Торзиограф

Торзиограф, прибор для автоматич. записи крутильных колебаний. Одним из первых по расстоянии I от сечения АВ. Кольцо b шарнирно связано с небольшим сферич. зеркалом d, расположенным на конце втулки а, благодаря чему при относительном повороте сечения АВ по отношению сечения CD зеркальце d также повернется и отраженный им луч света, исходящий от электролампы е, попадая через объектив д в фотокамеру f, зафиксируется на кинопленке. Передвижение кинопленки осуществляется при помощи диференциальной передачи h от испытуемого вала, причем движение м. б. включаемо и выключаемо во время вращения испытуемого вала при помощи рукоятки г. Маркировка времени на кинопленке осуществляется лучом, отраженным от зеркальца Тс, укрепленного на конце плоской пружины, собственный период колебаний которой известен. Т. к. частота собственных колебаний втулки а вследствие ее относительно небольшой длины достигает 40 000 пер /мин., то Т. системы Фрама м. б. применяем для исследования быстровращающихся валов. На фигуре 2 дана торзиограмма, снятая Т. сист. Фрама с гребного вала, приводимого в движение трехцилиндровым дизелем при 30 об/мин. и 51,5 об/мин. Недостатком Т. сист. Фрама является необходимость укрепления его непосредственно на испытуемом валу. Т. к. не всегда вал доступен для такой установки Т., то применение Т. этого типа не всегда удобно; в этом отношении более совершенным является Т. сист. Гейгера (фигура 3). Легкий шкив а этого Т. приводится во вращение от ремня, по возможности малоэластичного, надетого на испытуемый вал. Благодаря легкому весу шкив а

времени его осуществления является Т. сист. Фрама, который с удобством м. б. применяем относительно точно передает все изменения угловой скорости вала, воспроизводя без изменения по величине и фазе, все самые быстрые колебания испытуемого вала. Шкив а

жестко связан с осью b, установленной на шарикоподшипниках с. На этой же вращающейся оси b свободно посажен маховик d, помещающийся внутри шкива а, с которым он связан спиральной пружиной е. Частота собственных колебаний системы маховика равняется 50 пер/мин., т. ч. при всех частотах колебаний испытуемого вала, больших 100 пер/мин., маховик вращается вполне равномерно. Увеличением веса маховика, уменьшением жесткости пружины можно еще более уменьшить частоту собственных колебаний системы маховика, так что прибор будет пригоден и для исследования самых тихоходных валов (до 14 об/мин.). При работе прибора шкив а, который в точности воспроизводит крутильные колебания вала, будет совершать по отношению к равномерно вращающемуся маховику d угловые перемещения, которые при помощи двух угловых двуплечих рычагов f, f и д,д линейно перемещают стержень г, проходящий внутри сверления оси b. Стержень г связан с самопишущим пером, к-рое на ленте вычерчивает торзиограм-му крутильных колебаний вала. Кроме этого пера, записывающего на движущейся ленте угловые отклонения в исследуемом отрезке вала, езть второе перо, записывающее время в виде кривой колебания специального вибратора. Вибратор представляет собою стальную пла

стинку с установленной частотой собственных колебаний (3 000 пер/мин.); вибратор Дериоди-чески через 1—2 ск. получает толчок от электро магнита, ток которого замыкается контактным прибором с часовым механизмом. На торзио-грамме время изображается следовательно в виде кривой затухающих колебаний, по числу амплитудных значений которых можно установить на ленте отрезок, соответствующий определенному времени. Третье перо служит для отметок на ленте отрезков, соответствующих одному или двум оборотам вала; это перо соединено с якорем электромагнита,ток которого замыкается контактом, установленным на какой-либо вращающейся детали двигателя. Скорость движения ленты может изменяться в больших пределах—0,2-1-10 м/мин. Т. сист. Гейгера с успехом м. б. использован при испытании валов стационарных двигателей. Для испытания авиационных двигателей Т. сист. Гейгера мало-пригоден вследствие того, что частота подлежащих записи колебаний для этих двигателей достигает 25 000 в мин., амплитуды колебаний относительно небольшие, масса колеблющегося п - ISO

I—;говори f

п=220

^ 2об.—^ п =248

Η—2об—А

Л л ^П=279

^/Vwy^wV^VvW /^v-v /v

2об.—~,

^AyVy A^_N^_/y /v

L—2 об.-

ΑΛΛΥνίΛΛ^Λνΐ

h-2 об—А

-2 об.—4

Фигура 5.

вала также относительно невелика, что влечет за собой необходимость ограничения вращающейся массы Т.; кроме того обслуживание Т. сист. Гейгера во время полета перед лав-ляет значительную трудность. Для авиадвигателей находит применение Т. сист. Юнкерса и Т. сист. DVL. Конструктивное выполнение Т. сист. DVL следующее. Крестовина а (фигура 4) посредством втулки b с фланцем с жестко прикрепляется к концу вала испытываемого двигателя и следовательно при вращении будет точно воспроизводить крутильные колебания вала. Маховик d, соединенный пружинами е с крестовиной а, вращается на шариковых подшипниках f и стремится сохранить равномерность своего вращения; при вибрации вала и связанной с ним крестовины а маховик будет иметь по отдошению к крестовине угловое перемещение. Колебания вала двигателя при помощи алмазного острия, укрепленного на плоской пружине д, вычерчиваются на фильме г, движущейся со скоростью -3 м/ск. Лента наматывается на барабан Ь, укрепленный на крестовине а. Вращение барабана h осуществляется при помощи зубчатой передачи 1с, I с винтовыми зубьями. Винтовое колесо I, свободно сидящее на оси крестовины а, при помощи фланца ш связано с кожухом п. Если при вращении испытуемого вала и связанной с ним крестовины остановить при помощи приспособления или рукою кожух п, то колесо I бу

/7=i 24

п=180“—~2обор^ f—2 об.—

Η—2обг-А η=264

^u— 2об—И п -545

^/W yVYW_WVy_V /_VU—2 об

2 об.—*4

дет остановлено, а колесо 7г, участвующее во вращательном движении вала, будет обегать вокруг колеса I и вращаться около своей оси,тем самым вращая барабан h и перемещая фильму. Т. системы DVL строится двух размеров: 200 миллиметров и 120 миллиметров внешнего диам. Образцы тор-зиограмм, снятых Т. системы Гейгера с вала 6-цилиндрового дизеля, даны на фигуре 5. Из рассмотрения этих торзиограмм следует, что для этого испытанного двигателя критич. скоростями (смотрите Скорость критическая) будут скорости вращения вала при 120,180 и 360 об/мин., т. к. при этих оборотах вала амплитуды его колебаний являются наибольшими.

Лит.: Мартенс Л., Динамика поршневых двигателей, М., 1932; Gr e i g e г J., Meehanisehe Sehwin-gungen, B., 1927; Hengebauer F., Sehwingungsdam-pfer bei endlieher D ampfertragheit, «Teehn. Meeh. u. Tlier-modynamik», В. 1, B., 1930. Б. Шпринк.