SU1758562A1 - Опора прибора - Google Patents

Abstract

Использование: область приборостроени , в частности счетчики электрической энергии, узлы гироскопических приборов и т. п. Сущность изобретени : опора содержит выполненные в корпусе подп тник, держатель , регулировочный винт в резьбовом отверстии корпуса, цилиндрическую спиральную пружину между винтом и держателем , установочный винт с асимметрией относительно продольной оси, часть которого ввернута в пружину, а оставша с  часть свободно размещена в глухом отверстии в держателе. Осева  асимметри  установочного винта достигнута выполнением к нем сквозного отверсти , ось которого параллельна продольной оси винта и смещена относительно данной оси. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к приборам, в которых подвижна  часть совершает колебательное или вращательное движение относительно установленного в корпусе подп тника, например к счетчикам электрической энергии, узлам гироскопических приборов и устройств и т, д.

Известны конструкции опор на кернах, содержащие керн, выполненный заодно целое с осью или отдельно, и подп тник со сферической поверхностью под острие керна , завальцованный в винт, перемещающийс  в осевом направлении дл  регулировки осевого зазора.

Однако такие жесткие конструкции опор не позвол ют защитить прибор от действи  ударов и вибраций, см гчить внешние воздействи , что приводит к низкой виброустойчивости приборов. Кроме того, такие

опоры имеют большие потери на трение, что приводит к уменьшению чувствительности и стабильности показаний прибора, к быстрому износу опор, особо про вл ющемус  в электросчетчиках, где ротор работает в режимах вращени .

Известны также конструкции опор, выполненные в корпусе и содержащие подп тник со сферической поверхностью под острие керна, завальцованный в держатель, опирающийс  на цилиндрическую спиральную пружину, см гчающую действие на прибор ударов и вибраций.

Однако известна  опора предусматривает упругое крепление подп тника на цилиндрической спиральной пружине. Естественно, что установленный на такой опоре прибор представл ет собой колебательную систему, собственна  частота которой определ етс  массой прибора и

XI

сл

00 СЛ

о

го

продольной жесткостью пружины опоры. Поэтому при внешних вибрационных воздействи х на прибор с данной частотой - кинематическом возбуждении колебаний или внутренних вибрационных воздействи х , источником которых  вл етс  сам прибор - инерционном возбуждении (при вращении ротора прибора в случае малейшего разбаланса ротора такое возбуждение об зательно по вл етс ), возникают резонансные колебани  установленного на опоре прибора, что обусловливает низкую зиброустойчивость данной конструкции.

Цель изобретени  - повышение виброустойчивости прибора на опорах.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в опоре прибора, содержащей выполненные в корпусе подп тник, закрепленный в держателе, регулировочный винт, установленный в резьбовом отверстии корпуса, и цилиндрическую спиральную пружину, размещенную между винтом и держателем, опора снабжена установочным винтом, выполненным с асимметрией относительно продольной оси, часть которого ввернута в контактирующую с держателем сторону цилиндрической спиральной пружины, а оставша с  часть свободно размещена в глухом отверстии, выполненном в держателе .

Таким образом, в предлагаемой конструкции опоры при возникновении резонансных колебаний на винт в результате его асимметрии в поперечной плоскости начинает действовать закручивающий момент, имеющий посто нную составл ющую в одну из сторон по вертикали. Поэтому в зависимости от своей ориентации винт или вкручиваетс  в пружину, или выкручиваетс  из нее, измен   тем самым продольную жесткость пружины и, следовательно, собственную частоту колебательной системы прибор - пружина, что приводит к автоматическому уходу колебательной системы от резонансного режима.

На чертеже схематически изображена предлагаема  опора прибора с разрезом по плоскости симметрии.

Опора прибора содержит выполненные в корпусе 1 подп тник 2, завальцованный в держатель 3, регулировочный винт 4, установленный в резьбовом отверстии 5 корпуса 1, цилиндрическую спиральную пружину б, зажатую между винтом 4 и держателем 3, установочный винт 7, выполненный с асимметрией относительно продольной оси, часть которого ввернута в контактирующую с держателем 3 сторону цилиндрической спиральной пружины 6, а оставша с  часть свободно размещена в глухом отверстии 8,

выполненном в держателе 3. При этом осева  асимметри  винта 7 достигнута выполнением в нем сквозного отверсти  9, ось которого параллельна продольной оси винта 7 и смещена относительно данной оси.

Опора прибора работает следующим образом.

При воздействии на прибор возмущающих вибраций в случае, если частота вибраций не совпадает с собственной частотой вертикальных колебаний ш установленного на опоре прибора, работа прибора происходит в обычном режиме без возникновени  невиброустойчивости (как известно

(О Vc/m где с - продольна  жесткость пружины; m - масса установленного на опоре прибора). При совпадении частоты внешних воздействий с собственной частотой системы прибор - пружина возникают интенсивные резонансные колебани  в вертикальном направлении прибора вместе с подвижной частью опоры: подп тником 2 с держателем 3, пружиной 6 и частично ввернутым в нее установочным винтом 7. Однако

винт 7 выполнен с асимметрией относительно продольной оси, т. е. с эксцентриситетом в поперечной плоскости. Поэтому при возникновении его продольных колебаний за счет св зей, обусловленных статической неуравновешенностью винта, к винту будут прикладыватьс  вращающие инерционные моменты вокруг его продольной оси. Это  вление довольно хорошо известно из динамики приборов, где оно  вл етс  вредным,

так как при одном направлении колебаний зав зывает все остальные формы колебаний при наличии поперечной неуравновешенности возникают при продольных колебани х крутильные колебани  подвижной части вокруг оси вращени ). Естественно , что за период воздействи  внешних возмущений половину периода вращающий момент действует на винт 7 в одном направлении (например, по часовой стрелке), а вторую половину периода - в другом направлении (против часовой стрелки). При заданном внешнем возмущении направление закручивающих моментов в течение периода зависит от начального положени 

винта 7, а именно от ориентации сквозного

отверсти  9, обусловливающего дебаланс

винта 7 относительно его продольной оси,

т. е, от знака поперечного эксцентриситета.

