ДАТЧИК УДАРНОЙ СКОРОСТИ МАШИН

Датчик ударной скорости машин предназначен для определения скоростей и энергий деталей машин и приборов при ударе.
Известен индукционный датчик ударной скорости машин, описанный в патенте на изобретение №2110072, Бюл. №12 от 27.04.98 и используемый для испытаний машин и стендов ударного действия при контроле скоростей и энергий бойков и ударников. Датчик содержит источник магнитного поля, магнитопровод, электромагнитную катушку, стержневой якорь с полюсным наконечником и упругий элемент; магнитопровод образован подпружиненным корпусом датчика, замкнутым полюсным наконечником стержневого якоря, при этом корпус датчика установлен с возможностью перемещения вместе с электромагнитной катушкой относительного стержневого якоря с полюсным наконечником и разрыва магнитопровода по его поперечному сечению.
Недостатком описанного датчика являются наличие отдельной катушки и источника питания для создания магнитного поля во второй измерительной катушке, кроме этого, катушка и магнитопровод подвержены удару и лишь полюсный наконечник находится в покое, что влечет за собой смещение витков и кабельный эффект, заметно влияющий на точность измерений.
Ближайшим прототипом предлагаемой полезной модели является патент №46104 «Датчик ударной скорости машин», Бюл. №16 от 10.06.2005, содержащий корпус, источник магнитного поля, электромагнитную катушку, упругий элемент, магнитопровод, установленный с возможностью разрыва по его поперечному сечению; магнитопровод образован подпружиненным сверху элементом, выполненным в виде перевернутого стакана, на внутренней торцевой стороне которого соосно с ним закреплен постоянный магнит, опирающийся на шток, выполненный заодно с крышкой, подпружиненной снизу к корпусу, кроме того, в стенке стакана выполнено заизолированное отверстие для выводов электромагнитной катушки.
Недостатком датчика является отсутствие разрыва магнитопровода при ударах небольшой амплитуды и, в связи с этим, отсутствие сигнала на датчике, а также трудности установки датчика, когда бойки и ударники в испытуемых машинах и стендах закрыты в корпусах.
Для устранения вышеуказанных недостатков крышка с закрепленной в ней кольцевым магнитом и электромагнитной катушкой упирается в неподвижный корпус, а шток расположен с возможностью перемещения с одного конца в отверстии крышки, а с другого - в отверстии днища корпуса; заодно со штоком датчика в нем закреплена консоль, входящая в сквозной паз корпуса испытуемой машины ударного действия.
Устройство состоит из крышки 1, корпуса 2, внутри которых соосно расположен шток 3, электромагнитная катушка 4 с обмоткой 5 и кольцеобразным магнитом 6; через отверстие в крышке и корпусе выполнен закодированный провод, протянутый к регистрирующему прибору 7; в штоке закреплена консоль 8, шток подпружинен упругим элементом 9. Консоль свободным концом входит в паз испытуемой машины ударного действия.
Устройство работает следующим образом. При ударе бойком испытуемой машины по консоли, которая через шток разрывает магнитопровод, состоящий из крышки и штока, вызывается скачкообразное изменение магнитного потока, пропорциональное скорости удара. При этом ударный импульс не передается на кольцеобразный магнит и катушку с обмоткой. Корпус удерживает крышку магнитопровода и находящиеся в нем катушку с обмоткой и кольцеобразным магнитом в покое при отскоке после удара штока. После этого с помощью пружины система приходит в положение практически сразу. В момент мгновенного разрыва магнитопровода, то есть крышки со штоком, внутри катушки возникает электрический импульс - сигнал, пропорциональный скорости разрыва, который подается на регистрирующий прибор.
Чтобы не происходило заклинивания штока в направляющей крышке, его нижняя часть опирается в отверстие днища корпуса, что заметно уменьшает силу трения скольжения при движении штока, так как опорные реакции разнесены на максимально большие расстояния. Таким образом, благодаря закреплению крышки с размещенной в ней неподвижно кольцеобразным магнитом и катушки с обмоткой происходит разрыв магнитопровода, то есть неподвижной крышки со штоком даже при слабых ударных импульсах. При этом датчик ударной скорости машин можно установить вне корпуса испытуемой машины за счет консоли, жестко связанной со штоком датчика. Все ударные нагрузки не передаются на слабые в смысле перегрузок детали датчика, так как они изолированы от ударов.