CN203965116U - 基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置 - Google Patents

Abstract

一种基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置，涉及一种实验装置，包括摩擦摆、轴套、调速电机、动态应变仪、计算机，所述的摩擦摆包括摆块、摆杆、摆环，轴套紧固安装在调速电机轴上，摆环套装在轴套的外圆上，该摆环的内孔与轴套的外圆滑动配合，摆环和摆块之间通过所述的摆杆连接在一起，摆杆上部两侧还分别贴有应变片，应变片的引出线连接到接线桩上，所述的接线桩安装在摆环外圆顶部，接线桩通过导线与动态应变仪的输入端连接，动态应变仪的输出端与计算机连接。本实用新型能科学合理而持续地研究摩擦自激振动现象，其结构简单、操作简便、成本低，易于推广应用。

Description

基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，特别是一种基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置。

背景技术

当外部的非振荡性能量转换为非线性系统内的振荡能量时，该系统所发生的振动称为自激振动。自激振动是自然界和机械工程中一种相当普遍的现象，其最显著特征是，一旦切断系统外部能量的供给，振动便立即消失。在绝大多数情况下，非线性机械系统都含有滑动摩擦副，因此自激振动又可称为摩擦自激振动。

摩擦自激振动往往伴有高频率噪声。这种振动和噪声对机械设备的使用寿命及人们的身心健康都会带来严重危害；但此种振动及噪声的形成机理至今仍未完全被揭晓。

现有的摩擦自激振动实验装置多如图2与图3所示。图2装置只是一种解释自激振动现象的理论模型，11为主动带轮，12为传动带，13为从动带轮，14为拉伸弹簧，15为滑动块；由于带传动的不平稳性，致使该模型无法具有实用价值。图3所示的现有摩擦自激振动实验装置中，21为机床床身，22为滚动体，23为工作台，24为拉伸弹簧，25为滑动块，该装置曾较长时间被用于机床滑动部件非稳定运动现象研究，但工作台23直线移动的行程极为有限，而且在运动的起始和终止时段，工作台23的移动速度都无法确保为常数，这就使得研究者们无法长时间持续对自激振动现象进行分析与研究。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置，以便科学、合理而持续地研究摩擦自激振动现象。

解决上述技术问题的技术方案是：一种基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置，包括摩擦摆、轴套、调速电机、动态应变仪、计算机，所述的摩擦摆包括摆块、摆杆、摆环，所述的轴套紧固安装在调速电机轴上，所述的摆环套装在轴套的外圆上，该摆环的内孔与轴套的外圆滑动配合，摆环和摆块之间通过所述的摆杆连接在一起，所述的摆杆上部两侧还分别贴有应变片，应变片的引出线连接到接线桩上，所述的接线桩安装在摆环外圆顶部，接线桩通过导线与动态应变仪的输入端连接，动态应变仪的输出端与计算机连接。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的摆环两侧还各连接有标定操作手柄。

本实用新型的更进一步技术方案是：所述的摆环两侧各设有一凸台，凸台内加工有螺纹孔，所述的标定操作手柄端部加工有外螺纹，标定操作手柄通过螺纹与凸台连接在一起。

本实用新型的更进一步技术方案是：所述轴套4的外圆径向跳动量≤0.005mm。

由于采用上述结构，本实用新型之基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置与现有技术相比，具有以下有益效果：

1．可以科学、合理而持续地研究摩擦自激振动现象：

由于本实用新型之基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置包括摩擦摆、轴套、调速电机、动态应变仪、计算机，由于调速电机可在很大范围内使调速电机轴获得非常平稳的任意转速；而且借助动态应变仪、计算机，可以非常准确地测定摩擦摆在各种工况下的摆动幅度与频率；因此，本实用新型可以非常科学、合理而持续地研究摩擦自激振动现象。

2．可以获得更为精确的定量分析结果：

本实用新型借助于标定曲线和计算机，可以很精确地测定摩擦摆的最大摆角和摆动周期，进而经过换算可以很精确地求出不同工况下摩擦副之间的摩擦力和摩擦系数。

3.结构简单、成本低、易于推广应用：

本实用新型之基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置包括摩擦摆、轴套、调速电机、动态应变仪、计算机，各组成部件都比较简单，成本也比较低，易于推广应用。

