Переменного крутящего

Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых волн отражаться от поверхности раздела двух сред. В дефектоскопии применяют пьезоэлектрический способ получения ультразвуковых волн, основанный на возбуждении механических колебаний (вибрации) в пьезоэлектрических материалах (кварц, сульфат лития, титанат бария и др.) при наложении переменного электрического поля. Уп-гругие колебания достигают максимального значения тогда, когда частота электрических колебаний совпадает с колебаниями пье-зопластины датчика. Частоты ульт-развуковых колебаний обычно пре-

Чем больше заряд, тем сильнее деформируется пластинка. Под влиянием переменного электрического поля пластинка сжимается или растягивается в такт изменению знаков приложенного напряжения, т. е. колеблется она с частотой, с какой меняется электрическое поле. Если приложенное электрическое напряжение изменяется с частотой, равной частоте механического резонанса пластинки, то пластинка совершает колебания на этой резонансной частоте.

При каждом»обороте частица получает энергию от переменного электрического поля. По мере увеличения энергии частицы увеличивается и эффективный радиус ее траектории, так как

13.4. При высоких энергиях циклотронная частота зависит от скорости ускоряемой частицы. Для поддержания синхронности периодического движения частицы и ускоряющего переменного электрического поля перед конструктором ставится требование, чтобы налагаемая высокая частота или индукция магнитного поля (или то и другое одновременно) изменялись, следуя за процессом ускорения. Показать, что частота генератора ш должна быть пропорциональна отношению В/Е, где В — индукция магнитного поля и ? — полная энергия частицы. (Следует воспользоваться формулой (26).)

Один из наиболее эффективных методов ускорения заряженных частиц до весьма высоких энергий основан на повторном наложении переменного электрического поля, как это осуществляется, например, в циклотроне. Если при этом требуется весьма большое число повторных актов ускорения, то может возникнуть затруднение с обеспечением синхронности между движением

Расположение системы координат относительно постоянного магнитного поля и переменного электрического поля, в которых рассматривается движение заряженной частицы

мые не имеют существенного значения — они характеризуют колебания энергии частицы вокруг увеличивающегося значения, определяемого членом t2. Таким образом, при циклотронном резонансе энергия от переменного электрического поля передается частице.

Случай 4: (о^юо. При этом условии нет точного циклотронного резонанса. Энергия от переменного электрического поля переходит к частице лишь до некоторого максимального значения. После этого частица начинает обратно отдавать энергию электрическому полю и т. д. Этот процесс обмена энергией является периодическим процессом, имеющим частоту

размеров пластинки и свойств материала. Если подобрать частоту внешней силы (переменного электрического поля) так, чтобы она совпала с одной из собственных частот упругих колебаний пластинки, то наступит резонанс — амплитуда вынужденных колебаний достигнет больших значений.

Амплитуду электрического возбуждающего импульса ограничивает напряженность переменного электрического поля Е0, которую может выдержать пьезопластина без пробоя или разрушения. Для ЦТС-19 эта величина составляет около 3000 В/мм. Однако линейный рост амплитуды акустического сигнала наблюдают при повышении напряженности приблизительно до 300 В/мм. Учитывая, что пьезопластину делают полуволновой, варьируя ее толщину в зависимости от частоты, предельное напряжение питания зависит от частоты: U0=E0h=E0Ci/2fi (h\ и с\—толщина и скорость звука в пластине). Считая максимальную частоту равной 10 МГц, найдем L/o»500 В. Поскольку дефектоскоп должен надежно работать со всеми преобразователями, входящими в комплект, максимальную амплитуду UQ ограничивают этой величиной. Низкочастотные де-

Схема двунаправленного встречно-штыревого преобразователя: а - неаподизован-ного; 6 - аподизованного; / - источник переменного электрического сигнала; 2-поглотитель ПАВ; 3- звукопровод; 4- металлические электроды; 5— контактные площадки; Хо - длина ПАВ

Нагружающее гидравлическое устройство к установке для испытания образцов и деталей машин на переменное кручение12* выполнено в виде радиально-поршневого гидромотора. Для создания переменного крутящего момента с любым коэффициентом асимметрии внутрь распределительного золотника введен второй золотник.

