27.04.2013
216.012.3b3d

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ИЗДЕЛИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002480726
Дата охранного документа
27.04.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована для определения моментов инерции различных изделий, в том числе крупногабаритных и маложестких, имеющих ограничения на установку в наклонном положении, например крупногабаритных космических аппаратов. При реализации способа изделие устанавливают на платформу колебательного устройства и производят определение момента инерции изделия по периодам колебаний изделия относительно вертикальной продольной оси изделия. Для определения моментов инерции относительно наклонных осей производят поворот оси колебаний колебательного устройства без изменения вертикального положения изделия. Устройство содержит колебательную систему и узел поворота изделия относительно оси колебаний платформы. Дополнительно оно снабжено узлом поворота корпуса, угол поворота которого выбирается равным и противоположно направленным углу поворота оси планшайбы. Технический результат, достигаемый от реализации группы изобретений, заключается в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения определения моментов инерции крупногабаритных и маложестких изделий при обеспечении вертикального положения изделия, что практически исключает деформацию от наклона изделия и сопутствующие такой деформации погрешности измерений. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована для определения моментов инерции различных изделий, в том числе крупногабаритных и маложестких, имеющих ограничения на установку в наклонном положении, например крупногабаритных космических аппаратов.

Известен реализуемый устройством способ определения моментов инерции изделия, заключающийся в том, что изделие устанавливают на платформу колебательного устройства в вертикальном положении и производят измерение периода упругих крутильных колебаний изделия на платформе относительно вертикальной оси. Затем изменяют взаимное угловое положение изделия и оси колебаний и повторяют измерение периода свободных колебаний изделия на платформе. По периодам колебаний расчетным путем определяют моменты инерции изделия (см. патент РФ 2017103, кл. G01M 1/10, 1994 г., - наиболее близкий аналог для способа).

Недостатком известного способа является то, что при проведении измерений требуется наклонять изделие из вертикального положения для обеспечения изменения взаимного углового положения изделия и оси колебаний. При наклоне маложестких изделий под действием гравитационных сил происходит деформация формы изделий, приводящая к снижению точности определения действительных значений их моментов инерции.

Известно устройство, для определения момента инерции, содержащее корпус, размещенную в нем платформу с возможностью упругих крутильных колебаний относительно корпуса, связывающий корпус и платформу упругий элемент, например торсион. Для закрепления изделия в вертикальном положении устройство оснащено планшайбой, соединенной с платформой посредством узла поворота оси планшайбы относительно оси колебаний платформы (см. патент РФ 2017103, кл. G01M 1/10, 1994 г., - наиболее близкий аналог для устройства).

Недостатком известного устройства является то, что в нем не обеспечивается необходимая для маложестких изделий возможность сохранения вертикального положения изделия при различных угловых положениях оси колебаний относительно изделия.

Техническим результатом группы изобретений является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения определения моментов инерции крупногабаритных и маложестких изделий при обеспечении вертикального положения изделия, что практически исключает деформацию от наклона изделия и сопутствующие такой деформации погрешности измерений.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе, заключающемся в том, что изделие устанавливают на платформу колебательного устройства в вертикальном положении и производят измерение периода упругих крутильных колебаний изделия на платформе относительно вертикальной оси, затем измеряют взаимное угловое положение изделия и оси колебаний и повторяют измерение периода свободных колебаний изделия на платформе, по периодам колебаний расчетным путем определяют моменты инерции изделия, при этом изменение взаимного углового положения оси колебаний и изделия производят посредством поворота оси колебаний без изменения вертикального положения изделия.

Отличительным признаком предлагаемого способа от наиболее близкого аналога является операция изменения взаимного углового положения оси колебаний и изделия, которую производят не наклоном изделия, а посредством поворота оси колебаний без изменения вертикального положения изделия.

В устройстве, реализующем предлагаемое техническое решение, содержащем корпус, размещенную в нем платформу с возможностью упругих крутильных колебаний относительно корпуса, связывающий корпус и платформу упругий элемент, например торсион, планшайбу для закрепления изделия в вертикальном положении, соединенную с платформой посредством узла поворота оси планшайбы относительно оси колебаний платформы, имеется дополнительный узел поворота корпуса, угол поворота которого выбирается равным и противоположно направленным углу поворота оси планшайбы.

