SU1415070A1

SU1415070A1 - Optical vibrator power supply and method of its installation

Info

Publication number: SU1415070A1
Application number: SU864109827A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Востров; Борис Петрович Колосов
Original assignee: Предприятие П/Я А-3697
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1988-08-07

Abstract

Изобретение относитс к области виброизмерительной техники и может примен тьс дл определени параметров колебаний и перемещений при упругих деформаци х конструкций. Цель изобретени - упрощение установки и Настройки вибропреобразователЯв Особенностью конструкции вл етс выполнение упругого подвеса втулок 4 и 5, с отражающими поверхност ми 10 и 11 на торцах и инерционных элементов 6 в виде пружины 3 с витками, имеющими в сечении форму параллелограмма , и с боковыми сторонами, на внешней поверхности которых выполнены отрезки винтовой линии, образующие в сжатом состо нии пружины непрерывную резьбу. Дл установки вибропреобразовател на объекте предварительно выполн ют резьбовое отверстие, соответствующее размеру резьбы пружины 3. Внутри преобразовател по его оси размещают ст гивающий элемент и путем завинчивани его в одну из втулок 4 или 5 сжимают пружину 3 до образовани непрерывной винтовой поверхности . Залем пружину 3 ввинчивают в отверстие до заданной глубины и извлекают ст гивающий элемент. 2 с. и 1 3.п. ф-лы, 3 ил. $ (ЛThe invention relates to the field of vibration measuring technology and can be used to determine the parameters of vibrations and displacements during elastic deformations of structures. The purpose of the invention is to simplify installation and adjustment of vibration converters. The design feature is the implementation of elastic suspension of bushings 4 and 5, with reflective surfaces 10 and 11 on the ends and inertial elements 6 in the form of a spring 3 with coils having a parallelogram shape in cross section, and with lateral sides , on the outer surface of which the helix sections are made, which form a continuous thread in the compressed state of the spring. To install the vibrator on the object, a threaded hole corresponding to the size of the thread of the spring 3 is preliminarily made. Inside the converter, a tensioning element is placed along its axis and by screwing it into one of the sleeves 4 or 5, compressing the spring 3 until a continuous screw surface is formed. Zalem spring 3 is screwed into the hole to a predetermined depth and remove the twisting element. 2 sec. and 1 3.p. f-ly, 3 ill. $ (L

Description

2222

сдsd

оabout

ч|h |

го 21th 21

fus.Zfus.Z

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл определени гораметров колебаний конструкционных элементов различных сооружений и механических систем, а такисе дл измерени перемещений при упругих деформаци х различных конструкций.The invention relates to a measurement technique and can be used to determine the oscillation horimeters of structural elements of various structures and mechanical systems, and also to measure displacements during elastic deformations of various structures.

Цель изобретени - упрощение установки и настройки вибропреобразова- тел оThe purpose of the invention is to simplify the installation and adjustment of vibration transducers

На фиг,1 изображен оптический вибропреобразователь , ввинченный в конструкционный элемент, с установленным в нем ст гивающим резьбовым и инерционным элементами, продольный разрез; на фиГо2 - то же, рабочее состо ние, продольный разрез; на фиг.З - вид А на фиг.1.Fig. 1 shows an optical vibration transducer screwed into a structural element, with a tightening threaded and inertial elements installed in it, a longitudinal section; on FIG2 - the same, working condition, longitudinal section; in FIG. 3, view A in FIG.