Теперь объ сним, почему происходит

заворачивание-выворачивание винта 7 в пружину 6. В одну половину периода внешних воздействий продольное движение прибора на пружине происходит вверх, силы инерции частично компенсируют силу т жести прибора, пружина разжимаетс , трение в резьбе ввернутого в пружину винта минимально , и вращающий момент, действующий на винт 7 за эту половину периода вызывает интенсивный поворот винта в резьбе, т. е. в винтах пружины 6. Во вторую половину периода наоборот силы инерции складываютс  с силой т жести, пружина сжимаетс , трение в резьбе максимальное, и вращающий момент за данную половину периода практически не приводит к поворо- ту винта в витках пружины 6. Очевидно, что за период внешнего воздействи  винт 7 немного ввернетс  или вывернетс  из пружины 6, в следующий период - также, т. е. автоматически будет происходить или заво- рачивание, или выворачивание винта 7. Что именно будет происходить - заворачивание или выворачивание (дл  принципа действи  опоры это безразлично) зависит, от начальной ориентации, неуравновешенности отно- сительно продольной оси винта: если в половину периода, когда прибор движетс  вверх, вращающий момент действует вокруг в направлении закручивани  винта, то винт будет вворачиватьс  в пружину, в про- тивоположном случае - наоборот, будет выворачиватьс  из пружины.

При вворачивании-выворачивании винта 7 измен етс  число рабочих витков пружины 6, т, е. часть витков включаетс -выключаетс , при этомсразуже измен етс  продольна  жесткость с пружины , а значит собственна  частота (а системы прибор-пружина смещаетс  на Aw в сторону уменьшени  или увеличени  (если винт вворачиваетс  в пружину, часть витков выключаетс , а значит жесткость и частота увеличиваютс ). При изменении собственной частоты практически мгновенно происходит срыв резонансного режима, т. е. колебательна  система сама уходит от резонансной частоты внешних возмущений.

Как показали расчеты и экспериментальные исследовани  дл  срыва резонанса достаточен поворот на часть оборота, что конечно обусловлено шагом резьбы, параметрами пружины и т. п. Если при уходе системы от резонанса через некоторое врем  частота внешних воздействий оп ть например изменитс  в ту же сторону, оп ть возникнет резонанс, оп ть ш изменитс  в ту же сторону на ДСУ . Таким образом, в случае изменени  частоты внешних воздействий например в одну сторону винт также будет поворачиватьс  в одну сторону, вызы- ва  уход частоты от резонанса. Так будет происходить до поворота винта на 180 градусов относительно начального положени ,

когда неуравновешенность изменит знак относительно продольной оси винта. Далее в случае возникновени  резонанса пинт начнет уходить от него поворотом п другую сторону. Таким образом, при любой совокупности внешних воздействий, с любым пор дком возрастани -убывани  частот винт 7 не будет полностью вворачиватьс - выворачиватьс , а будет просто поворачиватьс относительносвоего первоначального положени  в пределах половины оборота, т. е, не надо никаких ограничителей осевых перемещений винта 7 относительно витков пружины 5 - винт сам никуда не уйдет,

Как известно из теории колебаний, дл  ухода от резонансного режима смещение частоты Д« примерно должно быть равно ширине резонансного пика амплитудно-частотной характеристики колебательной системы . В свою очередь ширина резонансного пика определ етс  добротностью колебательной системы. Проведенные теоретические и экспериментальные исследовани  дл  различных вариантов колебательных систем , которые могут образовывать различные типы приборов, установленные на предлагаемой опоре с различными характеристиками и конструктивно-технологическими параметрами элементов, показали, что смещение Аа) на 1 рад/с (0,16 Гц) в любом случае обеспечивает смещение колебательной системы с резонансного режима, т. е. устранение резонансных колебаний прибора на опоре. Дл  такою смещени  собственной частоты при характеристиках типовых пружин, примен емых в известных опорах, достаточно вворачивание-заворачивание винта пор дка шестой части - четверти оборота.

Предлагаемый метод устранени  резо- нансов  вл етс  универсальным и представл ет собой принципиально новое направление в создании опор приборов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Опора прибора, содержаща  корпус, в котором расположен подп тник, закрепленный в держателе соосио с ним, регулировочный винт, расположенный в резьбовом отверстии корпуса, и цилиндрическа  спиральна  пружина, размещенна  между держателем и регулировочным винтом, отл ичающа с  тем, что, с целью повышени  виброустойчивости прибора , она снабжена установочным винтом, выполненным со сквозным отверстием, ось

   которого смещена относительно продольной оси и параллельно ей, в держателе выполнен паз, в котором размещена головка

   установочного винта, резьбова  часть которого расположена в цилиндрической спиральной пружине.

   Л ужсг« /6па тб к depytЈctme.flto$ по ьсем контуру