Маховик-ротор электромагнитного возбудителя колебаний стенда испытания образцов на усталость при кручении

Маховик-ротор электромагнитного возбудителя колебаний стенда испытания образцов на усталость при кручении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистически к

Республик

< >962694 (51)М. Кл.

F 16 F 15/30".

F 16 Н 33/02 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27. 0 3. 81 (21) 3267080/25-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.82. Бюллетень № 36

3ЬеудорстекнныН комнтет

СССР но делам нзабретеннй и открытнк (53) УДК 621.8. .032.2(088.8) Дата опубликования описания 30 .09 . 82 (72) Авторы изобретения

В. В. Гашков, П. Н.Цылев, Е. И. Огарков и lO.А.Дарышин

1 1" (71) Заявитель

Пермский политехнический институт (54) МАХОВИК-РОТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВОЗБУДИТЕЛЯ

КОЛЕБАНИЙ СТЕНДА ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ

HA УСТАЛОСТЬ ПРИ КРУЧЕНИИ

Изобретение относится к машиност роению, а именно к испытательной технике, в частности к стендам для испытаний различных образцов на усталость при кручении с электромагнитным возбудителем колебаний.

Известен маховик-ротор электромагнитного возбудителя колебаний стенда испытаний образцов на усталость при кручении, содержащий ферромагнитный цилиндр, на внешней поверхности которого имеется оболочка из материала с электропроводностью, существенно превышающей электропроводность материала ферромагнитного цилиндра (1 ).

Недостатком маховика-ротора такой конструкции является то, что из-за потерь энергии, обусловленных Iо прохождением электрического тока, оболочка нагревается. Особенно зна" чительны потери энергии и нагрев оболочки, выполненной из материала с

2 высокой электрической проводимостью, например меди, уложенной на маховике-роторе электромагнитного возбудителя колебаний, работающего в переходных режимах пуска, торможения, реверса. Нагрев приводит к увеличению ее линейных размеров и может явиться причиной проскальзывания относительно ферромагнитного цилиндра.

При жестком креплении оболочки к ферромагнитному цилиндру посредст" вом заклепок или винтов происходит коробление оболочки и нарушается нормальная работа электромагнитного возбудителя колебаний и всего стенда в целом.

Наиболее близким к предлагаемому по техни,ческой сущности является маховик-ротор электромагнитного воз. бу)1ителя колебаний стенда испытания образцов на усталость при кручении, содержащий ферромагнитный цилиндр с центральным отверстием под вал, оболочку, охватывающую наружную поверх962694 ность ферромагнитного цилиндра и имеющую электропроводность, большую зле ктропроводи мости матери ала ферромагнитного цилиндра с двумя рычагами, и устройство для создания постоянного натяжения оболочки. В этом маховике-роторе проводящая оболочка выполнена из двух лент, одни концы которых соединены между собой посредством узла предварительной натяжки 10 в виде резьбовой пары, а другие концы их — посредством узла компенсации линейных расширений (2).

Недостатком маховика-ротора является то, что он имеет сравнительно 15 небольшой момент скручивания и низкие энергетические характеристики электромагнитного возбудителя колебаний. Это обусловлено тем, что на участках, занимаемых узлом предвари-, щ0 тельной натяжки и узлом компенсации линейных расширений, проводящая оболочка отсутствует, а на ферромагнитном цилиндре сняты лыски. Отсутствие на участках, занимаемых узлом предва- ZS

-рительной натяжки и узлом компенсации линейных расширений, проводящей оболочки, приводит к уменьшению электромагнитного усилия и момента скруп .чивания, создаваемых на поверхности маховика-ротора магнитным полем индуктора. Наличие на поверхности ферромагнитного цилиндра лысок приводит к увеличению на этих участках заз ора между и нду кт ором и махо ви ком35 ротором. Это обуславливает увеличение сопротивления на пути магнитного потока индуктора, рост и несимметрию

Фазных токов, потребляемых индуктором из сети, и как следствие — уменьшение коэффициента мощности и коэффициента полезного действия электромагнитного возбудителя колебаний.

