Пристрій для визначення модулів пружності підшипників ковзання

Изобретение относится к испытательной технике подшипников скольжения и предназначено для измерения модулей упругости при пропускании света в материале вкладыша. Известно устройство для осуществления способа замера гидродинамических давлений, содержащее мембранный манометр с емкостными, угольными, проволочными или другими какими-либо датчиками, включенными в систему измерительного моста с усилителями [1]. Недостатком этого устройства является малая точность измерений за счет вращения датчика относительно неподвижною вкладыша. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для измерения параметров вкладыша подшипника, содержащее регистрирующий параметры вкладыша подшипника датчик и соединенный с последним усилитель с регистрирующим устройством [2]. Недостатком этого устройства является недостаточная точность измерений. Задачей изобретения является усовершенствование устройства для определения модулей упругости подшипников скольжения путем обеспечения поляризованного пучка света, который при сжатии материала в нагруженной зоне изменяет вектор поляризации по окружности подшипника в зависимости от рассматриваемого сечения, в результате чего повышается точность измерений. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для определения модулей упругости подшипников скольжения, содержащем регистрирующий параметры вкладыша подшипника датчик и соединенный с последним усилитель с регистрирующим устройством, согласно изобретению, датчик выполнен в виде излучателя с поляризатором и фотоприемника с анализатором на входе, причем излучатель имеет узкий спектральный диапазон, совпадающий с максимумом пропускания материала вкладыша, поляризатор размещен после излучателя по ходу луча с возможностью поворота на 90°, анализатор размещен с возможностью поворота вокруг оси пучка, ось фотоприемника направлена по часовой стрелке по радиусу вкладыша. Кроме того, регистрирующее устройство выполнено в виде дифференциального каскада с регулируемым коэффициентом усиления. Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена блок-схема устройства. Предлагаемое устройство для определения модулей упругости подшипников скольжения состоит из датчика, выполненного в виде излучателя 1 с узким спектральным диапазоном, совпадающим с максимумом пропускания материала вкладыша подшипника, ось которого направлена прочив часовой стрелки по радиусу вкладыша, поляризатора 2, размещенного после излучателя 1 по ходу луча с возможностью поворота на 90°. Кроме того, в датчик входят: анализатор 3, размещенный передфотоприемником 4 на выходе пучка из вкладыша с возможностью поворота вокруг оси пучка, а также фотоприемник 4, ось которого направлена по часовой стрелке по радиусу вкладыша. Датчик соединен с усилителем 5, который имеет регистрирующее устройство 6. Регистрирующее устройство 6 выполнено в виде дифференциального каскада с регулируемым коэффициентом усиления. Изобретение иллюстрируется следующим образом. Угол поворота вектора поляризации света при пропускании его через данное сечение вкладыша пропорционален деформируемости кристаллической решетки материала вкладыша в этом сечении. Другими словами, угол поворота вектора поляризации пропорционален растяжению, сжатию в этом сечении, или иначе, модулю упругости в этом сечении. Свет с узким спектральным диапазоном, например, для вкладыша из углепластика УГЭГ-Т составляет 3,44 А и является светонепроницаемым для металлического корпуса 7, имеющего свой узкий спектральный диапазон пропускания света, проходит от излучателя 1 в инфракрасном диапазоне с опорной нагрузкой U оп, представляющего собой лазер, мощностью 100 Вт через поляризатор 2 из тефлоновой пленки, пропускающий только вертикальный вектор света ­ , радиальное отверстие 8 корпуса 7 подшипника в материале вкладыша 9, в котором вектор света ­ , по мере его прохождения через сечения вкладыша, поворачивается на определенный угол в зависимости от величины нагрузки в этом сечении. Далее пучок света выходит к анализатору 3 из тефлоновой пленки, пропускающему только горизонтальную компоненту ® вектора поляризации, величина которого пропорциональна модулю упругости рассматриваемого сечения материала вкладыша 9, фотоприемнику 4 в виде фотодиода, в котором горизонтальный вектор преобразуется в электрический сигнал выхода световой нагрузки U1 из материала вкладыша 9, параметрическому усилителю 5, регистрирующему устройству 6. Световая нагрузка U1 выражена величиной горизонтальной компоненты вектора поляризации рассматриваемого сечения материала вкладыша. При пропускании света в исходном состоянии поляризатора 2 вертикальный вектор направлен вдоль радиуса подшипника, при этом измеряют модуль упругости вдоль радиуса подшипника скольжения. В случае поворота поляризатора 2 на 90° вертикальный вектор направлен вдоль оси подшипника, при этом измеряют модуль упругости по оси подшипника. В нагруженной зоне АВС подшипника скольжения рабочая поверхность вкладыша подвергнута контактному давлению, а значит угол поворота вектора поляризации и его горизонтальная компонента больше. В случае, когда векторы поляризатора 2 и анализатора 3 ортогональны угол поворота вектора поляризации пропорционален модулю упругости (в ненагруженном состоянии вкладыша подшипника темнота). В случае, когда векторы поляризатора 2 и анализатора 3 параллельны угол поворота вектора поляризации обратно пропорционален модулю упругости (в ненагруженном состоянии вкладыша подшипника свет проходит полностью, без потерь).