SU1451564A1 - Устройство дл динамических испытаний опор скольжени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измери- - тельной технике и может быть использовано дл  исследовани  работы.опор скольжени . Целью изобретени   вл етс  повьшение точности измерений и распшрение функциональных возможностей за счет измерени  угловой скорости вращени . Устройство содержит полость , вьшолненную в цапфе 4, с мембраной 18. Полость каналом соединенао

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь- овано дл  исследовани  работы опор ({скольжени .

I Цель изобретени  - повьшение точности измерений за счет повышени  зазрешающей способности устройства 1 расщирение функциональных возможностей устройства за счет возможности Измерени  угловой скорости вращени . На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид-, на фиг.2 - схема оптического взаимодействи  1ПЛОСКОГО дна стакана и зеркала; на фиг.З - схема прохождени  световых лучей между коническими стенками. Устройство содержит источник 1 коллимированного светового излучени  с длинами , и волн, оптически взаимодействующий с делителем 2 и зеркалом 3, установленным под углом 45 к оси цапфы 4, вращающейс  во втулке 5. Преобразователь 6 давлени  установлен по оси цапфы 4 и содержит корпус 7 и оптический чувствительный к перемещению элемент 8, выполненный в форме стакана с коническими боковыми стенками, угол наклона которых к оси равен 45°, и плоским дном, поверхность 9 которого вьтолнена зеркальной , и оптически взаимодействует с источником 1 света, плоским зеркалом 10, установленным параллельно

ей на рассто нии L, и. позиционно-чув- ствительным фотоприемником 11 фотоэлектрического преобразовател , выполненного -в виде блока, состо щего из трех фотоприемников, в который, кроме фотоприемника 11, также вход т фотоприемники 12 и 13 (один из которых , например 13,  вл етс  четьфех- координатным), которые оптически взаимодействуют с частотно-селективным фильтром 14, выполненным в виде прозрачной пластины, на которую нанесено частотно-селективное покрытие, 5 пропускающее световое излучение с длиной волны, равной , , и отражаю- щее излучение с длиной волны, равной -д . При этом пластина фильтра 14 установлена таким.орразом, что световое 0 излучение с длиной волны, равной Л, , проходит на. фотоприемник 13, а отраженное световое излучение поступает на фотоприемник 12. Частотно-селективный фильтр 14 оптически взаимодей- 5 ствует с коническими стенками элемента В, на отражающую поверхность которых нанесен растр в виде равномерно расположенных по окружности частотно-селективных полос 15, выполненных- 30 путем нанесени  на коническую поверхность частотно-селективных слоев, отражающих излучение только длины волны, равных Л, . при этом под сло ми поверхность конических стенок выполиена свстопоглоп1ающей. Внутренн   полость преобразовател  6 давлени  заполнена жидкостью 16 и через систему каналов 17 в корпусе цапфы 4 гидравлически св зана с диафрагмой 18, установленной заподлицо с внешней поверхностью цапфы. Герметичность преобразовател  6 и возможность перемещени  элемента 8 осуществл ют путем св зи его с корпусом 7 упругой св зью 19, например сильфоном. Фотоприемники 11-13 электрически св заны с блоком 20 регистрации.

Устройство работает следующим образом .

При вращении цапфы 4 во втулке 5 происходит изменение давлени , действующего на диафрагму 18, котора , прогиба сь, создает давление в жидкости 16, которое через каналы 17 передаетс  к преобразователю 6 давлени , в результате чего чувствительный элемент 8 перемещаетс  в корпусе 7 вдоль оси, раст гива  упругую св зь (сильфон) 19, и измен   зазор L между поверхностью 9 и плоским зеркалом 10 (фиг.2). Падающий на .делитель 2 луч света от источника 1 делитс  на два луча, один из котррых под углом об падает на поверхность 9 а другой, после отражени  от зеркала 3, падает на коническую поверхность элемента 8, дважды отражаетс  от нее и поступает на частотно-селективный фильтр 14. При этом луч, падающий на поверхность 9, претеррева- ет многократное отражение между ней и плоским зеркалом 10, пока при последнем отражении от поверхности 9 не попадет на фотоприемник 11. При изменении давлени  в полости преобразовател  6 происходит смещение элемента 8 вдоль оси на величину Д, завис щую от давлени , что приводит к изменению зазора L между поверхностью 9 и зеркалом 10, в результате чего световой луч, падающий на фотоприемник i1 смещаетс  относительно предыдущего положени  на величину f (фиг.2), Из геометрических соотноД шений (фиг.2) видно, что f

где N - число отражений светового луча от поверхности 9, причем при посто нных размерах зеркала 10 угол oL зависит только от N, которое можно мен ть, измен   величину зазора

5

0

5

0

при этом по вл етс  возможность регулировать как чувствительность устройства к изменению давлени , так и диапазон измерени . Вследствие того, что изменение положени  луча относительно фотоприемника 11 происходит только при осевом смещении элемента 8, то такие факторы, как биение цапфы 4, эксцентриситет установки и несоосность преобразовател  6 и цапфы 4 не оказывают вли ние на точность измерений давлени .

