Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ОПОРА ПРИБОРА
ОПОРА ПРИБОРА

ОПОРА ПРИБОРА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в электроизмерительных и гироскопических приборах. Сущность изобретения: опора содержит хлопающую мембрану, которая при возникновении резонансных колебаний изменяет жесткость опоры, способствуя срыву колебаний. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2010237
Класс(ы) патента: G01R1/00
Номер заявки: 4868962/21
Дата подачи заявки: 25.09.1990
Дата публикации: 30.03.1994
Заявитель(и): Ульяновский политехнический институт
Автор(ы): Белый Д.М.; Ляхов Ю.А.; Новикова О.Д.
Патентообладатель(и): Ульяновский политехнический институт
Описание изобретения: Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в счетчиках электрической энергии, щитовых электроизмерительных приборах с креплением подвижной части в керновых опорах.
Известна опора прибора на кернах, содержащая керн, выполненный за одно целое с осью или отдельно, и подпятник со сферической поверхностью кратера под острие крана, завальцованный в винт с возможностью осевого перемещения для регулировки осевого зазора между керном и подпятником.
Недостаток известной опоры - невозможность защитить подвижную часть прибора от внешних вибраций и ударов, что приводит к низкой вибро- и ударопрочности прибора.
Известна также конструкция опоры прибора, выполненная в корпусе и содержащая подпятник со сферической поверхностью под острие керна, завальцованный в держатель, опирающийся на цилиндрическую спиральную пружину.
Недостатком известной опоры является возможность возникновения при внешних вибрационных воздействиях резонансных колебаний установленного на опоре прибора, что обуславливает низкую вибро- и ударопрочность прибора.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является опора прибора, содержащая цилиндрический корпус, в одном торце которого закреплен держатель с подпятником, а в другом торце выполнено резьбовое отверстие, в котором размещен регулировочный винт, а также спиральную пружину, контактирующую с внутренней поверхностью держателя.
Недостатком данной конструкции также является низкая вибро- и ударопрочность установленного на опоре прибора за счет возможности возникновения его резонансных колебаний.
Цель изобретения - повышение вибро- и ударопрочности прибора.
Цель достигается тем, что опора прибора, содержащая цилиндрический корпус, в одном торце которого закреплен держатель с подпятником, а в другом торце выполнено резьбовое отверстие, в котором размещен регулировочный винт, а также спиральную пружину, первый конец которой расположен на внутренней поверхности держателя, снабжена сферической хлопающей мембраной, а на внутреннем торце регулировочного винта выполнена кольцевая прорезь, в которой закреплен контур сферической хлопающей мембраны, на центре которой расположен второй конец спиральной пружины.
На чертеже схематично изображена опора прибора, продольный разрез.
Опора прибора содержит цилиндрический корпус 1, в одном торце которого закреплен подпятник 2, завальцованный в держатель 3, спиральную пружину 4, первый конец которой расположен на внутренней поверхности держателя 3, регулировочный винт 5, размещенный в резьбовом отверстии 6, выполненном в другом торце корпуса 1, а также сферическую хлопающую мембрану 7 с жестким центром 8. На внутреннем торце регулировочного винта 5 выполнена кольцевая прорезь 9, в которой закреплен контур сферической хлопающей мембраны 7, на центре 8 которой расположен второй конец спиральной пружины 4.
Опора прибора работает следующим образом.
Предположим, что мембрана 7 находится в верхнем устойчивом положении. Если частота внешних воздействий такова, что опора с установленным на ней прибором находится не в резонансном режиме, то амплитуды колебаний прибора близки к величине статического отклонения, что характерно для колебательных систем с высокой добротностью. При выполнении условия
Fхл > G + Fп, (1) где Fхл - усилие хлопка мембраны;
G - вес прибора;
Fп - усилие предварительного поджатия пружины 4, ограничивающего усилие хлопка снизу, хлопка до возникновения режима резонансных колебаний не происходит. Данное условие одновременно не позволяет возникнуть автоколебательному режиму в мембране. При возникновении резонансного режима колебаний прибора на упругой опоре, либо при ударном воздействии мембрана 7 "хлопает", скачком переходя при этом в нижнее устойчивое положение. Для обеспечения заданной вибро- и ударопрочности прибора необходимо, чтобы хлопок произошел при амплитуде А виброколебаний подпятника 2, не превышающей предельно допустимого значения Адоп, задаваемого техническими условиями. Аналитическое выражение, ограничивающее усилие хлопка мембраны 7 сверху, имеет вид
A= (Fхл+G+Fп)≅Aдоп, (2) где μ - коэффициент динамичности опоры;
Сэк - эквивалентная продольная жесткость последовательного упругого соединения пружины 4 и мембраны 7.
После скачка мембраны 7 в нижнее положение также скачкообразно изменяется эквивалентная жесткость Сэк, изменяется и собственная частота опоры с прибором, за счет чего происходит мгновенный срыв резонансного режима, опасного с точки зрения вибро- и ударопрочности. Повторный скачок мембраны 7 из нижнего положения в верхнее происходит только при изменении параметров внешних механических воздействий, повторно приводящих к возникновению опасного резонансного режима. Условие (1) получено для верхнего положения мембраны 7, так как силы G и Fп здесь способствуют хлопку.
В случае выполнения условия (1) в нижнем положении мембраны 7 хлопок при силах, меньших Fхл, тем более не происходит. Условие (2) наоборот получено для нижнего положения мембраны 7, когда силы G и Fппротиводействуют хлопку. В случае выполнения условия (2) при той же амплитуде А виброколебаний опоры хлопок мембраны 7 в верхнем положении тем более происходит.
Зависимости (1) и (2) позволяют выбрать требуемое усилие Fхл, после чего, пользуясь известной методикой расчета сферических хлопающих мембран, нетрудно определить конструктивно-технологические параметры мембраны 7, обеспечивающие данное усилие. Расчеты показали, что при параметрах, характерных для типовых упругих опор и хлопающих мембран, изменение собственной частоты опоры при хлопке мембраны в соседнее устойчивое положение составляет 20-25 Гц. Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что такое изменение собственной частоты позволяет мгновенно срывать возникающие резонансные вибрационные и ударные режимы за счет вывода собственной частоты колебательной системы из ширины ее резонансной зоны. В результате хлопка мембрана рассеивает значительное количество энергии, демпфируя тем самым ударное воздействие и рассеивая энергию удара.
Конструкция опоры предельно проста и не требует значительных конструктивных изменений по сравнению с типовыми опорами. Опора данного типа должна найти применение при эксплуатации вибро- и ударопрочных приборов. (56) Илюкович А. М. Электрические счетчики. М. -Л. , ГЭИ, 1963, с. 329, 330.
Формула изобретения: ОПОРА ПРИБОРА , содеpжащая цилиндpический коpпус, в одном тоpце котоpого закpеплен деpжатель с подпятником, а в дpугом тоpце выполнено pезьбовое отвеpстие, в котоpом pазмещен pегулиpовочный винт, а также спиpальную пpужину, пеpвый конец котоpой pасположен на внутpенней повеpхности деpжателя, отличающаяся тем, что с целью повышения вибpо- и удаpопpочности пpибоpа, опоpа снабжена сфеpической хлопающей мембpаной, а на внутpеннем тоpце pегулиpовочного винта выполнена кольцевая пpоpезь, в котоpой закpеплен контуp сфеpической хлопающей мембpаны, в центpе котоpой pасположен втоpой конец спиpальной пpужины.