Оптический вибропреобразователь устанавливаетс в тело конструкционного элемента 1 (стрингер, шпангоут, переборка и т.п.), имеющего резьбу 2 и представл ет собой цилиндрическую винтовую пружину 3 переменного шага с пр молинейной осью и центральным ступенчатым отверстием. Концы пружины выполнены в виде цилиндрических втулок 4 и 5, на которых могут быть установлены (навинчены) инерционные элементы 6 в виде круглых кольцевых гаек с отверсти ми 1„ В осевом сечении (фиг.1 и 2) витки пружины 3 имеют форму параллелограмма 8 с боковыми слоронами, параллельными оси пружиныо Прорезь 9, формирующа пружину 3, выполнена с посто нным наклоном своей образующей к оси пружины 3, Торцы цилиндрических втулок 4 и 5 выполнены в виде отражающих плоскостей 10 и 11, перпендикул рных оси прз жины 3, а на внешней ее поверхности выполнены отрезки винтовой линии, образующей в сжатом состо нии пружины 3 совместно с втулками 4 и 5 непрерывную винтовую поверхность в виде резьбы 12, соответствующей резьбе резьбового отверсти 2 конструкционного элемента 1, Кольцевые инерционные элементы 6 (гайки) выполнены с фиксирующим элементом в виде перпендикул рной центральной оси гайки прорези 13, пересекаемой перпендикул рным ей отверстием с резьбой 14, в которо ввернут фиксирующий винт 15, При этом отверсти 7 служат дл установки дополнительных винтов (не показаны ), предназначенных дл балансировки .The optical vibration transducer is installed in the body of the structural element 1 (stringer, frame, bulkhead, etc.) having a thread 2 and is a cylindrical helical spring 3 of variable pitch with a straight axis and a central stepped hole. The ends of the spring are made in the form of cylindrical sleeves 4 and 5, on which inertial elements 6 can be mounted (screwed) in the form of round ring nuts with holes 1 "In the axial section (Figures 1 and 2) the coils of the spring 3 have the shape of a parallelogram 8 s Side slits parallel to the spring axis. The slot 9, which forms the spring 3, is made with a constant inclination of its forming spring 3 to the axis. The ends of cylindrical sleeves 4 and 5 are made in the form of reflecting planes 10 and 11, perpendicular to the axis of the shaft 3, and on the outer its surfaces are made segments of the helix forming in the compressed state the springs 3, together with the sleeves 4 and 5, have a continuous screw surface in the form of a thread 12, corresponding to the thread of the threaded hole 2 of the construction element 1; Ring inertial elements 6 (nuts) are made with a fixing element in the form of a perpendicular central the axis of the nut of the slot 13, intersected by a hole with a thread 14 perpendicular to it, in which the fixing screw 15 is screwed; balancing.

Дл установки оптического вибро- с преобразовател в резьбовое отверстие конструкционного элемента 1 втулка 4 имеет соосное с осью пружины 3 резьбовое отверстие 16 со ступенчатым переходом 17, В отверстие 16 ввернутTo install the optical vibration from the converter into the threaded hole of the structural element 1, the sleeve 4 has a threaded hole 16 coaxially with the axis of the spring 3 with a step junction 17;

Q резьбовой элемент 18, выполненный в виде винта, головка 19 которого опираетс своими заплечиками на плоскую поверхность перехода 20, образованную расточкой центрального отверсти 21Q threaded element 18, made in the form of a screw, the head 19 of which rests with its shoulders on a flat transition surface 20 formed by a bore of the central hole 21

5 во втулке 5. Дл удобства вворачивани оптического вибропреобразовател в тело конструкционного элемента 1 на втулках 4 и 5 выполнены по две параллельные лыски 22, Дл сн ти кон0 центрационных напр жений оба конца5 in the sleeve 5. For ease of screwing the optical vibration converter into the body of the structural element 1, the sleeves 4 and 5 have two parallel flats 22 each, to remove the concentration stresses both ends

прорези 9 снабжены радиальными отверс ти ми 23,the slits 9 are provided with radial holes 23,

Оптический вибропреобразователь устанавливают на контролируемый кон5 струкционный элемент механическойOptical vibrator is mounted on a controlled con5 structural element of mechanical

