Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Февраля 2015 в 14:33, реферат
Целью и задачей настоящей работы является изучение процесса статического уравновешивания. Известно, что с развитием научно технического прогресса, скорости вращения деталей машин возросли до нескольких десятков а в некоторых условиях сотен тысяч оборотов в мин. При таких скоростях даже незначительная неуравновешенная масса может привести к выходу из строя и даже аварии механизма или аппарата. Но здесь идет речь уже о динамической балансировке. Как промежуточная стадия динамической балансировки является статическая.
f0 = 0,94 Ö Eh3 / 12R4 m0 (1 - h2)
 íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ è êèíåìàòè÷åñêóþ ñõåìó ïðåîáðàçîâàòåëÿ äàâëåíèÿ ââîäèòñÿ åùå îäèí óïðóãèé ýëåìåíò, íàïðèìåð âòîðàÿ ìåìáðàíà èëè êîíñîëüíàÿ áàëêà (ðèñ.13), íà êîòîðîì ðàñïîëàãàåòñÿ òåíçî÷óâñòâèòåëüíûé ýëåìåíò.
à)
Ðèñ.13 Ïðèìåíåíèå âòîðîãî óïðóãîãî ýëåìåíòà
Ïîäîáíîå êîíñòðóêòèâíîå ðåøåíèå ÿâëÿåòñÿ ðàöèîíàëüíûì ïðè áûñòðîïåðåìåííûõ íàãðåâàõ ìåìáðàíû, êîãäà íå óäàåòñÿ îáåñïå÷èòü õîðîøóþ òåðìîêîìïåíñàöèþ ïðè ðàñïîëîæåíèè ðàáî÷åãî è êîìïåíñàöèîííîãî òåíçîðåçèñòîðîâ íà ñàìîé ìåìáðàíå.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòè òàêîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ íàõîäèòñÿ ñèëà F , ïåðåäàâàåìàÿ îò íàðóæíîé ìåìáðàíû ê âíóòðåííåìó óïðóãîìó ýëåìåíòó. Ýòà ñèëà ìîæåò áûòü íàéäåíà èç óñëîâèÿ ðàâåíñòâà ïðîãèáîâ ìåìáðàíû è äîïîëíèòåëüíîãî óïðóãîãî ýëåìåíòà.
Åñëè â êà÷åñòâå äîïîëíèòåëüíîãî óïðóãîãî ýëåìåíòà èñïîëüçóåòñÿ òàêæå ìåìáðàíà, òî âûðàæåíèå äëÿ äåôîðìàöèé â ðàäèàëüíîì è òàíãåíöèàëüíîì ñå÷åíèÿõ ýòîé ìåìáðàíû â òî÷êå ñ ðàäèóñîì r èìåþò âèä:
er = (3F / 2pt2 ) [(1-m2) (ln R/r - 1) / E ] ü (29)
er = (3F / 2pt2 ) [(1-m2) (ln R/r) / E ] þ
Åñëè â êà÷åñòâå äîïîëíèòåëüíîãî óïðóãîãî ýëåìåíòà èñïîëüçóåòñÿ ïðèçìàòè÷åñêàÿ êîíñîëüíàÿ áàëêà, òî ñðåäíÿÿ äåôîðìàöèÿ òåíçîýëåìåíòà, ðàñïîëîæåííîãî âäîëü áàëêè áóäåò :
eñð. = 6F (l - xÄ ) / E bh2
ãäå l, d, h – äëèíà, øèðèíà è òîëùèíà áàëêè;
õÄ – ðàññòîÿíèå îò ñåðåäèíû òåíçîýëåìåíòà äî çàäåëêè, îáû÷íî ðàâíîå ïîëîâèíû áàçû òåíçîðåçèñòîðà.
Ïðèâåäåííûå âûøå çàâèñèìîñòè äëÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòè è ñîáñòâåííûå ÷àñòîòû óïðóãèõ ýëåìåíòîâ èëëþñòðèðóþò îáùåå î÷åíü âàæíîå â ïðàêòè÷åñêîì ïðèìåíåíèè ïðàâèëî : íàèáîëüøåé ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðåîáðàçîâàòåëÿ íåçàâèñèìî îò åãî òèïà ïðè ñîõðàíåíèè äîñòàòî÷íî âûñîêîé ñîáñòâåííîé ÷àñòîòû ìîæíî äîñòèãíóòü âûáîðîì ìàòåðèàëà ñ íèçêèì ìîäóëåì óïðóãîñòè. Äëÿ ëþáûõ óïðóãèõ ýëåìåíòîâ ïðè çàäàííûõ íàãðóçêàõ äåôîðìàöèÿ íà ïîâåðõíîñòè â ìåñòå óñòàíîâêè òåíçîðåçèñòîðà îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíà ìîäóëþ íîðìàëüíîé óïðóãîñòè. ×òî êàñàåòñÿ ñîáñòâåííîé ÷àñòîòû, òî ïðè íåèçìåííûõ ãåîìåòðè÷åñêèõ ðàçìåðàõ óïðóãîãî ýëåìåíòà îíà ïàäàåò, íî ïðîïîðöèîíàëüíî îòíîøåíèþ ìîäóëåé óïðóãîñòè â ñòåïåíè 1 / 2 . Ýòî óìåíüøåíèå ÷àñòîòû ëåãêî êîìïåíñèðóåòñÿ èçìåíåíèåì ãåîìåòðè÷åñêèõ ðàçìåðîâ óïðóãîãî ýëåìåíòà (íàïðèìåð, óâåëè÷åíèåì òîëùèíû).  öåëîì ïðè çàäàííîé ñîáñòâåííîé ÷àñòîòå ïðåîáðàçîâàòåëÿ åãî ÷óâñòâèòåëüíîñòü ïðè èñïîëüçîâàíèè ìàòåðèàëîâ ñ íèçêèì ìîäóëåì óïðóãîñòè âîçðàñòàåò.
