УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ОБЪЕКТОВ

Полезная модель относится к измерительной технике, и может быть использована в машиностроении и других отраслях народного хозяйства для определения моментов инерции различных объектов, например, сельскохозяйственных машин.
Известно устройство для измерения моментов инерции транспортных машин, содержащее основание, размещенную на нем грузовую платформу, предназначенную для установки машины, упругие элементы, связывающие основание и платформу, и опорные элементы, размещенные между основанием и платформой, которое с целью повышения точности измерений снабжено нагружающим узлом и измерителем нагрузки (а.с. СССР №1185138, МПК G 01 M 1/10, опубл. 15.10.85 г.)
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является стенд для определения моментов инерции и координат центра масс изделий, содержащий основание, грузовую платформу для крепления изделия, установленную на основании посредством упругих опор, подъемник, выполненный в виде домкратов, установленных на основании между опорами, промежуточную платформу, установленную на домкратах с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости установки домкратов, и две опорные призмы, закрепленные на промежуточной платформе симметрично ее оси вращения, две пары опорных подушек, расположенных на грузовой платформе в двух взаимно перпендикулярных плоскостях симметрично оси вращения промежуточной платформы, шарнирно закрепленный на грузовой платформе торсион, кинематически связанный с домкратами, и узел блокировки упругих опор (а.с. СССР №1097899, МПК G 01 M 1/10, опубл. 15.06.84 г.).
Данный стенд позволяет определять моменты инерции относительно трех координатных осей, однако стенд имеет сложную и тяжелую конструкцию, а определение момента инерции относительно оси ОХ связано со сложным разворотом промежуточной платформы на 90 градусов. Кроме того, стенд не позволяет определять моменты инерции при наклоне объекта.
Задачей полезной модели является упрощение и облегчение конструкции устройства, а также расширение функциональных возможностей.
Указанный результат достигается устройством для определения моментов инерции различных объектов, содержащим основание, грузовую платформу для установки исследуемого объекта и промежуточную платформу, расположенную между основанием и грузовой платформой, в котором грузовая платформа выполнена в виде рамы, в центре которой расположен круг, образованный двумя концентрическими кольцами - наружным и внутренним, причем наружное кольцо жестко закреплено к раме, а на внутреннем кольце жестко закреплена площадка для установки исследуемого объекта, причем внутреннее кольцо установлено с возможностью перемещения относительно наружного и с возможностью угловых колебаний относительно оси OZ, а промежуточная платформа также выполнена в виде рамы, которая соединена с рамой грузовой платформы с одной стороны посредством пружины, а с другой стороны посредством шарнирных опор, и установлена на основании с возможностью наклона, который обеспечивается закрепленными по ее углам шарнирами и гидроцилиндрами.
На чертеже изображен общий вид устройства для определения моментов инерции различных объектов.
Устройство содержит основание 1, грузовую платформу 2, в средней части которой расположен круг, образованный двумя концентрическими кольцами - наружным 3 и внутренним 4, причем наружное кольцо жестко закреплено к раме грузовой платформы, а на внутреннем кольце жестко
закреплена площадка 5, предназначенная для установки на ней исследуемого объекта 6. Между основанием и грузовой платформой расположена промежуточная платформа в виде рамы 7, связанная с рамой грузовой платформы посредством шарнирно закрепленных опор 8 и пружины 9, а с основанием посредством шарниров 10 и гидроцилиндров 11, обеспечивающих наклон промежуточной платформы.
Для колебаний исследуемого объекта относительно координатной оси OZ предназначена пружина 12, закрепленная с одной стороны к наружному кольцу 3 поворотного круга, а с другой стороны к внутреннему кольцу 4. Для сжатия (растяжения) пружины 12 используется приспособление 13, также с одной стороны закрепленное к наружному кольцу поворотного круга, а с другой - к внутреннему кольцу. Для измерения колебаний относительно координатной оси OZ используется датчик перемещений 14, закрепленный к концам пружины 12.
Для колебаний исследуемого тела относительно координатных осей ОХ и ОУ предназначена пружина 9, для сжатия (растяжения) которой используется приспособление 15, с одной стороны закрепленное к раме грузовой платформы 2, а с другой - к раме промежуточной платформы 7. Для измерения колебаний относительно координатных осей ОХ и OY используется датчик перемещения 16.
Устройство работает следующим образом.
Исследуемый объект 6 закрепляют на площадке 5, причем центр тяжести исследуемого объекта и центр вращения внутреннего кольца 4 круга совмещены и совпадают с центром координатных осей. Используя приспособление 13, сжимают (растягивают) пружину 12 и фиксируют ее в этом положении. После снятия фиксатора (не показан) площадка 5 с исследуемым объектом начинает совершать угловые колебания вокруг оси OZ, амплитуда которых измеряется датчиком перемещения 14 и регистрируется с помощью специальной аппаратуры (не показана) в виде графика угла отклонения площадки 5 относительно оси OZ, по которому
затем определяют период колебаний Т. Пользуясь известными соотношениями (Гернет М.М., Ратобыльский В.Ф. «Определение моментов инерции» - М: Машиностроение, 1969 г. - стр.177), определяют момент инерции Jz относительно оси OZ.
Чтобы определить момент инерции Jx относительно продольной оси ОХ, с помощью приспособления 15 сжимают (растягивают) пружину 9 и фиксируют ее в этом положении. После снятия фиксатора грузовая платформа 2 с исследуемым объектом 6 начинает совершать угловые колебания относительно оси ОХ на шарнирах опоры 8, расположенных на расстоянии L от центра тяжести исследуемого объекта. Амплитуда колебаний измеряется датчиком перемещения 16 и регистрируется специальной аппаратурой (не показано), после чего аналогично предыдущему определяют момент инерции Jx.
Для определения момента инерции Jy относительно оси OY исследуемый объект необходимо повернуть на 90 град. относительно оси OZ по часовой или против часовой стрелки. После этого исследуемый объект жестко крепят на площадке 5, совмещая центр тяжести объекта и центр вращения поворотного круга по оси OZ. Повторяя операции, указанные при определении момента инерции Jx, определяют момент инерции Jy относительно поперечной оси OY. Для определения моментов инерции при наклонном положении объекта используется возможность наклона промежуточной платформы.
Таким образом, предложенное устройство позволяет с помощью простой и удобной в использовании конструкции определять моменты инерции исследуемого объекта по трем координатным осям.