下面，结合附图和实施例对本实用新型之基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置的技术特征作进一步的说明。

附图说明

    图1：本实用新型之基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置的结构示意图；

图2～图3：现有摩擦自激振动实验装置的结构示意图；

图2：现有摩擦自激振动实验装置的结构示意图一；

图3：现有摩擦自激振动实验装置的结构示意图二。

图中，各标号如下：

1-摆块，2-摆杆，3-应变片，4-轴套，5-调速电机轴，

6-标定操作手柄，7-摆环，701-凸台，8-接线桩，

11-主动带轮，12-传动带，13-从动带轮，14-拉伸弹簧，15-滑动块；

21-机床床身，22-滚动体，23-工作台，24-拉伸弹簧，25-滑动块。

具体实施方式

实施例一：

一种基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置，包括摩擦摆、轴套4、调速电机、动态应变仪、计算机，所述的摩擦摆包括摆块1、摆杆2、摆环7，所述的轴套4紧固安装在调速电机轴5上，且轴套4的外圆径向跳动量≤0.005mm；所述的摆环7套装在轴套4的外圆上，该摆环7的内孔与轴套4的外圆滑动配合，摆环7和摆块1之间通过所述的摆杆2以螺纹连接的方式连接在一起，所述的摆杆2上部两侧还分别贴有应变片3，应变片3的引出线紧贴摆杆2和摆环7向上延伸并连接到接线桩8上，所述的接线桩8安装在摆环7外圆顶部，接线桩8通过导线与动态应变仪的输入端连接，动态应变仪的输出端与计算机连接。

所述的摆环7两侧还各连接有标定操作手柄6，即在摆环7两侧各设有一凸台701，凸台701内加工有螺纹孔，所述的标定操作手柄6端部加工有外螺纹，标定操作手柄6通过螺纹与凸台701联接在一起。

    本实用新型之基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置的工作原理：

调速电机可以在很宽的范围内实现无级变速，根据需要，调速电机轴5连同轴套4既可顺时针，也可逆时针转动。轴套4的外表面和摆环7的内表面之间既可处于干摩擦状态，也可施加各种类型的润滑剂。电机轴5连同轴套4转动时，轴套4外表面即通过摩擦力带动摆环7同向转动。但当摆环7转过一定角度后，摆环7孔内所受摩擦力矩便难以继续与摆杆2及摆块1对电机轴回转中心的重力恢复力矩相平衡，致使摆块系统迅速摆回。待摆速降低到某一值后，摆环内的摩擦力矩再次发挥作用而使摩擦摆开始下一个周期的摆动。

在摆动过程中，摩擦摆的摆块及摆杆产生的重力恢复力矩必定引起应变片3电阻的变化，并且必然存在摆幅大小与应变片电阻改变量之间的对应关系。借助动态应变仪和计算机即可记录与分析摩擦摆的摆动规律。

Claims (4)

1.一种基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置，其特征在于：包括摩擦摆、轴套（4）、调速电机、动态应变仪、计算机，所述的摩擦摆包括摆块（1）、摆杆（2）、摆环（7），所述的轴套（4）紧固安装在调速电机轴（5）上，所述的摆环（7）套装在轴套（4）的外圆上，该摆环（7）的内孔与轴套（4）的外圆滑动配合，摆环（7）和摆块（1）之间通过所述的摆杆（2）连接在一起，所述的摆杆（2）上部两侧还分别贴有应变片（3），应变片（3）的引出线连接到接线桩（8）上，所述的接线桩（8）安装在摆环（7）外圆顶部，接线桩（8）通过导线与动态应变仪的输入端连接，动态应变仪的输出端与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置，其特征在于：所述的摆环（7）两侧还各连接有标定操作手柄（6）。

3.根据权利要求2所述的基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置，其特征在于：所述的摆环（7）两侧各设有一凸台（701），凸台（701）内加工有螺纹孔，所述的标定操作手柄（6）端部加工有外螺纹，标定操作手柄（6）通过螺纹与凸台（701）联接在一起。

4.根据权利要求3所述的基于摩擦摆的摩擦自激振动实验装置，其特征在于：所述轴套（4）的外圆径向跳动量≤0.005mm。