На рис. 34 показана замкнутая система одновременного испытания четырех карданных валов в процессе вращения и изменяемого в двух плоскостях угла передачи переменного крутящего момента. Замкнутый кинематический контур, образованный четырьмя исследуемыми карданными валами, двумя подвижными промежуточными валами, двумя парами зубчатых передач с включенными в них приводами вращения и нагружающими поворотными цилиндрами, может из-

наклона пассивной опоры и переменного крутящего момента, возбуждаемого tповоротным гидроцилиндром. Угол наклона пассивной опоры может меняться по заданной программе поступательным гидроцилиндром.

Рис. 39. Машина МКП-8 с возбуждением статического и переменного крутящего момента электромагнитами

Фиксация поворотной части после деления производится одинарная или двойная—с выборкой зазоров на фиксаторе и оси вращения, применяющаяся при наличии значительного переменного крутящего момента на поворотной части и при требованиях особо высокой точности деления. Чаще применяются: а) осевые цилиндрические срезанные по бокам и конические фиксаторы, реже: б) радиальные плоские клиновые и призматические (ползун-ковые и качающиеся) или конические.

В начальный период эксплуатации главных циркуляционных насосов наблюдались поломки соединительных муфт (зубьев шестерен), образовывались трещины в шпоночных пазах под ступицами полумуфт в валах насосов. Разрушения носили явно усталостный характер, а направления развития трещин на валах (под углом 45° к образующей вала) позволили предполагать, что разрушающими напряжениями являлись динамические напряжения кручения, возникающие в результате действия переменного крутящего момента.

На рис. 34 показана замкнутая система одновременного испытания четырех карданных валов в процессе вращения и изменяемого в двух плоскостях угла передачи переменного крутящего момента. Замкнутый кинематический контур, образованный >1етырьмя исследуемыми карданными валами, двумя подвижными промежуточными валами, двумя парами зубчатых передач с включенными в них приводами вращения и нагружающими поворотными цилиндрами, может из-

наклона пассивной опоры и переменного крутящего момента, возбуждаемого t поворотным гидроцилиндром. Угол наклона пассивной опоры может меняться по заданной программе поступательным гидроцилиндром.

Рис. 39. Машина МКП-8 с возбуждением статического и переменного крутящего момента электромагнитами

Муфта «Мегифлейс» фирмы «Вулкан» (ФРГ) показана на рис. III.35 (табл. III.21 и II 1.22); Полумуфты 1 я 4 поочередно соединяются с упругим элементом 5 болтами 3. Резино-металлическйй упругий элемент выполнен в форме многоугольника, в вершинах углов которого завулканизированы металлические скобы 6 с металлическими втулками 2. Резиновые участки имеют круглое или квадратное поперечное сечение и работают через один на сжатие и растяжение при действии крутящего момента. Для повышения долговечности упругих элементов перед монтажом их стягивают обечайкой таким образом, чтобы уменьшился диаметр D. При этом резина испытывает предварительное сжатие, и при действии переменного крутящего момента в ней не возникает знакопеременных напряжений.

Ресурс муфты определяется ресурсом наименее прочного звена — упругого элемента. Разрушение резиновой части упругого элемента носит усталостный характер и происходит под действием циклических напряжений, возникающих в резине при действии переменного крутящего момента и при неточном расположении соединяемых валов.

При комбинации смещений валов и действии переменного крутящего момента в резиновом упругом элементе возникает сложное напряженное состояние, оцениваемое эквивалентными напряжениями. На рис. III.41 приведена обобщенная диаграмма выносливости, построенная по результатам указанных испытаний. При определении амплитудного значения переменной составляющей эквивалентного напряжения в резине применена теория прочности Мора аэкв = °i — w3 при v = 0,25 (из эксперимента). Геометрическое подобие упругих элементов муфт позволяет применять диаграмму для всего размерного ряда.