27.01.2015
216.013.20ac

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002539812
Дата охранного документа
27.01.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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 движение и измеряют период и амплитуду колебаний. При этом амплитуду колебаний поддерживают постоянной путем компенсации ее уменьшения закруткой упругого элемента на угол, равный разности начального значения и следующих измеренных значений амплитуды колебаний. Компенсирующую закрутку производят с помощью привода, установленного между корпусом и упругим элементом. Технический результат заключается в повышении точности измерений и упрощении реализации способа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам измерения моментов инерции, и может быть использовано для измерения моментов инерции различных изделий.

Известен способ измерения моментов инерции изделий методом упругих крутильных колебаний, заключающийся в том, что изделие закрепляют на платформе колебательного устройства, приводят его в колебательное движение и измеряют период колебаний (см. Гернет М.М., Ратобыльский В.Ф. Определение моментов инерции. - М.: Машиностроение, 1969 г., стр.67-69).

Недостатком этого известного способа является сравнительно низкая точность измерения, обусловленная тем, что при реализации способа не учитывается анизохронность колебаний, что приводит к погрешности от допущения о независимости периода колебаний от амплитуды, которая в процессе измерений уменьшается из-за наличия внутреннего трения в материале упругого элемента.

Более точным является способ измерения момента инерции изделия методом упругих крутильных колебаний, описанный в вышеуказанном источнике информации на стр.84-85 (прототип) приведенной выше книги, заключающийся в том, что изделие закрепляют на платформе колебательного устройства, приводят в колебательное движение и измеряют периоды и амплитуды колебаний.

При использовании этого известного способа, являющегося наиболее близким аналогом предлагаемому техническому решению, в процессе затухающих колебаний от некоторой произвольной, но зафиксированной начальной амплитуды Ф0 измеряют времена t1 и t2, а также амплитуды Ф1 и Ф2 для некоторых чисел колебаний z1 и z2. Затем вычисляют коэффициент анизохронности q:

q=(z2t1-z1t2)/[t2ln(Ф01)-t1ln(Ф02)].

Период собственных колебаний, используемый для расчета момента инерции изделия, определяется по формуле:

T=t2/[z2+q·ln(Ф02)].

Недостатком описанного способа является недостаточно полный учет погрешностей от анизохронности колебаний, так как он предполагает неизменность коэффициента анизохронности в пределах изменения амплитуды от Ф0 до Ф1 и от Ф0 до Ф2. Поэтому используемый для расчета момента инерции изделия период колебаний будет содержать погрешность от неполного учета анизохронности крутильных колебаний.

Другим недостатком прототипа является сравнительная сложность, связанная с необходимостью повторных измерений времени с измененным числом колебаний.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности измерения момента инерции изделий и упрощение его реализации.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе измерения момента инерции, заключающемся в том, что изделие закрепляют на платформе колебательного устройства, закруткой торсиона приводят устройство в колебательное движение, в процессе которого измеряют период и амплитуду колебаний, по которым проводят расчет момента инерции изделия, новым является то, что в процессе измерения периода и амплитуды колебаний, амплитуду колебаний поддерживают постоянной путем компенсации ее уменьшения компенсирующей закруткой торсиона на угол, равный разности начального значения и измеренных значений амплитуды колебаний, причем компенсирующую закрутку производят с помощью привода, установленного на корпусе и связанного с торсионом.

Отличительными признаками предлагаемого способа от прототипа являются дополнительные операции, заключающиеся в том, что амплитуду колебаний поддерживают постоянной путем компенсации уменьшения амплитуды, происходящего под действием сил трения, закруткой упругого элемента на угол, равный разности начального значения и следующих измеренных значений амплитуды колебаний, а компенсирующую закрутку производят с помощью привода, установленного между корпусом и упругим элементом.

Благодаря наличию этих отличительных признаков предлагаемый способ обладает сравнительно большей точностью и простотой в осуществлении.

Заявленный способ иллюстрируется, графическими материалами, на которых:

- на фиг.1 представлено устройство, реализующее способ;

- на фиг.2 показан график, иллюстрирующий принцип поддержания постоянной амплитуды колебаний при осуществлении предлагаемого способа.

