Устройство для возбуждения крутильных колебаний

Устройство для возбуждения крутильных колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик П ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 978950 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву NÃ 301184 (53)N. Кл. (22) Заявлено 19 . 02. 81 (2 l ) 3248238/18-28 с присоединением заявки №

В Об В 1/1б

//G .01 и 3/34

3еоудоретееиный комитет

СССР ао делон изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень № 45 (53) УДК 534.141:

:620. 178. 322.4 (088.8) Дата опубликования описания 07. 12 .82(72) Авторы изобретения

Е. Н. Иванов и С. А. Симонов с

Брянский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ КРУТИЛЬНЫХ

КОЛЕ БАН И Й

Изобретение относится к вибрационКой технике, а именно к устройствам общего назначения для возбуждения крутильных колебаний, и может найти применение, например, в машинах для испытания образцов материалов и деталей машин на сопротивление усталос ти.

По основному авт. св. N 301184 известно устройство для возбуждения кру., тильных колебаний в системе, снабженной вращающимся валом, содержащее электрический двигатель, соединенный с одним концом вала, и механически связанный своим корпусом с другим концом вала вибровозбудитель в виде двух идентичных симметрично расположенных относительно оси вала гироскопов, каждый из которых имеет встроенные один в другой роторыго со взаимно перпендикулярными осями, причем внутренние роторы имеют индивидуальные приводы, наружные роторы лежат в одной плоскости, перпен2 дикулярны оси вала и кинематически связаны с подвижной рамкой вибровозбудителя, снабжены самостоятельным электрическим приводом, а оси внутренних роторов, вращающихся .и противоположно направленными угловыми скоростями, установлены под одинаковым углом к оси вала (1), Однако это устройство может создавать только крутильные колебания симметричной формы, Между тем.в ряде практических случаев, например, при испатынии образцов и деталей машин, необходимо создавать асимметричный цикл крутильных колебаний, что не обеспечивается известным устройством.

Целью дополнительного изобретения является создание устройства для возбуждения крутильных колебаний, обеспечивающего как симметричный, так и асимметричный цикл колебаний.

Эта цель достигается благодаря тому, что устройство снабжено двумя

3 97895 парами дебалансов, каждая из которых свободно установлена на оси внут; реннего ротора одного из гироскопов, и передачами, обеспечивающими вращение дебалансов каждой пары с равными и противоположно направденными скоростями при этом дебалансы каждой пары установлены по обе стороны от внутрениего ротора так, что оси симметрии дебалансов перпендикулярны плоскости, в ко- О торой лежат оси внутренних и наружных роторов при соосном положении осей внутренних роторов, а центры масс дебалан сов расположены симметрично относи.те.-. льно этой плоскости, и каждый де- 15 баланс выполнен .с воэможностью регулировки его статического момен" та от нуля.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для возбуждения нрутильных колебаний в системе, снаб. женной вращающимся валом; на фиг.2кинематическая схема вибровозбудителя.

Система 1, в которой требуется возбудить крутильные колебания, содержит вращающийся вал 2, один конец которого соединен с электрическим двигателем 3, а другой - с корпусом

4 вибровозбудителя 5, содержащего два идентичных симметрично расположенных относительно оси вала 2 гироскопа р и 7, и подвижную рамку 8, снабженную самостоятельным электрическим приводом 9. Каждый из гироскопов 6 и 7 содержит наружный ротор 10 и встроенный в него внутренний ротор

11, причем собственные оси вращения роторов взаимно перпендикулярны, а ао точка их пересечения совпадает с общим центром масс роторов. На оси ротора 11 каждого из гироскопов 6, 7 свободно (на подшипниках качения) установлена пара дебалансов 12,13, расположенных по обе стороны от ро45 тора так, что оси симметрии дебалансов перпендикулярны плоскости, в которой лежат оси роторов 10 и 11 при соосном положении осей роторов

11, а центры масс дебалансов 12 и 13 каждой пары расположены симметрично относительно этой плоскости, Наружные роторы 10 кинематически связаны с рамкой посредством кони -, ческих и цилиндрических зубчатых колес 14 и 15 соответственно, причем эти кинематические связи. обеспечивают вра.

0 4 щение роторов 10 с равными и противоположно направленными скоростями.

Внутренние роторы 11 имеют индивидуальный привод либо, как это lloказано,на фиг. 2, могут приводиться во вращение с помощью зубчатой передачи с коническими зубчатыми колесаьи 16, 17, первое из которых эак реплено на оси ротора 11, а второе закреплено на корпусе 4 . Вращение дебалвнсов 12, 13 с равными и противоположными скоростями осуществляется передачей, включающей конические зубчатые колеса 18 и 19> жестко связанные с дебалансами 12 и 13 соответственно, и коническим зубчатым колесом 20, закрепленным на корпусе 4. Каждый из дебалансов выполнен с возможностью регулировки его статического момента .от нуля, Конструктивно это достигается, например, выполнением дебаланса из двух секторов 21,22, которые могут быть развер; нуты друг относительно друга. Вибровозбудитель содержит также упругую муфту 23, установленную в кинематйческой цепи привода наружного ротора 10.