 êà÷åñòâå îñíîâíîãî ÷óâñòâèòåëüíîãî ýëåìåíòà âîçìîæíî èñïîëüçîâàíèå ñåðèéíûõ òåíçîïðåîáðàçîâàòåëåé. Ïðåîáðàçîâàòåëü ñîñòîèò èç èçìåðèòåëüíîãî áëîêà è ýëåêòðîííîãî óñòðîéñòâà. Ïðåîáðàçîâàòåëè ðàçëè÷íûõ ïàðàìåòðîâ èìåþò óíèôèöèðîâàííîå ýëåêòðîííîå óñòðîéñòâî è îòëè÷àþòñÿ ëèøü êîíñòðóêöèåé èçìåðèòåëüíîãî áëîêà.
Èçìåðÿåìûé ïàðàìåòð ïîäàåòñÿ â êàìåðó èçìåðèòåëüíîãî áëîêà è ëèíåéíî ïðåîáðàçóåòñÿ â äåôîðìàöèþ ÷óâñòâèòåëüíîãî ýëåìåíòà è èçìåíåíèå ýëåêòðè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ òåíçîðåçèñòîðîâ òåíçîïðåîáðàçîâàòåëÿ, ðàçìåùåííîãî â èçìåðèòåëüíîì áëîêå.
Ýëåêòðîííîå óñòðîéñòâî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ïðåîáðàçóåò ýòî èçìåíåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ â òîêîâûé âûõîäíîé ñèãíàë.
×óâñòâèòåëüíûì ýëåìåíòîì òåíçîïðåîáðàçîâàòåëÿ ÿâëÿåòñÿ ïëàñòèíà èç ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî ñàïôèðà ñ êðåìíèåâûìè ïëåíî÷íûìè òåíçîðåçèñòîðàìè (ñòðóêòóðà ÊÍÑ), ïðî÷íî ñîåäèíåííàÿ ñ ìåòàëëè÷åñêîé ìåìáðàíîé òåíçîïðåîáðàçîâàòåëÿ.
Ñõåìà ïðåîáðàçîâàòåëÿ Ñàïôèð 22ÄÀ ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ.14.
Òåíçîïðåîáðàçîâàòåëü 4 ìåìáðàííî-ðû÷àæíîãî òèïà ðàçìåùåí âíóòðè îñíîâàíèÿ 9 è îòäåëåí îò èçìåðÿåìîé ñðåäû ìåòàëëè÷åñêîé ãîôðèðîâàííîé ìåìáðàíîé 8.
Ìåìáðàíû 8 è 14 ïî íàðóæíîìó êîíòóðó ïðèâàðåíû ê îñíîâàíèþ 9 è ñîåäèíåíû ìåæäó ñîáîé öåíòðàëüíûì øòîêîì 6, êîòîðûé ñâÿçàí ñ êîíöîì ðû÷àãà òåíçîïðåîáðàçîâàòåëÿ 5 ñ ïîìîùüþ òÿãè 13. Èçìåðÿåìîå äàâëåíèå ïîäàåòñÿ â êàìåðó 7; ïîëîñòü 12 âàêóóìèðîâàíà è ãåðìåòèçèðîâàíà.
Ôëàíåö 10 óïëîòíåí ñ ïîìîùüþ ïðîêëàäêè 3.
Âîçäåéñòâèå èçìåðÿåìîãî äàâëåíèÿ âûçûâàåò ïðîãèá ìåìáðàíû 8, èçãèá ìåìáðàíû òåíçîïðåîáðàçîâàòåëÿ 4 è èçìåíåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ òåíçîðåçèñòîðîâ. Ýëåêòðè÷åñêèé ñèãíàë îò òåíçîïðåîáðàçîâàòåëÿ ïåðåäàåòñÿ èç èçìåðèòåëüíîãî áëîêà â ýëåêòðîííîå óñòðîéñòâî 1 ïî ïðîâîäàì ÷åðåç ãåðìîâûâîä 2.