Инерционным вибратором

полных динамических графов (рис. 67, б). Узлы указанного графа соединяются ветвями с сосредоточенными массами, которые характеризуют динамическое поведение инерционных элементов механической системы, связанных с соответствующими звеньями планетарного ряда. В частности, если звено q планетарного ряда остановлено, то инерционным элементом, связанным с этим звеном, является опорное звено s (стойка). Схемным динамическим образом опорного звена служит сосредоточенная масса с бесконечно большим коэффициентом инерции, обозначаемая в схеме структурным символом заделки — абсолютно жесткого закрепления.

соударении исследуемого объекта инерционный элемент массой m разгоняется под действием сил инерции до начальной скорости соударения v0. Кинетическая энергия ?0> приобретенная инерционным элементом на пути разгона, гасится вследствие деформирования чувствительного элемента. Возникающая в зоне контакта сила уравновешивается силой сопротивления деформированию чувствительного элемента. Линейность силовой характеристики датчика обеспечивается при деформировании профилированного участка чувствительного элемента. Когда деформация распространяется за пределы профилированного участка, линейность силовой характеристики нарушается. Конфигурация профилированного участка чувствительного элемента определяется соотношением, связывающим диаметр сечения профилированного участка и высоту сечения. Расшифровку показаний датчика производят по остаточной, т. е. максимальной, пластической деформации чувствительного элемента. Однако расчетные характеристики датчика определяют по максимальной упруго-пластической деформации. Очевидно, что чем меньше предел текучести материала чувствительного элемента, тем меньше доля упругой деформации в общей деформации чувствительного элемента.

Рис. 10.187. Виброакселерометр с пьезоэлементом. Кольцевой пьезоэлемент 5 с приклеенным к нему инерционным элементом 3 вмонтирован и приклеен в расточке корпуса / прибора, который укрепляется на колеблющемся объекте.

Рис. 10.190. Пьезодатчик ускорений с конусным инерционным элементом. В корпусе / размещен пьезоэлемент 2 в виде полого усеченного конуса и инерционный элемент 3. Торцовые 6 и боковые поверхности пьезоэлемента имеют серебряные покрытия. Датчик закрыт крышкой 4 с кабелем 5. При воздействии на датчик ускорения вдоль оси z пьезоэлемент испытывает растяжение — сжатие и сдвиг. Электрические заряды на боковых и торцовых поверхностях суммируются.

Рис. 10.202. Датчик ускорения второго порядка. На консольной балке 1 из бериллиевой бронзы (рис. 10.202, а), выполненной в форме бруса равного сопротивления и зажатой верхним концом в дюралевом корпусе 2, наклеены проволочные датчики. На нижнем конце балки расположен сделанный из латуни инерционный элемент 3, нижняя часть которого имеет цилиндрическую поверхность радиуса, равного длине балки. В основании корпуса сделана цилиндрическая выемка. В зазор между инерционным элементом и корпусом вводят несколько капель селикона для демпфирования балочки, которая может служить датчиком линейных ускорений (х). В инерционный элемент датчика вставлен постоянный магнит, а на станине укреплена катушка 4, в которой наводится э. д. с.,

Динамические схемы планетарных редукторов. Простейшими планетарными редукторами являются одно- и двухступенчатые планетарные передачи, у которых остановлено одно из центральных колес (рис. 7, а). Одноступенчатая планетарная передача (планетарный ряд) представляется в динамической схеме механической системы, в которую она входит одним из своих полных динамических графов (рис. 7,6). Узлы указанного графа связываются ветвями с сосредоточенными массами, которые характеризуют динамическое поведение инерционных элементов механической системы, отражающих соответствующие звенья планетарного ряда. В частности, если звено q планетарного ряда остановлено, то инерционным элементом, связанным с этим звеном, является опорное звено s (стойка). Схемным динамическим образом опорного звена служит сосредоточенная масса с бесконечно большим коэффициентом инерции, обозначаемая в схеме структурным символом абсолютно жесткого закрепления (заделки).

/ — цилиндрический постоянный магнит, являющийся инерционным элементом; 2 — подвижное скрепление пружин; 3 — первая пара плоских серповидных пружин; 4 — катушка, состоящая из двух обмоток; 5 — воздушный зазор; 6 — полость с демпфирующей жидкостью; 7 — корпус; 8 — плоские полюсные наконечники; 9 — вторая пара пружин; 10 — керп магнитной системы и остов обмоток; // — упругие ограничители хода.

/ — основание с выступами; 2 — тензодатчики на упругой полоске; 3 — перемычка, связанная с инерционным элементом; 4 — инерционный элемент; 5 — плоские пружины; 6 — корпус; 7 — крепежные гайки; 8—клеммы для соединений.

На фиг. 3 приведена схема акселерометра В. П. Захарова [14] •с тензодатчиками, приклеенными между корпусом и инерционным элементом. Частота собственных колебаний (при демпфировании жидкостью) 400—500 гц, возможно измерение ускорений, не превышающих 5g. Общий вес датчика 180 г.