Отличительным признаком предлагаемого устройства от наиболее близкого аналога является то, что устройство дополнительно снабжено узлом поворота корпуса, угол поворота которого выбирается равным и противоположно направленным углу поворота оси планшайбы. Узел поворота оси планшайбы относительно оси колебаний платформы наклоняет изделие, а узел поворота корпуса компенсирует угол наклона изделия. В результате изделие остается в вертикальном положении.

При осуществлении способа на заявленном устройстве не требуется производить наклон изделия из вертикального положения для обеспечения изменения взаимного углового положения изделия и оси колебаний, который приводит к снижению точности определения действительных значений моментов инерции маложестких изделий из-за деформации их формы в наклонном положении под действием гравитационных сил.

Сущность заявленной группы изобретений поясняется графическими материалами, на которых:

на фиг.1 показано устройство при измерении периода колебаний относительно вертикальной оси;

на фиг.2 показано устройство при измерении периода колебаний относительно наклонной оси колебаний при вертикальном расположении изделия;

на фиг.3 проиллюстрирована геометрическая картина движения суммарного центра масс колеблющейся системы вокруг оси колебаний.

Устройство для определения моментов инерции изделия содержит корпус 1, размещенную в нем платформу 2 с возможностью упругих крутильных колебаний относительно корпуса, связывающий корпус и платформу упругий элемент 3 - торсион, планшайбу 4 для закрепления изделия 5 в вертикальном положении, соединенную с платформой посредством узла 6 поворота оси х (штрихпунктирная линия 7) планшайбы относительно оси (штрихпунктирная линия 8) колебаний платформы, и узел 9 поворота корпуса, компенсирующего угол наклона планшайбы.

Способ посредством представленного выше устройства осуществляется следующим образом. Изделие 5 устанавливают на платформу 4 в вертикальном положении и производят измерение периода упругих крутильных колебаний изделия на платформе относительно вертикальной оси 8. Возможность колебаний обеспечивается упругим элементом, связывающим корпус 1 и платформу 2, например торсионом 3. Для уменьшения трения между корпусом и платформой по патрубку 11 в карманы 12 нагнетается сжатый воздух для создания аэростатического подвеса платформы.

В начальном положении оси 7 и 8 могут совпадать, как показано на фиг.1. Затем с помощью узла 6 вращением изделия с планшайбой относительно оси 10 изменяют взаимное угловое положение изделия и оси колебаний 8. Оси 10 и 7 расположены под углом друг к другу, поэтому после поворота планшайбы с изделием на 180° вокруг оси 10 ось 7 планшайбы и ось 8 колебаний займут взаимное угловое положение, показанное на фиг.2. Одновременно с поворотом узла 6 с помощью узла поворота 9 производится компенсация наклона изделия поворотом корпуса 1 вокруг оси 13 на угол, при котором корпус наклоняется на угол, равный и противоположно направленный углу поворота оси 7 планшайбы относительно оси 8 колебаний. В результате ось 8 колебаний наклоняется, как показано на фиг.2, а изделие 5 остается в вертикальном положении. В этом положении измеряют период упругих крутильных колебаний изделия относительно наклонной оси 8.

Расчет моментов инерции производится следующим образом.

В начальном положении (фиг.1) колебания изделия с оснасткой происходят по закону унифиляра:

где Jизд - момент инерции изделия относительно вертикальной оси колебаний, Jо1 - момент инерции оснастки, колеблющейся вместе с изделием, φ - угловая координата отклонения унифиляра от среднего положения, коэффициент жесткости торсиона унифиляра.

Из уравнения (1) период Т1 крутильных колебаний равен:

откуда момент инерции изделия относительно вертикальной продольной оси равен:

На фиг.3 проиллюстрирована геометрическая картина движения суммарного центра масс (ЦМ) колеблющейся системы вокруг оси колебаний (оси х) в наклонном положении оси колебаний при вертикальном положении изделия (фиг.2), приведен вид вдоль оси колебаний на перпендикулярную оси х плоскость, в которой находится суммарный центр масс изделия и колеблющейся оснастки.

