УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА ГИСТЕРЕЗИС

Установка для испытания образцов на гистерезис
Полезная модель относится к измерительным устройствам, отличающимся использованием электрических средств, и предназначена для измерения углов, а также к устройствам для программного управления и может быть использована для испытания прессовых штифтовых соединений и деталей типа «вал» на гистерезис и симметричность угла поворота.
Известно устройство для испытания валов на стадии производства (RU 2284495, МПК G01M 13/02, опубл. 27.09.2006), снабженное зубчатым зацеплением, включающим зубчатое колесо, имеющее на венце сектор в виде продольного паза на 1/n длины окружности зубчатого венца, выполненное с возможностью вхождения в зацепления с n-м количеством шестерен, жестко соединенных с активными захватами. Активные захваты установлены на подшипниковых узлах диска, который свободно проворачивается совместно с зубчатым колесом, испытуемыми деталями и диском с неподвижно закрепленными на нем пассивными захватами на определенный угол основным мотор-редуктором через электромагнитную муфту. Электромагнитная муфта управляется измерительно-командной аппаратурой, которая при совмещении продольного паза зубчатого колеса с прецизионным реверсным мотор-редуктором включает привод ввода в зацепление кулачка, с помощью которого измеряется площадь петли гистерезиса [1].
Недостатком известного устройства является низкая точность измерений вследствие неточности изготовления продольного паза и зубчатого колеса, а также ограниченность области применения испытаниями только деталей типа «вал».
Наиболее близкой по конструкции к заявленному техническому решению является измерительная установка (Домбровская, М.М. Жесткость штифтовых и шпоночных соединений вала и втулки), состоящая из приспособления с закрепленным образцом, съемного диска для создания нагрузочного момента грузами и автоколлиматора для регистрации угла поворота вала [2].
Недостатком данной конструкции является отсутствие блока автоматической регистрации результатов измерений и создания нагрузочного момента.
Основными техническими задачами, на решение которых направлена заявленная полезная модель, являются повышение точности измерения гистерезиса, а также расширение функциональных возможностей установки, за счет автоматизации регистрации результатов измерений и создания нагрузочного момента.
Указанные задачи решены за счет того, что установка для испытаний сборочных узлов, содержит приспособление с закрепленным в нем образцом, к образцу механически присоединен выходной вал шагового электродвигателя, а на образце установлен датчик угла поворота, подключенный к блоку управления, выполненному в виде счетчика-преобразователя импульсов, микропроцессорной системы и микроконтроллера. При этом выход датчика угла поворота подключен к счетчику-преобразователю импульсов, выход которого подключен к микропроцессорной системе, а ее выход является входом микроконтроллера, управляющий выход которого подключен к шаговому электродвигателю.
Угол поворота образца регистрируется датчиком угла поворота с точностью 20″, а компоненты блока управления обеспечивают в совокупности задание и изменение нагрузочного момента, а также регистрацию результатов эксперимента.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым указанной совокупностью конструктивных признаков установки, является повышение точности измерения гистерезиса прессовых штифтовых соединений и деталей типа «вал». Кроме этого в установке реализована возможность полной автоматизации эксперимента, включая задание нагружающего момента, регистрацию и обработку результатов измерений.
Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена структурная схема установки для испытания, на фиг. 2 - пример образца для испытаний.
Предлагаемая установка состоит из приспособления 1 с закрепленным в нем образцом 2, к которому механически присоединен выходной вал шагового электродвигателя 3. Также на образце 2 установлен датчик угла поворота 4, выход которого подключен к блоку управления 5. Блок управления 5 выполнен в виде счетчика-преобразователя импульсов 6, микропроцессорной системы 7 и микроконтроллера 8, при этом выход датчика угла поворота 4 подключен к счетчику импульсов 6, выход которого подключен к микропроцессорной системе 7, а ее выход является входом микроконтроллера 8. Управляющий выход микроконтроллера 8 подключен к шаговому двигателю 3. Образец для испытания прессового штифтового соединения состоит из выходного вала 9 шагового электродвигателя 3, торсиона 10, кольца 11 и штифта 12.
Микропроцессорная система 7 может быть выполнена на основе персонального компьютера, а микроконтроллер 8 может быть восьмиразрядным, содержащим широтно-импульсный модулятор для управления шаговым электродвигателем.
КР
КР
ТОР
КР
Предлагаемая установка работает следующим образом. Крутящий момент М задается блоком управления 5 посредством микропроцессорной системы 7, передающей значение крутящего момента микроконтроллеру 8, который формирует управляющую последовательность импульсов прямоугольной формы и обеспечивает требуемое вращение выходного вала шагового электродвигателя 3. С упомянутого вала крутящий момент Мпередается на образец 2, при этом угол его поворота φ регистрирует датчик угла поворота 4. Данные с датчика угла поворота 4 передаются в счетчик-преобразователь импульсов 6 и поступают на вход микропроцессорной системы 7. Измерения производятся при неподвижном вале 9 образца 2, при этом регистрируются данные о несимметричности угла поворота торсиона 10 при приложении крутящего момента М в обе стороны, также по данным эксперимента может быть определен гистерезис торсиона 10.
Список использованных источников:
1. Пат. 2284495 Российская Федерация, МПК G01M 13/02. Устройство для испытания валов на стадии изготовления / И.Ф. Дьяков, P.M. Садриев, A.M. Аманкулов; заявитель и правообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ульяновский государственный технический университет» (RU). №2004135423/28; заявл. 03.12.2004; опубл. 27.09.06, Бюл. №27. 8 с.; ил.
2. Домбровская, М.М. Жесткость штифтовых и шпоночных соединений вала и втулки [Текст] / Под ред. проф. Л.М. Гусева; М-во высш. и сред, спец. образования РСФСР. - Ленинград: Изд-во Ленингр. ун-та, 1973. - 112 с.: ил.