системы в следующей последовательности ,systems in the following sequence

Дл подготовки к установке в тело конструкционного элемента 1 оптичес0 кого вибропреобраэовател необходимо сжать его пружину 3, дл чего в центральное ступенчатое отверстие со стороны цилиндрической втулки 5 ввод т резьбовой элемент 18, размещают его по оси оптического вибропреобразовател и своей резьбовой частью вворачивают в резьбовую часть центрального отверсти цилиндрической втулки 4 до тех пор, пока не произойдет посадкаTo prepare for installation in the body of the structural element 1 of an optical vibrator, it is necessary to compress its spring 3, for which a threaded element 18 is inserted into the central stepped hole on the side of the cylindrical sleeve 5, placed along the axis of the optical vibrator and screwed into its threaded part the holes of the cylindrical sleeve 4 until then, until you fit

д всех витков пружины 3, и не образуетс непрерывна винтова поверхность, образующа резьбу 12, соответствующую предварительно из готовленной резьбе 2 в теле исследуемого констj рукционного элемента 1,for all the coils of the spring 3, and there is no continuous screw surface forming the thread 12 corresponding to the previously prepared thread 2 in the body of the studied member of the arm 1,

После этого ввинчивают оптический вибропреобразователь в отверстие в теле конструкционного элемента 1 по резьбе 2 до расчетной глубины, затем выворачивают резьбовой элемент 18 из оптического вибропреобразовател поддержива ключами за лыски 22 цилиндрические втулки 4 и 5 от взаим ного проворота, извлекают из центрального ступенчатого отверсти ст гивающий резьбовой элемент 18 и произво- д т тарировку оптического вибропре- образовател .After that, the optical vibrator is screwed into the hole in the body of the structural element 1 along the thread 2 to the calculated depth, then the threaded element 18 is turned out of the optical vibrator using the keys for the flats 22 and the cylindrical sleeves 4 and 5 are removed from the mutual rotation, the tightening threaded is removed from the central stepped hole element 18 and calibrated the optical vibrator.

5five

00

5five

314314

Так как оптический вибропреобразователь представл ет собой две инерционные массы, соосно установленные на упругих элементах различной жесткости с закреплением в единай точке конструкционного элемента, то это позвол ет производить контроль за упругими деформаци ми механических систем в широких пределах.Since the optical vibration transducer consists of two inertial masses coaxially mounted on elastic elements of different rigidity with fastening at a single point of the structural element, this allows control over the elastic deformations of mechanical systems within wide limits.

Дл изменени собственных частот колебаний инерционных масс цилиндрических втулок А и 5 на эти втулки могут быть навинчены дополнительные инерционные элементы 6 с фиксирующими винт.ами 15, по периметру которых параллельно отверстию с резьбой 14 могут быть выполнены несколько резьбовых отверстий 7 дл установки дополнительных винтов, предназначенных дл ба {ансировки и измен ющих в некоторых пределах колеблющуюс инерционную массу.To change the natural frequencies of oscillations of the inertial masses of the cylindrical sleeves A and 5, additional inertial elements 6 with locking screws 15 can be screwed onto these bushings, along the perimeter of which several threaded holes 7 can be made along the perimeter parallel to the threaded hole 14 to install additional screws for ba {ensirovanie and varying within certain limits oscillating inertial mass.

Центральное отверстие в цилиндрической пружине 3 и цилиндрических втулках 4 и 5 используетс при этом дл контрол за положен ием отраженного луча от поверхности и дополнительно установленного неподвижного относительно поверхности зеркала (не показано) при одновременном контроле за отражением параллельного первому луча коллиматора от плоскости 11 , Контроль положений отражакицих плоскостей 10 и 11 торцов цилиндрических втулок 4 и 5 с разверткой во времени и по координатам может быть осуществлен двухкоординатным цифровым автоколлиматором с записью информации получаемого сигнала с частотой опроса, по крайней мере в 1 О раз превышающей соб ственную частоту коле баний оптиче ского вибропреобразовател о Оптический вибропреобразователь , установленный в тело конструкционного элемента, служит преобразователем-концентратором потенциальной энергии измер емой системы в кинетическую энергию масс концевых участков самого оптического вибропреобразовател , которые, подвешенные на упругих св з х, представл ют собой консервативную механическую систему слабодемпфированных колебаний , критерии устойчивости которой определ ют и ее собственные параметры.The central hole in the cylindrical spring 3 and cylindrical sleeves 4 and 5 is used to control the position of the reflected beam from the surface and additionally installed a mirror fixed to the surface (not shown) while simultaneously controlling the reflection of the collimator parallel to the first beam from the plane 11, Position Control the reflecting planes of the 10 and 11 ends of cylindrical sleeves 4 and 5 can be performed with a two-coordinate digital autocollimator with time and coordinate scanning Recording information from the received signal with a sampling frequency of at least 1 O times higher than the natural frequency of the oscillations of the optical vibration converter O The optical vibration converter installed in the body of the structural element serves as a converter concentrating the potential energy of the measured system into the kinetic energy of the end masses parts of the optical vibration converter itself, which, suspended on elastic connections, are a conservative mechanical system are weakly damped oscillations, the stability criteria of which is determined by its own parameters.