Кроме давлени  устройство дает возможность одновременно измер ть скорость вращени  цапфы 4, направление и величину ее радиального биени . Это осуществл етс  следующим образом. Луч А (фиг.З) отражаетс  от зеркала 3 и параллельно оси цапфы 4 падает на коническую .поверхность элемента 8, дважды отражаетс  от нее и направл етс  в обратном направлении (луч А ), параллельно падающему. Так как на коническую поверхность элемента 8 нанесен растр в виде равномерно расположенных по окружности частотно- селективных полос 15, тр. при вращении цапфы 4 луч А, содержащий излучение с длинами волн, равными А| и Д, поочередно отражаетс  -то от зеркального покрыти  конической поверхности , то от частотно-селективного

с покрыти , . которое отражает только часть луча А, содержащую излучение с длиной волны, равной Л, . Луч А поступает на частотно-селективный фильтр 14, который пропускает на че0 тьфехкоординатный фотоприемник 13 излучение с длиной волны, равной А, , и отражает на фотоприемник 12 излучение с длиной волны, равной Ла- Вследствие того, что в луче А излу с чение с такой длиной волны присутствует тс тько при отражении луча А от. зеркальных участков конической поверхности, то при вращении цапфы 4 на фотоприемник 12 будет поступать излучение в виде последовательности световых импульсов, частота следовани  которых характеризует скорость вращени . Часть луча А , проход ща  на фотоприемник 13, не зависит от

ее скорости вращени , так как содержит - только свет с длиной волны, равной Т(, которьй отражаетс  как от частотно-селективных полос 15, так и от остальной зеркальной поверхности ко50

1451564

йуса, но зато его положение относи- ельно центра фотоприемника 13 будет ijieHHTbCH в зависимости от направле- и амплитуды биений цапфы 4, Если И исходном положении фотоприемник 13 л гстановлен так, Что луч А попадает его центр, то при по влении биени , Например, с амплитудой S (фиг.З), А сместитс  на величину, равную |s, в положение В, а фотоприемник 13 выработает электрический сигнал, ха- йактеризующий величину и направление (5иени . При этом за счет удвоени  амплитуды биени  повышаетс  точность измерени .

Электрические сигналы с фотопрнгмников 11-13 поступают в блок 20

регистрации, где преобразуютс  в неэбходнмую форму, удобную дл  изуче--

ни .

I

|аЕ ормула изобретени 

i .

I Устройство дл  динамических испы- таний опор скольжени , содержащее по Ьссть, вьшолненную в цапфе и закры- Гтую мембраной, установленной на ци- {линдрической поверхности цапфы, опти |ческий чувствительный к перемещению элемент с зеркальной поверхностью и сильфон, размещённые соосно в торце iцапфы по ее оси, при этом напротив I чувствительного к перемещению эле- мента установлены светоделительна 

фиг. 2

4

пластина и зеркало под углом 45 к оси цапфы, источник света и фотоэлектрический преобразователь, при этом полость, вЬшолненна  в цапфе, заполнена жидкостью и .гснабжена каналом, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  функциональных гвозможностей, оно снабжено неподвижным плоским зеркалом и частотно-селективным фильтром , а оптический чувствительный к перемещению элемент выполнен в виде стакана с ионической стенкой, внутренн   поверхность которой вместе с плоским дном стакана выполнена зеркальной , причем на зеркальной поверхности конической :стенки стакана нанесен растр в виде равномерно расположенных по окружности частотно- селективных полос, согласованных по диапазону волн пропускани  с частотно-селективным фильтром, при этом дно стакана размещено на дне сильфо- на, полость которого соединена с каналом и заполнена -жидкостью, плоское зеркало размещено напротив и параллельно ДНУ- стакана, а фотоэлектри- . ческий преобразователь выполнен в виде блока, состо щего из трех фотоприемников , один из которых оптически св зан с плоским дном стакана, а второй и третий через.частотно-селективный фильтр - с конической стенкой стакана.

Л S

вниипи

.Заказ 7071/40

Тираж 788 Подписно

пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,

щи1.з

Тираж 788 Подписное

Claims (1)

1. Устройство для динамических испытаний опор скольжения, содержащее полость, выполненную в цапфе и закрытую мембраной, установленной на цилиндрической поверхности цапфы, оптический чувствительный к перемещению элемент с зеркальной поверхностью и сильфон, размещённые соосно в торце цапфы по ее оси, при этом напротив чувствительного к перемещению элемента установлены светоделительная

   1451564 ⁶ пластина и зеркало под углом 45° к оси цапфы, источник света и фотоэлектрический преобразователь, при этом полость, выполненная в цапфе, заполнена жидкостью и /снабжена каналом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных /возможностей, оно снабжено неподвижным плоским зеркалом и частотно-селективным фильтром, а оптический чувствительный к перемещению элемент выполнен в виде стакана с конической стенкой, внутренняя поверхность которой вместе с плоским дном стакана выполнена зеркальной, причем на зеркальной поверхности конической :стенки стакана нанесен растр в виде равномерно расположенных по окружности частотноселективных полос, согласованных по диапазону волн пропускания с частотно-селективным фильтром, при этом дно стакана размещено на дне сильфона, полость которого соединена с каналом и заполнена жидкостью, плоское зеркало размещено напротив и параллельно дну- стакана, а фотоэлектри. ческий преобразователь выполнен в виде блока, состоящего из трех фотоприемников, один из которых оптически связан с плоским дном стакана, а второй и третий ный фильтр через.частотно-селективс конической стенкой