SU476515A1

SU476515A1 - Centrifuge

Info

Publication number: SU476515A1
Application number: SU1909494A
Authority: SU
Inventors: Евгений Иванович Новиков
Original assignee: Предприятие П/Я А-1001
Priority date: 1973-04-17
Filing date: 1973-04-17
Publication date: 1975-07-05

Description

1one

Изобретение относитс к области измерительной техники и может быть применено при тарировке акселерометров, а также при испытани х приборов на воздействие перегрузок.The invention relates to the field of measurement technology and can be applied when calibrating accelerometers, as well as when testing instruments for the effects of overloads.

Известные центрифуги, содержащие привод, плечи ротора с остовом и обшивкой обтекател и систему управлени , не могут широко регулировать процесс торможени , в то врем как часто возникает необходимость резкого торможени , например в аварийных ситуаци х .Known centrifuges containing the drive, the rotor shoulders with the skeleton and the skin of the fairing and the control system cannot broadly regulate the braking process, while often there is a need for sudden braking, for example in emergency situations.

Предлагаема центрифуга отличаетс от известных тем, что она снабжена пьезоэлектрическими вибраторами, установленными на каждом ллече ротора между остовом и обшивкой обтекател и соединенными с системой управлени .The proposed centrifuge differs from the known ones in that it is equipped with piezoelectric vibrators mounted on each rotor arm between the frame and the casing of the fairing and connected to the control system.

Эти отличи позвол ют уменьшить врем торможени и увеличить пределы регулировки процесса торможени .These differences can reduce the braking time and increase the adjustment limits of the braking process.

На чертеже изображена описываема центрифуга .The drawing shows the described centrifuge.

В стальном корпусе 1 установлен вал 2, приводимый во вращение электромеханическим приводом 3. К верхней части вала 2 креп тс плечи ротора центрифуги 4.In the steel case 1, a shaft 2 is mounted, rotated by an electromechanical actuator 3. The shoulders of the rotor of the centrifuge 4 are attached to the upper part of the shaft 2.

Плечи ротора центрифуги 4 выполнены в виде прочного остова 5, покрытого снаружи обшивкой 6, образу обтекатель дл уменьшени сопротивлени воздушной струе. На концах плеч 4 установлены площадки 7 дл креплени испытуемых объектов.The shoulders of the rotor of the centrifuge 4 are made in the form of a solid frame 5, which is covered on the outside with a shell 6, forming a fairing to reduce the resistance of the air jet. At the ends of the shoulders 4, pads 7 are installed for fastening the test objects.

Над валом 2 установлен токосъемник 8. На передней кромке к остову каждого плеча ротора 4 прикреплены пьезоэлектрические вибраторы 9, на свободные концы которых посажена лобова часть обшивки обтекател 10, освобожденна от креплени к остову 5. Электроды 11 пьезоэлектрических вибраторов 9 соединены с электрическими преобразовател ми 12, которые подключены к системе управлени 13.A current collector 8 is mounted above the shaft 2. On the leading edge, piezoelectric vibrators 9 are attached to the skeleton of each arm of the rotor 4, the free ends of which are planted with a front part of the skin of the flap 10, freed from attachment to the core 5. The electrodes 11 of the piezoelectric vibrators 9 are connected to electrical converters 12 which are connected to the control system 13.

Центрифуга работает следующим образом.The centrifuge works as follows.

Перед пуском центрифуги в аэростатические подшипники подают сжатый воздух (5- 7 атм). Ротор центрифуги 4 под действием сжатого воздуха отдел етс от статора и удерживаетс на воздушной подушке (зазор 10-15 мкм).Before starting, centrifuges in aerostatic bearings supply compressed air (5-7 atm). The centrifugal rotor 4 is separated by a compressed air from the stator and held on an air cushion (gap 10-15 µm).

После установлени воздушного режима аэростатических подшипников (давлени и расхода) включают напр жение на электромеханический привод 3 центрифуги. Благодар воздушной подушке трение в подшипниках и момент трогани весьма малы, вследствие чего ротор быстро набирает заданную угловую скорость . При достижении заданной угловой скорости вращени включаетс автоматическа система синхронизации, обеспечиваюша посто нство оборотов.After establishing the air mode of aerostatic bearings (pressure and flow), the voltage is applied to the electromechanical drive 3 of the centrifuge. Due to the air cushion, the friction in the bearings and the moment of moving are very small, as a result of which the rotor quickly gains a given angular velocity. Upon reaching a predetermined angular velocity of rotation, an automatic synchronization system is turned on, ensuring constant rotation.

После испытани объекта на действие центробежных нагрузок напр жение с электромеханического привода 3 снимаетс и ротор центрифуги останавливаетс на самоходе.After the object is tested for centrifugal loads, the voltage from the electromechanical actuator 3 is removed and the centrifuge rotor stops on a self-propelled motor.

Врем остановки ротора центрифуги из-за большого кинетического момента и малого момента трени в подшипниках очень велико (20-40 мин). Ротор останавливаетс в основном за счет момента сопротивлени нлеч ротора о воздух.The stop time of the centrifuge rotor due to the large kinetic moment and small moment of friction in the bearings is very long (20-40 min). The rotor stops mainly due to the moment of resistance of the rotor to the air.