Так как направление вектора максимального силового воздействи дл оптического вибропреобразовател неSince the direction of the maximum force vector for an optical vibrator is not

00

имеет существенного значени , а критичным параметром вл етс модуль этого воздействи , то, отмеча максимальное отклонение луча автоколли- матора и зна частоту собственных колебаний суммарных инерционных масс, установленных на цилиндрических втулках 4 и 5, вычисл ют амплитуды и фазы колебаний конструктивных элемен тов в исследуемых точках конструкции по фиксированным значени амплитуд отклонени зеркальных плоскостей 10 и 11 от прин того за нулевое положа-is essential, and the critical parameter is the modulus of this effect, then, noting the maximum deflection of the autocollimator beam and the natural oscillation frequency of the total inertial masses mounted on cylindrical bushings 4 and 5, calculate the amplitudes and phases of oscillations of structural elements in the studied points of the structure at fixed values of the amplitudes of the deviations of the mirror planes 10 and 11 from the assumed zero position

ние значени .value.

Перестраива оптический вибропреобразователь на другие собственные частоты, можно повысить точность измеренных амплитуд и фаз колебанийBy rearranging the optical vibration converter to other natural frequencies, it is possible to improve the accuracy of the measured amplitudes and phases of oscillations

конструктивных элементов и определить собственные резонансные частоты отдельных конструктивных элементов исследуемой системы. При этом конструкци оптического вибропреобразовател позвол ет осуществл ть его быструю установку и настройку применительно к различным услови м работы и исследуемым элементам,structural elements and determine their own resonant frequencies of individual structural elements of the system under study. At the same time, the design of the optical vibration transducer allows its quick installation and adjustment in relation to various working conditions and elements under study,

Фор мула изобретени Formula of invention

Claims

1. Optical vibration transducer containing inertial elements mounted on an elastic suspension, with the fact that, with

In order to simplify installation and adjustment, the elastic suspension is made in the form of a cylindrical helical spring of a belt step with a straight line

the axis, the ends of the spring are made in the form of cylindrical sleeves, inertial elements are mounted on the sleeves, in the axial section of the spring its turns are parallelograms with lateral sides parallel to the spring axis, the ends of the sleeves are made in the form of reflecting planes perpendicular to the spring axis, and the outer surface is made of helix segments, which in the compressed state of the spring form a thread,

2, the vibrator according to claim 1, characterized in that inertial elements are made in it

in the form of nuts screwed onto the sleeves, with fixings)

3, A method of installing an optical vibration converter on an object, about the fact that, with

In order to simplify installation and adjustment, before installing the vibration converter in the object, a threaded hole corresponding to the size of the spring thread is made in the object, a tensioning threaded element is placed along its axis along the axis of the spring, fixed to the hub like by screwing it along the edge141507O

At least one of the bushings squeezes the gum to form a continuous screw surface corresponding to the threaded hole in the object in the screwing area, the springs are screwed into the hole to a predetermined depth, and the twisting of the threaded element is removed.

/ I

V / 0 15

1st year

View/

ig.Z