Устройство работает следующим образом.

При вращении роторов 10 и 11 гироскопы 6 и 7 генерируют гироскопические моменты М „, проекции которых на

rÈÐ ось У, совпадающую с осью вала 2, изменяются по гармоническому закону.

Эти моменты действуют на роторы 10 и далее, суммируясь., через корпус 4 пе, редаются на вал 2 системы 1. Таким образом, на вал 2 действует момент

2И cosf„о, где Щ - угол поворота роторов 10 от положения, при котором оси роторов 11 совпадают. Составляющие же M,, лежащие в одной плоскости с осью вала 2, взаимно уравновешиваются.

Создаваемый каждым из: гироскопов

6 и 7 гироскопический момент м =А (м„,+м ), где А - коэффициент пропорциональности между гироскопическим моментом и вызвавшим его сум. марным вращающим моментом, действующим на ротор 10„

М - вращающий момент, действую-.

® щий на ротор 2 со стороны его привода;

И - поворотный момент, действу-. ющий на ротор 10 от дебалансов 12,13, пр ичем 1 =(@соФ;) h, 5 . 978950 6 где 1 - центробежная сила, возникаю- щая от вращения одного дебаланса 12 (13); . - угол поворота дебалансов 12 Я.

»

13 от положения, при котором 5 оси роторов 11 совпадают.

h - расстояние между центрами

1 масс дебалансов 12,13 одного гироскопа, взятое вдоль ротора 11 ° 10

Кроме того, составляющие F sin.Ч

ЦБ,щ гироскопов 6 и 7 создают дополнительный поворотный момент, нагружающий вал 2: ц =(2F sing ) h

1 где h - расстояние между осями роторов. 10.

C учетом > =V

Рпов =(2Рц э пф "

Таким образом, с учетом вышеприведенных формул вал 2 нагружается суммарным моментом

/Э =2М сОЬЧ10Ф А =ЯА М1р+ н,бСОВЧ10Щ

М аа91о+ ИГ„ в и Ч о)Ь - Я АМ„ СОв ц,+ А»

«, Ь„сов 9, + д хв1п%ю (iAQqp 59

Я.

+27 pbg81vl t1p)+2A1 Q„C05 Ч10

Ф

Этсрда видно, что результирующий мо,мент на валу 2 состоит из знакопервменной симметричной составляющей, г.Ям„совЧ„+гРц Ф я

М и знакопостоянной пульсирующей сос тавляющей 2 Aр Йы

«k,сов 9«: ложены симметрично относительно этой, плоскости и .каждый дебаланс выпол нен с возможностью регулировки его статического момента от нуля, 45

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

50.1

l, Авторское свидетельство СССР N 301184, л. В 06 В 1/16, 1969(прототи п), Для указанного режима работы устройства при г =0

g вакс (

r +.2АТывсобО 2Ям +Ярцев приф =270

Я. зим= (А®qp ) Ф И „ И ЫИ ЦО +

«аА „Ь„соь то -- „, Величина асимметрии цикла м амлн а%цв я.

Устройство позволяет эа счет изменения статического момента дебалансов 12,l3, т.е. относительного разворота его секторов 21, 22, генерировать колебания с различным значением асимметрии цикла, что необ ;ходимо для испытаний деталей ма, шин, работающих в разных условиях, При выводе статического момента дебалансов 12,13 в нуль устройство генерирует симметричный крутящий момент .

Достигаемая при использовании изобретения возможность создания как симметричного, так и асимметричного с регулируемой асимметрией цикла колебаний существенно расширяет функции устройства. формула изобретения

Устройство для возбуждения крутильных колебаний по авт. св. 301184, отличающееся тем, что с целью создания как симметричного, так и асимметричного цикла колебаний, оно снабжено двумя парами дебалансов „каждая из которых свободно установлена на оси Внутренного ротора одного из гироскопов, и передачами, обеспечивающими вращение дебалансов каждой пары с равными и противоположно направленными скоростями, при этом дебалансы каждой пары установлены по обе стороны от внутреннего рот0рв так, что оси симметрии дебалансов перпендикулярны плоскости,.в которой лежат оси внутренних и наружных роторов при соосном положении осей внутренних роторов, а центры масс дебалансов распо978950

N 1

Составитель В. Шехтер

Техред А.Ач Корректор И. Ватрушкина

Редактор Б. Федотов

4илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4 Заказ 9457/1Z Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Косква, Ж-35, Раущская наб, д. 4/5