Цель изобретения - увеличение момента скручивания и повышение энергетических характеристик электромагнитного возбудителя колебаний стенда испытания образцов на усталость при кручении. г

Поставленная цель достигается тем, 50 что в маховике-роторе электромагнитного возбудителя колебаний стенда испытания образцов на усталость при кручении, содержащем ферромагнитный цилиндр с центральным отверстием под s» вал, оболочку, охватывающую наружную поверхность ферромагнитного цилиндра и имеющую электропроводность, большую электропроводности материала ферромагнитного цилиндра, и устройство для создания постоянного натяжения оболочки, на наружной поверхности ферромагнитного цилиндра выполнена выемка, устройство для создания постоянного натяжения оболочки - в виде полого барабана, установленного в выемке и имеющего ось в виде торсионного вала, закрепленного с помощью шлицевых соединений в торцах барабана, один из которых выполнен в виде съемного храпового колеса, а маховик-ротор снабжен установленной на торце ферромагнитного цилиндра и взаимодействующей с храповым колесом собачкой с выступом, предохраняющим храповое колесо от выпадания, На фиг. 1 показан маховик-ротор, общий вид, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке Б со стороны храпового колеса.

Маховик-ротор содержит ферромагнитный цилиндр 1 с центральным отвер-. стием 2 под вал (не показан), оболочку 3, охватывающую наружную поверхность 4 ферромагнитного цилиндра 1 и имеющую электропроводност ь, большую электропроводности материала ферромагнитного цилиндра 1, и устройство для создания постоянного натяжения оболочки 3.

На наружной поверхности 4 ферромагнитного цилиндра 1 выполнена выемка 5, устройство для создания постоянного натяжения оболочки 3 - в виде полого барабана 6, установленного B выемке 5 и имеющего ось 7 в виде торсионного вала, закрепленного с помощью шлицевых соединений

8 и 9 в торцах 10 и 11, соответственно, барабана 6, один из которых торец 11 выполнен в .виде съемного храпового колеса 12, а маховик-ротор снабжен установленной на торце l3 ферромагнитного цилиндра 1 и взаимодействующей с храповым колесом

12 собачкой 14 с выступом 15, предохраняющим храповое колесо 12 от выпадания. !

Один конец 16 оболочки 3 посредством винтов 17 жестко закреплен к ферромагнитному цилиндру 1. Другой конец 18 оболочки 3 с помощью винтов

l9 укреплен на внешней поверхности

20 полого преимущественно стального барабана 6, удерживаемый от выпадания планками 21, прикрепленными к

962694 формула изобретения

5 ферромагнитному цилиндру 1 винтами 22. Ось 7 удерживается от выпада- . ния пружинными кольцами 23. Храповое колесо 12 имеет два выступа 24 и 25, один из которых (выступ 25) 5 имеет форму шестигранника, а другой (выступ 24) - форму втулки, с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру барабана 6. Собачка 14 укреплена с помощью винта

26 к торцовой поверхности 13 цилиндра 1 и посредством пружины 27 — к выходному концу 28 оси 7.

Сборка маховика-ротора производится в следующей последовательности.

В предварительно подготовленную выемку 5 на наружной поверхности 4 ферромагнитного цилиндра 1 устанавливают полый стальной барабан с осью

7 в виде торсионного вала. Посред- 20 ством винтов 17 и 19 укрепляют концы

16 и 18 оболочки 3 соответственно к ферромагнитному цилиндру 1 и барабану 6. Устанавливают планки 21 и собачку 14. 25

После установки всех деталей производится натяжка оболочки 3. Для этого моментным гаечным ключом (не показан) вращают храповое колесо 12.