Ротор центрифуги тормоз т и останавливают с помощью электропривода. Однако больша разница моментов плеч и оси центрифуги способствует образованию значительных крутильных моментов, что может привести к необратимым деформаци м или при больших тормозных моментах на оси к цовреждению узлов ротора.The rotor of the centrifuge is braked and stopped by an electric drive. However, a large difference in the moments of the shoulders and the axis of the centrifuge contributes to the formation of significant torsional moments, which can lead to irreversible deformations or at large braking torques on the axis to damage the rotor assemblies.

Дл дополнительного (тормоз щего) момента сопротивлени воздушной среды лобовую обшивку обтекател нлеч центрифуги привод т в колебательное движение относительно остова плеч.For an additional (retarding) moment of air resistance, the frontal lining of the spinner of the centrifuge is oscillating relative to the back of the shoulders.

Обшивка обтекател , двига сь в направлении против движени воздушной среды со скоростыо , близкой к скорости звука, встречает большое сонротнвлеиие (близкое к сопротивлению струи жидкости), что приводит к образованию значительного тормоз щего момента.The casing of the fairing, moving in the direction opposite to the movement of the air medium at a speed close to the speed of sound, meets a large sonotry (close to the resistance of a jet of fluid), which leads to the formation of a significant braking torque.

При подаче сигиала на торможение система управлени 13 включает электрические преобразователи 12, с которых подаютс электрические сигналы на электроды 11. Вибраторы 9 в силу обратного пьезоэлектрического эффекта деформируютс в соответствии с поданными электрическими сигналами. Выбираетс деформаци но длине стержней. Така деформаци обеспечивает перемещение лобовой части обшивки обтекател в направлении движени .When applying braking for braking, the control system 13 turns on electric transducers 12, from which electrical signals are applied to electrodes 11. Vibrators 9 are deformed due to the electrical signals applied due to the inverse piezoelectric effect. The deformation is chosen but the length of the rods. Such deformation provides movement of the frontal part of the skin of the fairing in the direction of movement.

Форма подаваемых электрических сигналовForm of electrical signals

обусловливает параметры движени стержней, а, следовательно, и лобовой части обшивки.determines the parameters of the movement of the rods, and, consequently, the frontal part of the skin.

Электрические сигналы выбраны в виде трапецеидальных импульсов с крутым передним фронтом и пологим задним.The electrical signals are selected in the form of trapezoidal pulses with a steep leading edge and a gentle rear.

Передний фронт импульса обеспечивает скорость продвижепи вперед. Устанавлива крутизпу переднего фронта имлульса, можно обеспечить очень широкий диапазон регулировани скорости - от О до скорости звука.The leading edge of the pulse provides the speed of advance. By setting the slope of the front edge of the impulse, it is possible to provide a very wide range of speed control - from 0 to the speed of sound.

Асимметрична вибраци стержней и соответственно лобовой части обшивки плеч создает момент сил, направленный против момента движени , что вызывает тормол ение ротора центрифуги.The asymmetric vibration of the rods and, accordingly, the frontal part of the shoulder sheathing creates a moment of force directed against the moment of movement, which causes the centrifuge's rotor to slow down.

Мен электрические параметры преобразователей , можно весьма точно регулировать как процесс торможени ротора, так и процесс регулировани скорости вращени .Due to the electrical parameters of the transducers, it is possible to regulate very accurately both the process of braking the rotor and the process of controlling the speed of rotation.

Распределением стержней но плечам ротора можно добнтьс высокой симметрии силового воздействи на параметры движени , что позвол ет обеспечивать быструю («мгновенную) и м гкую остановку ротора.The distribution of rods on the shoulders of the rotor can achieve a high symmetry of the force effect on the motion parameters, which allows for a quick ("instantaneous" and soft stop of the rotor).

Кроме того, это нозволит сохранить динамическую устойчивость конструкции в аварийных режимах работы (например, при с ЗЫ15е полезного груза с одного из плеч ротора).In addition, it is necessary to preserve the dynamic stability of the structure in emergency operation modes (for example, with useful payload from one of the rotor arms).

Пред м е г и з обре т е и и Prerequisites and

Пептрифуга, содержаща привод, плечи ротора с остовом л обшивкой обтекател н систему управлени , отличающа с тем, что, с целью увеличени нределов регулировки процесса торможени и уменьшени времени торможени центрифуги, она снабжена пьезоэлектрическими вибраторами, установленными на каждом плече ротора между остовом и обшивкой обтекател и соединенными с системой управлени .Petrifuge containing the drive, the rotor shoulders with the skeleton lining of the fairing and the control system, is characterized in that, in order to increase the limits of adjustment of the braking process and reduce the deceleration time of the centrifuge, it is equipped with piezoelectric vibrators installed on each rotor arm between the skeleton and the trim of the centrifuge and connected to the control system.

r,r,

J y///y/zzzz//x7////////////////////y/////////////// 12 5 13J y /// y / zzzz // x7 //////////////////// y /////////////// 12 5 13

i i iSi i iS

V //9 9 Ю / S 6 / /V // 9 9 Yu / S 6 / /