение точности измерения, удобства эксплуатации и расширение пределов измерения.

Поставленная цель достигается тем, что крутильный маятник для измерения, например, вязкоупругих свойств материалов, содержащий упругий элемент, соединенный с инерционным элементом, демпфирующий узел и блок обработки

851191 информации, дополнительно снабжен неупругой нитью и ферромагнитным стержнем, упругий элемент выполнен в виде радиально намагниченного магнита и электромагнита постоянного тока с сердечниками, расположенными против полюсов радиально намагниченного магнита, демпфирукщий узел содержит магнитный подшипник с электромагнитами переменного тока, причем радиально намагниченный магнит подвешен на неупругой нити, на нижнем его торце закреплен ферромагнитный стержень, проходящий через магнитный подшипник и соединенный с инерционным элементом.

На фиг. 1 схематически представлен предлагаемый крутильный маятник, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид св ерху.

Крутильный маятник содержит радиально намагниченный магнит 1, к нижнему торцу которого прикреплен ферромагнитный стержень 2 с инерционным элементом 3. Стержень проходит через отверстия двух тороидальных электромагнитов, состоящих из сердечников 4 и катушек 5, образующих ортогональный магнитный подшипник переменного тока.

Радиально намагниченный магнит представляет собой цилиндр, намагниченный в радиальных направлениях (перпендикулярно оси цилиндра). Мини- мальное число полюсов такого магнитадва. В предлагаемом крутильном маятнике применен четырехполюсный радиально намагниченный магнит с выделенными конструктивно полюсами фиг. 2).

К нижнему концу стержня 2 прикреплен подвижный зажим 6 измеряемого образца 7, закрепленного нижним кон цом в неподвижный зажим 8. Система, состоящая из радиально намагниченного магнита 1, ферромагнитного стержня 2 и инерционного элемента 3, подвешена на неупругой нити 9.

Против полюсов радиально намагниченного магнита 1 находятся сердечники электромагнитов 10 постоянного тока, запитываемых напряжением U=-.

Крутильный маятник работает следующим обраэсы.

После подачи на электромагниты 10 напряжения постоянного тока Q благодаря взаимодействию полей электромагнита 10 и радиально намагниченного магнита 1 создается упругая сила, действующая после снятия начального крутящего момента, сообщаемого системе магнит 1-стержень 2-инерционный элемент 3.

При наличии напряжения U„, которым запитываются катушки 5, ферромагнитный стержень центрируется в отверстиях тороидальных сердечников 4 и система магнит 1-ферромагнитный стержень 2-инерционный элемент 3 совершает затухающие колебания.

Упругость колебательной системы может регулироваться величиной напряжения 0 (малое значение U= соответствует тонкому торсиону, а большее значение U= — торсиону большего диаметра) .

В отличие от известных крутильных маятников, предлагаемая колебательная система имеет значительно меньше потери, так как потери на трение полностью отсутствуют. Кроме того, для смены рабочих частот не требуется смена упругих и инерционных эле2О ментов, а достаточно лишь установить соответствующее значение напряжения U-.

Формула изобретения

Крутильный маятник для измерения, например, вязкоупругих свойств материалов, содержащий упругий элемент, g0 соединенный с инерционным элементом, демпфирующий узел и блок обработки информации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, удобства эксплуатации и

35 расширения пределов измерения, он дополнительно снабжен неупругой нитью и ферромагнитным стержнем, упругий элемент выполнен в виде радиально на.магниченного магнита и электромагнита постоянного тока с сердечниками, расположенными против полюсов радиально намагниченного магнита, демпфирующий узел содержит магнитный подшипник с электромагнитами переменного тока, причем радиально намагниченный магнит

45 подвешен на неупругой нити, на нижнем

его торце закреплен ферромагнитный стержень, проходящий через магнитный подшипник и соединенный с инерционным элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Перепечко Н. Н. Акустические методы исследования полимеров. М., 55 "Химия", 1973, с. 52-59.

2. Патент США Р 4003247, кл. G 01 N 3/32, 1977 (прототип).

851191

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

11,3035, Москва, 5-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6329/58

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Филатова

Редактор И. Михеева Техред Ж. Кастелевич Корректор Л; Иван