По окончании натяжки оболочки 3 по- зо лучает закрутку ось 7 в виде торсионного вала. Сила натяжения, как в процессе предварительной натяжки о6олочки 3 так и при закручивании оси

7, контролируется моментным ключом.

Маховик-ротор электромагнитного возбудителя колебаний с устройством для создания постоянного натяжения оболочки 3 работает следующим образом.

При,работе электромагнитного воз- о будителя колебаний стенда испытания образцов на усталость при кручении в оболочке 3 маховика-ротора бегущим магнитным полем индуктора (индуктор не показан) индуктируются электрические токи. Протекание электрического тока.в оболочке 3 сопровождается потерями энергии в ее активном сопротивлении, а следовательно и ее нагревом. Повышение температуры оболочки

3 приводит к увеличению ее линейных размеров. При этом под действием оси

7 в виде торсионного вала полый сталь-., ной барабан 6 поворачивается и выби-! рает возникшую в оболочке 3 слабину.

Я, Для уменьшения трения оболочки 3 о полый стальной барабан 6 место их контакта следует смазать графитизированной смазкой.

Примекение устройства для создания постоянного натяжения оболочки

3 позволяет уменьшить нерабочую, поверхность маховика-ротора до 2-3 мм.

Это оЬуславливает существенное увеличение раЬочей поверхности махови" ка-ротора, электромагнитного усилия возбудителя колебаний и момента скручивания на валу. Кроме того, в маховике-роторе для создания постоянно го натяжения оболочки 3 отсутствуют лыски на ферромагнитном цилиндре 1.

За счет их устранения, а также уменьшения до 2-3 мм нерабочей поверхно" сти маховика-ротора, удается практически изЬежать возникновения электрической и магнитной асимметрии фаз индуктора. Отсутствие асимметрии магнитных потокос фаз и фазных токов индуктора приводит к существенному увеличению коэффициента полезного действия электромагнитного возбудителя колебаний и повышению его коэффициента мощности, Предлагаемый маховик-ротор с устройством для создания постоянного натяжения оболочки целесообразно исполь" зовать в электромагнитных возбудителях колебаний стендов с произвольным углом закрутки испытуемого образ" ца. Конструкция предлагаемого махови" ка-ротора проста в изготовлении и надежна в работе.

Махови к-ротор электромагнитного возбудителя колебаний стенда испытаI ния образцов на усталость при круче-, нии, содержащий ферромагнитный цилиндр с центральным отверстием под

I вал, оболочку, охватывающую наружную поверхност ь ферромагнитного цилиндра и имеющую электропроводность, большую электройроводности материала ферромагнитного цилиндра, и устройство для создания постоянного натяжения оболочки, отличающийся

0 тем, что, с целью увеличения момента скручивания и повышения энергетических характеристик электромагнитного возбудителя колебаний, на наружной поверхности ферромагнитного Цилиндра выполнена выемка, устройство для создания постоянного натяжения оболочки - в виде полого барабана, уста7 962694 8 новленного в выемке и имеющего ось предохраняющим храповое колесо от в виде торсионного вала, закреплен- выпадания. ного с помощью шлицевых соединений Источники информации, в торцах барабана, один из которых принятые во внимание при экспертизе выполнен в виде съемного храпового s 1. "Электротехника", 1974, 3, колеса, а маховик-ротор снабжен ус- с. 12- 15. тановленной на торце ферромагнитно- 2. Авторское свидетельство СССР го цилиндра и взаимодействующей с по заявке Р 2966212/25-28, храповым колесом собачкой и выступом, кл. F 16 F 15/30, 1980 (прототип).

962694

4-4

Z1 Е 20 3

1Я 7

Фиг.2

8ид Е

М 17 ф 22 21

Физ.З

/57 . Тираж 90 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

no,äåëàì изобретений и открытий

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

Заказ 7

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель В.штукарев

Редактор Е.Лушникова Техред М.Рейвес Koppemop Н.буряк