Датчик динамічних перевантажень

1. Датчик динамічних перевантажень, що містить в собі корпус, ролик, підтиснутий до корпуса похило розміщеною у корпусі пружиною, та встановлену між роликом і корпусом фрикційну накладку, жорстко з'єднану з корпусом, який відрізня 39449 введено, з метою інтенсифікації процесу зносу каліброваної накладки. Завдяки цим ознакам створено інтегрувальний датчик динамічних перевантажень, який після зносу каліброваної накладки при вібраційному обертанні фрикційного ролика дає можливість видачі електричного сигналу і не потребує спеціального лічильного механізму. На фіг. 1 показано загальний вид датчика динамічних перевантажень, переріз Б-Б на фіг. 2, на фіг. 2 - переріз А-А на фіг. 1. Датчик має корпус 1, жорстко закріплений на об'єкті. В корпусі датчика з можливістю обертання розміщено фрикційний ролик 2, підтиснутий до корпуса похило розміщеною в корпусі пружиною 3. На корпусі в зоні його контакту з фрикційним роликом приклеєна накладка 4, виготовлена із легкозносного діелектричного матеріалу, наприклад гетинаксу. Товщина накладки δ вибрана таким чином, щоб її повний знос під впливом вібраційного обертання ролика 2 наступив раніше аніж критична втомленість матеріалу об'єкта між накладкою і корпусом розміщено ізольований від корпуса електричний контакт 5. Датчик уведено в електричну схему, яка складається з елемента живлення 6 (джерело електричного струму) і сигнального (або запобіжного) пристрою 7, наприклад електричної лампочки (або виключаючого реле). Електричний контакт з'єднано з одним із полюсів елемента живлення, другий полюс якого з'єднано із сигнальним пристроєм 7, замкнутим на корпус 1. Датчик працює так. В процесі експлуатації об’єкта виникають динамічні: перевантаження, які спричиняють випадкові коливання корпуса І з фрикційною накладкою 4. Коливання накладки 4 внаслідок анізотропії сил тертя між нею і роликом 2 обумовлюють вібраційне обертання останнього у напрямі годинникової стрілки. При цьому відбувається знос накладки 4 до появи електричного контакту 5, після чого електричний ланцюг замикається через ролик 2 та пружину 3 на корпус І. В результаті загоряється сигнальна лампочка 7 (або спрацьовує реле, що вимикає машину). Оскільки знос δ пропорційний путі тертя, який у даному випадку залежить від сили і кількості ударів, то величина зносу залежить від величини сумарних динамічних перевантажень об’єкта. Остання величина корелює з імовірністю появи тріщин, від утомленості, тому величина, зносу δ відповідає виробці ресурсу об'єкта. Завдяки попереджувальному сигналу можна завчасно зупинити експлуатацію об'єкта і попередити аварію. В даному датчику завдяки вилученню спеціального лічильного механізму досягається спрощення конструкції, підвищення надійності та поліпшення габаритно-масових показників. Функцію лічильного механізму в даній конструкції виконує електричний контакт, захищений каліброваною накладкою 4 із легкозносного електроізоляційного матеріалу. Накладка 4 може виконуватися багатошаровою з чергуванням діелектричних і струмоподібних шарів, що надає можливість ступінчастого контролю накопичених динамічних перевантажень. При виконанні накладки 4 із резистивного матеріалу, наприклад, кермета, здійснюється безперервний контроль величини сумарних динамічних перевантажень. У цьому випадку сигнальний пристрій виконується у вигляді вольтметра, шкала якого проградуйована у відсотках від величини критичної втомленості матеріалу об'єкта. Такий пристрій являє собою електромеханічний перетворювач, вхідна величина якого механічна, а вихідна - електрична (співвідношення вихідного опору чи напруги до вхідного). Якщо на поверхню ролика 2 нанести покриття із абразивного електропровідного матеріалу, наприклад, корунда на металевому сполученні, то процес зносу накладки можна прискорити і зробити більш регулярним, що додатково підвищує надійність пристрою. Таріровка датчика динамічних перевантажень здійснюється вимірюванням величини h зносу матеріалу накладки принагідно до ходу руйнування об’єкта від утомленості. Для цього проводять стендові або натурні випробування об’єкта з розташованим на ньому сенсором в заданих умовах. Після цього (з урахуванням коефіцієнта запасу) назначають товщину легкозносної пластини δ