Пристрій для визначення критичної швидкості та закритичних форм обертання пружного кільця навколо свого діаметра

Реферат: Пристрій для визначення критичної швидкості та закритичних форм обертання пружного кільця навколо свого діаметра, містить станину з електричним двигуном, на валу якого встановлена роликова фрикційна насадка, який може рухатися поступово вздовж радіуса плоского диска та передавати за рахунок тертя обертання на цей диск, на зворотному боці якого встановлено вал із затискачем на кінці, у якому закріплюється гнучке кільце. Кутова швидкість змінюється від нуля до деякої критичної та закритичної швидкості завдяки тому, що змінюється значення передаточного числа фрикційного з'єднання між двигуном і диском, а отже змінюється і кутова швидкість гнучкого пружного кільця. UA 84996 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КРИТИЧНОЇ ШВИДКОСТІ ТА ЗАКРИТИЧНИХ ФОРМ ОБЕРТАННЯ ПРУЖНОГО КІЛЬЦЯ НАВКОЛО СВОГО ДІАМЕТРА UA 84996 U UA 84996 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій призначений для використання при випробуванні обертових гнучких пружних кілець, що є елементами нової техніки з обертовими елементами для різних галузей промисловості з поліпшеними техніко-економічними показниками, зокрема в енергетичному турбобудуванні, при створенні нових типів літальних апаратів, при аналізі процесів у підшипниках ковзання, а також у багатьох інших випадках. Пристрій полягає у можливості здійснення поступового збільшення кутової швидкості вала, на якому закріплене кільце, від нульової до деякої критичної і закритичної. Задача корисної моделі - можливість здійснення експериментальних випробувань для поліпшення технічних характеристик конструкцій з обертовими елементами, підвищення надійності в роботі, розширення можливостей використання нових конструкційних матеріалів, забезпечення можливості імітації руху планет, одержання експериментальних даних для коректування розрахункової формули відцентрової сили й існуючих розрахунків на міцність та стійкість вищевказаних елементів. Відомо пристрій для механічних випробувань на стійкість моделей конструкцій (заявка N 93029579/33, поз. ріш. від 28.11.95). У відомому пристрої, як і в способі, що заявляється, є пристосування для закріплення моделі та для забезпечення жорстких вузлів, а також навантажувальні та вимірювальні засоби. Відомий пристрій дозволяє випробовувати моделі стійок і рамних систем на стійкість під дією вертикального вузлового навантаження. Недоліком цього способу випробувань на стійкість є неможливість проведення вимірів елементів при квазістатичному навантаженні. Крім того, відоме обладнання не дозволяє визначати просторові переміщення елементів конструкцій. Пристрій, що заявляється, відрізняється від відомого можливістю випробовувати моделі конструкцій у вигляді гнучких пружних кілець при дії квазістатичного навантаження, що здійснюється за рахунок плавного збільшення обертання кільця від стану спокою до критичної швидкості, а також закритичного стійкого обертання. Відомо спосіб виміру некруглості деталі у поперечному перерізі в процесі її обертання за допомогою основного вимірювального датчика із самоустановлюваними опорами (Патент РФ 2158895, номер заявки 99115540/28). На вертикальній стійці встановлюють додатковий вимірювальний датчик з упором у корпус. При обертанні деталі основним датчиком вимірюють некруглість профілю поперечного перерізу деталі, а додатковим - радіальне биття центру середньої окружності цього профілю. При переміщенні датчиків уздовж обертової деталі основний датчик вимірює некруглість профілів поперечних перерізів і зміну радіуса середньої окружності цих профілів. По величинам цих вимірів судять про форму профілю поздовжнього перетину деталі. Недоліком цього способу є неможливість виміру круглих елементів, які працюють у межах великих деформацій, що співрозмірні з розмірами елементу. Відомий спосіб і обладнання для виміру некруглостей (патент США, US N 3942253, 03.05.74, G 05 В 5/20). Обладнання містить вимірювач лінійних переміщень, радіальні опори, які виконані у вигляді багатоступінчатих самоустановлюваних балансирів, розташованих симетрично щодо вимірювача лінійних переміщень. При обертанні деталі вимірювальний датчик фіксує відхилення від круглості профілю поперечного перерізу вала. При вимірі некруглості різних діаметрів контрольованих деталей необхідно щораз проводити вимірювальні та установлювальні операції по технологічному перенастроюванню балансирів, що охоплюють діаметр. Таке обладнання призначено для виміру одного геометричного розміру - некруглості діаметра оброблюваної деталі, а для отримання даних про форму поверхні, відхилення осі обертання деталі потрібно проводити додаткові виміри із застосуванням додаткового устаткування. Недоліком цього способу є неможливість встановлення датчиків на обертове пружне гнучке кільце та зчитування з них інформації при великому деформуванні. Задачею корисної моделі є можливість експериментального випробування гнучкого кільця у його поступовому обертанні навколо свого діаметра при збільшенні обертової швидкості від нуля до деякої критичної і закритичної. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій містить (див. креслення) вузол фрикційної передачі типу "лобовий варіатор", що складається з плоского диска 1, на який через фрикційний ролик 2 передається обертальний рух від двигуна 6, а швидкість обертання диска залежить від положення ролика на радіусі диска. Необхідна сила фрикційного зачеплення між роликом 2 і диском 1 забезпечується через циліндричну пружину 4. Двигун 6 має можливість пересуватися вздовж станини 7 через обертальний рух рукоятки 8, і таким чином здійснюється безступінчаста зміна передавального числа між валом двигуна і валом 3, що жорстко з'єднаний з диском 1, а отже зміна обертальної швидкості вала 3. Обертальна швидкість вала двигуна увесь час є постійною. Обертальна швидкість вала 3 залежить від позиції ролика 2 на радіусу диска 1. На зовнішньому кінці вала 3 встановлено затискач 5, який дозволяє жорстко прикріплювати гнучке кільце до вала 3. Для контролю обертальної швидкості на валу 3 встановлено тахометр 9. 1 UA 84996 U Технічний результат забезпечується тим, що спосіб контролю втрати стійкості пружних стрижневих елементів із криволінійною формою поздовжньої осі включає визначення критичних швидкостей обертання й прогинів залежно від фізико-геометричних пружних характеристик матеріалу з наступним коректуванням аналітичних або чисельних методів розрахунків. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Пристрій для визначення критичної швидкості та закритичних форм обертання пружного кільця навколо свого діаметра, що містить станину з електричним двигуном, на валу якого встановлена роликова фрикційна насадка, який може рухатися поступово вздовж радіуса плоского диска та передавати за рахунок тертя обертання на цей диск, на зворотному боці якого встановлено вал із затискачем на кінці, у якому закріплюється гнучке кільце, який відрізняється тим, що кутова швидкість змінюється від нуля до деякої критичної та закритичної швидкості завдяки тому, що змінюється значення передаточного числа фрикційного з'єднання між двигуном і диском, а отже змінюється і кутова швидкість гнучкого пружного кільця. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2