Малые колебания изделия с оснасткой происходят по закону:

где Jo2 - момент инерции оснастки, колеблющейся вместе с изделием в положении, показанном на фиг.2, р - суммарный вес изделия и колеблющейся вместе с ним оснастки, α - угол наклона оси колебаний, r - радиус окружности, по которой движется при колебаниях суммарный центр масс (центр тяжести) вокруг оси колебаний, β - угол между радиусом r и осью у системы координат платформы 2, φо - угол положения равновесия, при котором крутильный момент закрутки торсиона равен моменту, создаваемому приложенной к центру масс силой тяжести относительно наклонной оси колебаний. В состоянии покоя (в положении равновесия) выполняется равенство:

о=psinα·rcosβ.

Учитывая это равенство и то, что для малых колебаний sinφ≈φ, cosφ≈1, уравнение малых колебаний приведем к виду

Из уравнения (2) период Т малых колебаний равен

откуда момент инерции изделия относительно вертикальной продольной оси равен:

Таким образом, предлагаемый способ определения моментов инерции, в котором изменение взаимного углового положения оси колебаний и изделия производят посредством поворота оси колебаний без изменения вертикального положения изделия, позволяет измерять моменты инерции изделий относительно различных пространственных осей, не прибегая к наклону изделий, а предлагаемое устройство для определения моментов инерции изделий, дополнительно снабженное узлом поворота корпуса, угол поворота которого выбирается равным и противоположно направленным углу поворота оси планшайбы, позволяет осуществить предлагаемый способ.


СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ИЗДЕЛИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ИЗДЕЛИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ИЗДЕЛИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 23.
20.02.2013
№216.012.2650

Способ сферодинамической обработки инструмента для сферодвижной штамповки

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении штампового инструмента. Заготовку размещают в полости матрицы на сферодинамическом флуктуационном модуле с опорой на толкатель. Производят деформирование заготовки пуансоном и модулем,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475328
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c34

Устройство для определения массы и положения центра масс изделия

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для определения массы и координат центра масс преимущественно крупногабаритных изделий. Устройство для определения массы и положения центра масс изделия содержит стол с грузовыми площадками, имеющий центральную призматическую опору,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476843
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c3b

Способ контроля и диагностирования ракетного двигателя

Изобретение относится к способам функционального контроля и диагностирования состояния при испытаниях сложных пневмогидравлических объектов, например ракетных двигателей. Способ контроля и диагностирования ракетного двигателя заключается в циклическом измерении контролируемых параметров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476850
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.06.2013
№216.012.4dac

Способ определения массы и положения центра масс изделия и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к машиностроению, а именно к устройствам и способам определения координат центра масс преимущественно крупногабаритных изделий. Устройство содержит переходник для установки изделия, шарнирно соединенный с тремя опорами, две из которых снабжены силоизмерительными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485466
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.02.2014
№216.012.9f8c

Устройство для измерения момента инерции изделия

Изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию для определения моментов инерции изделий. Устройство содержит подвижную часть, имеющую возможность колебаний вокруг оси, неподвижной относительно основания, например, под действием упругих элементов или сил гравитации, эталонное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506552
Дата охранного документа: 10.02.2014
27.01.2015
№216.013.20aa

Способ вертикальной динамической балансировки изделия и устройство для его осуществления

Заявленные изобретения относятся к машиностроению и могут использоваться для динамической балансировки различных изделий. Способ заключается в том, что изделие приводят во вращение на платформе, установленной на центральной шарнирной опоре на вращающемся столе, и измеряют динамические реакции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539810
Дата охранного документа: 27.01.2015
27.01.2015
№216.013.20ac

Способ измерения момента инерции

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к способам измерения моментов инерции, и может быть использовано для измерения моментов инерции различных изделий. Способ заключается в том, что изделие закрепляют на платформе колебательного устройства, приводят в колебательное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539812
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.04.2016
№216.015.2cd8

Способ определения статического дисбаланса ротора на балансировочных ножах

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам определения статического дисбаланса ротора на балансировочных ножах, и может быть использовано для статической балансировки различных роторов. Заявленный способ определения статического дисбаланса ротора на балансировочных ножах, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579830
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2e4d

Способ определения массы и положения центра масс изделия и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к машиностроению, а именно к способам и устройствам определения координат центра масс преимущественно крупногабаритных изделий. Способ заключается в том, что изделие устанавливают на переходник, шарнирно установленный на трех опорах, и уравновешивают изделие с переходником...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579827
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.02.2019
№219.016.c32a

Установка для электронно-лучевой сварки

Изобретение относится к оборудованию для сборки и электронно-лучевой сварки кольцевых стыков крупногабаритных обечаек из алюминиевых сплавов с локальным вакуумированием зоны сварки и может быть использовано в космической, авиационной, транспортной, химической отраслях промышленности. Установка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002405664
Дата охранного документа: 10.12.2010
Показаны записи 1-10 из 10.
20.02.2013
№216.012.2650

Способ сферодинамической обработки инструмента для сферодвижной штамповки

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении штампового инструмента. Заготовку размещают в полости матрицы на сферодинамическом флуктуационном модуле с опорой на толкатель. Производят деформирование заготовки пуансоном и модулем,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475328
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c34

Устройство для определения массы и положения центра масс изделия

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для определения массы и координат центра масс преимущественно крупногабаритных изделий. Устройство для определения массы и положения центра масс изделия содержит стол с грузовыми площадками, имеющий центральную призматическую опору,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476843
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c3b

Способ контроля и диагностирования ракетного двигателя

Изобретение относится к способам функционального контроля и диагностирования состояния при испытаниях сложных пневмогидравлических объектов, например ракетных двигателей. Способ контроля и диагностирования ракетного двигателя заключается в циклическом измерении контролируемых параметров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476850
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.06.2013
№216.012.4dac

Способ определения массы и положения центра масс изделия и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к машиностроению, а именно к устройствам и способам определения координат центра масс преимущественно крупногабаритных изделий. Устройство содержит переходник для установки изделия, шарнирно соединенный с тремя опорами, две из которых снабжены силоизмерительными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485466
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.02.2014
№216.012.9f8c

Устройство для измерения момента инерции изделия

Изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию для определения моментов инерции изделий. Устройство содержит подвижную часть, имеющую возможность колебаний вокруг оси, неподвижной относительно основания, например, под действием упругих элементов или сил гравитации, эталонное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506552
Дата охранного документа: 10.02.2014
27.01.2015
№216.013.20aa

Способ вертикальной динамической балансировки изделия и устройство для его осуществления

Заявленные изобретения относятся к машиностроению и могут использоваться для динамической балансировки различных изделий. Способ заключается в том, что изделие приводят во вращение на платформе, установленной на центральной шарнирной опоре на вращающемся столе, и измеряют динамические реакции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539810
Дата охранного документа: 27.01.2015
27.01.2015
№216.013.20ac

Способ измерения момента инерции

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к способам измерения моментов инерции, и может быть использовано для измерения моментов инерции различных изделий. Способ заключается в том, что изделие закрепляют на платформе колебательного устройства, приводят в колебательное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539812
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.04.2016
№216.015.2cd8

Способ определения статического дисбаланса ротора на балансировочных ножах

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам определения статического дисбаланса ротора на балансировочных ножах, и может быть использовано для статической балансировки различных роторов. Заявленный способ определения статического дисбаланса ротора на балансировочных ножах, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579830
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2e4d

Способ определения массы и положения центра масс изделия и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к машиностроению, а именно к способам и устройствам определения координат центра масс преимущественно крупногабаритных изделий. Способ заключается в том, что изделие устанавливают на переходник, шарнирно установленный на трех опорах, и уравновешивают изделие с переходником...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579827
Дата охранного документа: 10.04.2016
09.05.2019
№219.017.4f1b

Устройство для определения массы и положения центра масс изделия

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для определения координат центра масс преимущественно крупногабаритных изделий. Устройство для определения массы и положения центра масс изделия содержит опоры, одна из которых неподвижна, а вторая имеет подвижную часть, имеющую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458328
Дата охранного документа: 10.08.2012

Похожие РИД в системе