Устройство, реализующее заявленный способ, содержит установленный на корпусе 1 аэростатический радиально-упорный подшипник 2, верхняя подвижная часть которого является платформой 3 для установки изделия 4. При работающем аэростатическом подшипнике платформа 3 имеет возможность совершать на воздушной подушке с незначительным трением крутильные колебания вокруг оси 5 за счет упругости торсиона 6, который сверху соединен через муфту 7 с валом 8 платформы 3 аэростатического подшипника. Преобразователь 9 угловых перемещений статором закреплен на корпусе 1. Полый ротор преобразователя 9 прикреплен с помощью встроенной полой муфты к валу 8. Преобразователь 9 угловых перемещений служит для измерения амплитуды колебаний и для выдачи сигналов при прохождении колеблющейся системы через положение равновесия, по которым измеряются периоды колебаний. Преобразователь 9 электрически связан с блоком управления 10 для передачи информации об угловых параметрах колебаний. По сигналам с преобразователя 9 блок управления 10 рассчитывает параметры работы привода 11, соединенного с торсионом 6 с помощью муфты 12. Привод 11 производит закрутку торсиона на рассчитанный угол в заданном направлении.

Заявленный способ реализуют следующим образом.

Изделие 4 закрепляют на платформе 3, приводят аэростатический подшипник 2 в рабочее состояние подачей в него сжатого воздуха, при неподвижном равновесном положении платформы с изделием на аэростатическом подшипнике обнуляют показание преобразователя 9, поворачивают платформу с изделием от нулевого положения на угол Фо и отпускают. При этом платформа с изделием приходит в колебательное движение за счет упругости торсиона 6. График, иллюстрирующий зависимость изменения фазы φ колебаний от времени, приведен на фиг.2. В начальный момент времени амплитуда равна Фо. После отклонения подвижной системы в противоположную сторону от положения равновесия амплитуда колебаний в результате действия внутреннего трения в материале торсиона уменьшится на величину ΔФ. Величина ΔФ запоминается процессором блока управления 10 в момент смены направления изменения текущей амплитуды. В этот же момент блок управления 10 подает сигнал на привод 11, который производит компенсирующую закрутку торсиона на угол ΔФ, компенсирующую потерю потенциальной энергии колебательной системы на трение. В результате закрутки положение равновесия колебательной системы сместится на угол ΔФ, и относительного нового положения равновесия амплитуда станет равной начальному значению Фо. Закрутка производится в короткое время, практически в момент перевалки колебательной системы через максимум амплитуды, например, для периода колебаний, равного 1 с, время закрутки не превышает 0,01 с, за это время амплитуда изменяется не более чем на 0,2%.

Колебательная система, перейдя через новое положение равновесия, вернется в свое начальное положение относительно корпуса. В момент перевалки колебательной системы через максимум амплитуды, блок управления 10 подает сигнал на привод 11, который производит закрутку торсиона на угол ΔФ в обратном направлении и возвращает положение равновесия колебательной системы в исходное положение, при котором значение амплитуды становится равным начальному значению Фо. С этого момента приведенный цикл одного полного колебания с компенсационными закрутками повторяется необходимое количество раз для набора статистики измерений среднего периода колебаний. Колебания становятся незатухающими. Период колебаний определяется как временной интервал между двумя прохождениями колебательной системой одинаковых фаз колебаний, например прохождений нулевого значения показаний преобразователя 9.

В результате использования предлагаемого способа незатухающие колебания изделия с платформой эквивалентны колебаниям консервативной системы с некоторой неизменной жесткостью с (Фо) упругого элемента, соответствующей определенной амплитуде Фо колебаний. Для расчета момента инерции предлагаемым способом можно воспользоваться, например, методом использования эталонного тела, приведенным на стр.71 и 72 (пункт 3) в книге: Гернет М.М., Ратобыльский В.Ф. Определение моментов инерции. - М.: Машиностроение, 1969. Для этого при одной и той же амплитуде Фо измеряют периоды колебаний: пустой платформы - Tо, платформы с эталонным телом - Tэ и платформы с изделием - Tи, и подставляют в уравнения:

;

;

,

откуда момент инерции изделия равен:

.

Таким образом, предлагаемый способ измерения момента инерции изделия с использованием упругих крутильных колебаний обладает большей точностью за счет уменьшения влияния нелинейности колебательной системы путем поддержания амплитуды колебаний постоянной компенсацией уменьшения амплитуды, происходящего под действием сил трения, закруткой упругого элемента на угол, равный разности начального значения и следующих измеренных значений амплитуды колебаний, а компенсирующую закрутку производят с помощью привода, установленного между корпусом и упругим элементом. Кроме того, способ обладает меньшей сложностью, так как для учета нелинейности не требуется повторных измерений времен, начальных и конечных амплитуд различных чисел колебаний.


СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 49.
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
27.04.2013
№216.012.3b3d

Способ определения моментов инерции изделия и устройство для его осуществления

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480726
Дата охранного документа: 27.04.2013
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
27.11.2013
№216.012.85b4

Способ регулирования режима работы жидкостной ракетной двигательной установки

Изобретение относится к области ракетной техники и предназначено для регулирования режима работы жидкостной ракетной двигательной установки. Способ регулирования режима работы жидкостной ракетной двигательной установки заключается в изменении проходного сечения органа, регулирующего расход газа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499906
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.8602

Устройство для измерения вращающего момента

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения вращающих моментов на валу электродвигателей, преимущественно не допускающих дополнительного воздействия во время работы на вращающуюся часть, например электродвигателей гироскопов. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499984
Дата охранного документа: 27.11.2013
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
27.02.2014
№216.012.a5ea

Установка гидроабразивной резки

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для гидроабразивной резки листовых материалов. Установка содержит основание с продольными направляющими, на которых с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен портал с поперечными направляющими. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508189
Дата охранного документа: 27.02.2014
27.03.2014
№216.012.ae31

Пресс-форма для прессования брикетов из порошкообразного материала

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к оборудованию для компактирования прессованием порошкообразных материалов. Может использоваться для получения брикетов из мелкодисперсных порошков, вводимых в расплавы металлов в качестве легирующих добавок. Пресс-форма содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510308
Дата охранного документа: 27.03.2014
27.03.2014
№216.012.aea9

Электродуговой испаритель металлов и сплавов

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электродуговому испарителю металлов и сплавов, и может найти применение при нанесении защитных и упрочняющих покрытий на изделия. Электродуговой испаритель содержит протяженный цилиндрический охлаждаемый катод, анод, поджигающий и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510428
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.05.2014
№216.012.c0c9

Полуавтоматический балансировочный станок

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано для выполнения прецизионной динамической балансировки роторов гироскопов. Устройство содержит измерительную систему, приспособление для установки балансируемого изделия и датчик контрастной метки, размещенные на основании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515102
Дата охранного документа: 10.05.2014
Показаны записи 1-10 из 42.
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
27.04.2013
№216.012.3b3d

Способ определения моментов инерции изделия и устройство для его осуществления

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480726
Дата охранного документа: 27.04.2013
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
27.11.2013
№216.012.85b4

Способ регулирования режима работы жидкостной ракетной двигательной установки

Изобретение относится к области ракетной техники и предназначено для регулирования режима работы жидкостной ракетной двигательной установки. Способ регулирования режима работы жидкостной ракетной двигательной установки заключается в изменении проходного сечения органа, регулирующего расход газа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499906
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.8602

Устройство для измерения вращающего момента

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения вращающих моментов на валу электродвигателей, преимущественно не допускающих дополнительного воздействия во время работы на вращающуюся часть, например электродвигателей гироскопов. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499984
Дата охранного документа: 27.11.2013
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
27.02.2014
№216.012.a5ea

Установка гидроабразивной резки

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для гидроабразивной резки листовых материалов. Установка содержит основание с продольными направляющими, на которых с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен портал с поперечными направляющими. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508189
Дата охранного документа: 27.02.2014
27.03.2014
№216.012.ae31

Пресс-форма для прессования брикетов из порошкообразного материала

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к оборудованию для компактирования прессованием порошкообразных материалов. Может использоваться для получения брикетов из мелкодисперсных порошков, вводимых в расплавы металлов в качестве легирующих добавок. Пресс-форма содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510308
Дата охранного документа: 27.03.2014
27.03.2014
№216.012.aea9

Электродуговой испаритель металлов и сплавов

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электродуговому испарителю металлов и сплавов, и может найти применение при нанесении защитных и упрочняющих покрытий на изделия. Электродуговой испаритель содержит протяженный цилиндрический охлаждаемый катод, анод, поджигающий и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510428
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.05.2014
№216.012.c0c9

Полуавтоматический балансировочный станок

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано для выполнения прецизионной динамической балансировки роторов гироскопов. Устройство содержит измерительную систему, приспособление для установки балансируемого изделия и датчик контрастной метки, размещенные на основании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515102
Дата охранного документа: 10.05.2014

Похожие РИД в системе