подвижная система электромеханического прибора
Классы МПК: | G01R1/00 Элементы конструкции и вспомогательные устройства для приборов, отнесенных к группам 5/00 G01R5/04 с магнитом, расположенным вне катушки или рамки |
Автор(ы): | Белый Д.М. |
Патентообладатель(и): | Ульяновский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-01-27 публикация патента:
20.01.2000 |
Изобретение может быть использовано в измерительной технике при производстве щитовых электромеханических приборов. Подвижная система содержит балансировочный узел в виде плоского уса с установленной на его поверхности плоской шайбой, при этом шайба выполнена в виде постоянного магнита круглой формы, а размещенный под шайбой участок поверхности плоского уса, выполненного из ферромагнитного материала, имеет меньший коэффициент трения скольжения по сравнению с остальной, обращенной к шайбе, поверхностью плоского уса. Техническим результатом является повышение конструктивных и технологических характеристик. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Подвижная система электромеханического прибора, содержащая балансировочный узел в виде плоского уса с установленной на его поверхности плоской шайбой, отличающаяся тем, что шайба выполнена в виде постоянного магнита круглой формы, а размещенный под шайбой участок поверхности плоского уса, выполненного из ферромагнитного материала, имеет меньший коэффициент трения скольжения по сравнению с остальной, обращенной к шайбе, поверхностью плоского уса.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в производстве щитовых электромеханических приборов. Известны подвижные системы электроизмерительных приборов, в которых балансировочный узел выполнен либо в виде уса, на котором расположена с возможностью перемещения витая спираль [1], либо в виде двух взаимно перпендикулярных резьбовых усов и системы противовесов, расположенных на усах с возможностью перемещения [2]. Недостатком данных устройств является низкая точность, что вызвано погрешностью ручной балансировки, а также низкая технологичность вследствие необходимости многократного повторения операций по перемещению противовесов и контролю неуравновешенности. Известны подвижные системы магнитоэлектрического прибора, имеющие на балансировочном усе полусферическое углубление, заполненное затвердевающей жидкостью [3, 4]. Однако процесс балансировки данных подвижных систем, включающий сообщение прибору возвратно-поступательных колебаний, фиксацию величины дебаланса и его устранение поворотом прибора относительно различных осей, чрезвычайно трудоемок и требует применения сложных устройств, вследствие чего не нашел промышленного применения. Кроме того, после балансировки жидкость до застывания находится в неустойчивом безразличном состоянии и малейшее ее смещение в процессе застывания резко уменьшает точность балансировки. Это обстоятельство кроме того обуславливает низкую надежность данной подвижной системы. Известны также подвижные системы электроизмерительных приборов, в которых балансировочный узел выполнен либо в виде двух балансировочных усов с противовесами, имеющих возможность автоматического поворота вокруг оси подвижной системы [5] , либо в виде плоской эллиптической шайбы с клеевой прослойкой и с продольным сквозным отверстием, установленной на поверхности плоского уса и надетой отверстием на закрепленный на усе стержень [6]. Данные подвижные системы позволяют полностью автоматизировать процесс балансировки. Однако они не дают возможности добиться высокой точности балансировки, что обусловлено целым рядом факторов. Во-первых, подвижные элементы балансировочного узла имеют две степени свободы /в конструкции [5] - два подвижных элемента - вращающихся уса - с одной степенью свободы у каждого, в конструкции [6] - один подвижный элемент - эллиптическая шайба - с двумя степенями свободы/, поэтому в процессе балансировки подвижные элементы не могут получать любые независимые друг от друга перемещения в поперечной плоскости; во-вторых, отсутствие при смещении подвижных элементов восстанавливающих сил может привести к проскакиванию элементов при возмущениях оптимального для уравновешивания положения, причем больше к этому положению в процессе балансировки подвижные элементы уже не вернутся. Кроме того, из-за отсутствия восстанавливающих сил балансировка не может быть проведена с заранее заданной степенью точности; в третьих - при достижении требуемой уравновешенности подвижные элементы балансировочного узла ничем не закрепощены до застывания фиксирующего материала, что может вызвать их смещение с нарушением уравновешенности и резко усложняет процесс сушки. Последний факт может при неблагоприятном стечении обстоятельств привести к потере подвижными элементами балансировочного узла своего устойчивого состояния и, соответственно, к неработоспособности прибора, что резко снижает надежность известных подвижных систем. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемым результатам к данному изобретению является подвижная система, содержащая балансировочный узел, выполненный в виде плоской эллиптической шайбы с клеевой прослойкой и продольным сквозным отверстием, установленной на поверхности плоского уса и надетой отверстием на закрепленный на усе стержень [6]. Однако данная конструкция не позволяет достичь высокой точности балансировки подвижной системы и надежности устройства. Цель изобретения - повышение точности балансировки и надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в известной подвижной системе, содержащей балансировочный узел в виде плоского уса с установленной на его поверхности плоской шайбой, шайба выполнена в виде постоянного магнита круглой формы, а размещенный под шайбой участок поверхности плоского уса, выполненного из ферромагнитного материала, имеет меньший коэффициент трения скольжения по сравнению с остальной, обращенной к шайбе поверхности плоского уса. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображена предлагаемая подвижная система, общий вид; на фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1. Предлагаемая подвижная система включает подвижную рамку 1, на верхней стороне которой установлен держатель 2 стрелки со стрелкой 3 и плоским усом 4. На верхней плоскости уса 4 установлен противовес 5, имеющий форму плоской круглой шайбы, выполненной в виде постоянного магнита. При этом плоский ус 4 выполнен из ферромагнитного материала, а размещенный под шайбой 5 участок 6 поверхности уса 4 имеет меньший коэффициент трения скольжения по сравнению с остальной, обращенной к шайбе 5 поверхностью 7 плоского уса 4. Устройство работает следующим образом. Перед началом балансировки шайба 5 установлена на круглом участке поверхности 6 плоского уса 4 с меньшим коэффициентом трения и удерживается на усе силами магнитного взаимодействия /притяжения/. При возбуждении поперечных колебаний подвижной системы, например вдоль оси X, вследствие неуравновешенности подвижная система начинает совершать связанные колебания в поперечной плоскости. Под действием возникающих при этих колебаниях инерционных сил шайба 5, преодолевая силы трения, возникающие вследствие ее магнитного взаимодействия с усом 4, смещается относительно уса 4 в кратчайшем радиальном направлении, устраняя тем самым неуравновешенность подвижной системы, то есть реализуя эффект самобалансировки динамической системы. При этом малейшие смещения шайбы 5 в любом из радиальных направлений из начального положения вызывает увеличение силы трения скольжения. Эта сила пропорциональна смещению, так как при радиальном смещении все большая площадь шайбы 5 выходит за поверхность 6 и вступает в контакт с поверхностью 7 уса 4 с большим коэффициентом трения, и играет роль восстанавливающей силы. При достаточной интенсивности возмущения и соответственно инерционных сил смещение шайбы 5 будет происходить до полного уравновешивания подвижной системы. Причем во все время балансировки шайба 5 находится в притянутом к усу 4 состоянии. Поэтому для более надежной фиксации шайбы 5 в конечном положении достаточно перед балансировкой на торец шайбы 5 вблизи уса 4 нанести мазок краски. Остановимся более подробно на достоинствах предложенной подвижной системы по сравнению с прототипом [6]. Пусть, например, центр масс подвижной системы находится в точке M, а![подвижная система электромеханического прибора, патент № 2144677](/images/patents/327/2144677/2144677-2t.gif)
![подвижная система электромеханического прибора, патент № 2144677](/images/patents/327/2144003/981.gif)
![подвижная система электромеханического прибора, патент № 2144677](/images/patents/327/2144677/2144677-3t.gif)
![подвижная система электромеханического прибора, патент № 2144677](/images/patents/327/2144677/2144677-4t.gif)
![подвижная система электромеханического прибора, патент № 2144677](/images/patents/327/2144677/2144677-5t.gif)
1. Власов М.Ф. и др. Сборка и регулировка электроизмерительных приборов, М., Госэнергоиздат, 1963, с. 146. 2. Алукер Ш.М. Электрические измерения, М., 1966, с. 65. 3. А.с. СССР N 1216691, G 01 M 1/38, опублик. 1986. 4. А.с. СССР N 1226315, G 01 R 1/00, опублик. 1986. 5. А.с. СССР N 1677646, G 01 R 5/02, опублик. 1989. 6. А.с. СССР N 1033972, G 01 R 1/00, опублик. 1983 /прототип/.
Класс G01R1/00 Элементы конструкции и вспомогательные устройства для приборов, отнесенных к группам 5/00
Класс G01R5/04 с магнитом, расположенным вне катушки или рамки