Основным инерционным элементом системы является твердое тело. Предполагаем, что инерционные элементы сосредоточены в узловых точках. Если необходимо рассмотреть массу балки, то ее целесообразно разнести также к узловым точкам и приплюсовать к массе твердого тела. Упругую балку в некоторых случаях можно также рассматривать, как состоящую из ряда упругих балок с массами в их узлах.

2. Пусть рабочая ось прибора (фиг. 2) направлена вдоль оси F2 системы координат 02X2F2Z2, связанной с телом. Система O^X^Y \Zt связана с поверхностью Земли так, что ось Z1 является вертикалью 1. Введем еще систему 03X3YXZ3, оси которой связаны с инерционным элементом и совпадают с его главными центральными осями инерции. Так как инерционный элемент является большей частью телом правильной формы (обычно цилиндром, шаром или кубом), то можно

с крутильным инерционным вибратором реализует бигармонический цикл с соотношением частот гармонических составляющих 2:1, 3:1 и 3:2 [14]. Получение нужной кривой цикла нагружения обеспечивается соответствующим выбором частот и амплитуд гармонических составляющих и угла сдвига фаз.

Рис. 108. Схема универсальной машины для' испытаний на усталость при растяжении-сжатии и изгибе с механическим инерционным вибратором

машины УП-200 и УП-300 (для образцов сечением 200X300 и ЗООХ Х400 мм). Испытуемый образец вместе с закрепленными массивными маятниками представляет собой свободную колебательную систему, возбуждаемую инерционным вибратором. Замер напряжения в образце проводят амплиметром или с помощью проволочных датчиков. Испытания осуществляют при симметричном изгибе в одной плоскости. Скорость нагружения может быть доведена до 3000 цикл/мин. Приведем техническую характеристику машин УП-200 и УП-300:

Испытуемый пластинчатый образец / (рис. 119) вместе с маятниками 2 возбуждается инерционным вибратором. Крепление образца к маятникам осуществляют клиньями 5 и ломающимися рычагами 4, которые при закреплении образца приводятся в действие стяжными болтами 3. Вибратор машины УП-200, вмонтированный непосредственно в один из маятников, состоит из неуравновешенного груза 6,

В ЦНИИТМАШе также создана испытательная машина типа УП-50 (по схеме машины УП-200) с инерционным вибратором, предназначенная для испытания пластин толщиной 50 мм симметричным изгибам в одной плоскости. Частота налружения 2000 цикл/мин.

В ФМИ АН УССР i[70] создана машина с механическим инерционным вибратором для исследования циклической прочности материалов при переменном растяжении в средах с повышенными температурами и давлениями. Постоянное растягивающее усилие на трубчатый образец создается грузом, подвешенным к пружине. Размер циклической нагрузки до 3000 Н (300 кгс), частота 50 Гц, температура до 300°С.

Суммирование двух синусоидальных составляющих осуществляется в машине крутильным инерционным вибратором с двумя соответствующими парами неуравновешенных грузов. Схема возбудителя приведена на рис. 78, где т\ и т2—массы неуравновешенных грузов соответственно низкочастотной и высокочастотной составляющих (mi > m2); coi и о>2 — угловые скорости вращения масс mi и m2 (оц < 0)2); / — расстояние от оси вращения грузов О' до оси колебания системы О; г\ и г2 — расстояния от центра тяжести соответствующих неуравновешенных грузов до оси их вращения; ®i и 02 — силы инерции, развиваемые при вращении масс, mi и т2.

На рис. 113 показана принципиальная схема устройства фирмы «Дженерал Моторс» для стабилизации режима испытаний [23]. Колебания консервативной системы, .состоящей из образца 1 и двух сосредоточенных масс т\ и т^, возбуждаются инерционным вибратором 2. Стабилизирующее устройство работает от проволочных тензодатчиков 3, наклеенных на свободную массу mi, поэтому машина обеспечивает эластичный режим на-

Вынужденные колебания системы возбуждаются инерционным вибратором, установленным на нижнем грузе. В неподвижном образце возникают напряжения кругового изгиба, так как плоскость действия изгибающего момента вращается со скоростью вращения груза вибратора.

возбуждения. Так,1 возмущающая сила центробежного вибратора принята нами не зависящей от состояния внешней цепи, что не вносит больших погрешностей при малых значениях масс дебалансов тв, имеющих место в высокочастотном возбуждении. Для низкочастотных диапазонов тв становится сравнимой с колеблющимися массами внешней цепи, а схема возбуждения, например модели № 2 (см. табл. 4), инерционным вибратором приобретает вид, показанный на рис. 4. Возбудитель для этой схемы имеет уже кинематический характер:

Схема вибропитателя с инерционным вибратором для создания эллиптических колебаний или виброустановки для выпуска и погрузки руды приведена на рис. 2. В соответствии с расчетной схемой питатель может быть представлен как динамическая система с тремя степенями свободы. Движение питателя с двигателем ограниченной мощности на холостом ходу описывается нелинейной автономной системой дифференциальных уравнений, так как воздействие неидеального источника энергии на работу машины зависит от режима ее движения, и его нельзя выразить в виде явной функции времени: