ная35
2.1 Розрахунок схеми датчика вібраційного переміщення
Для розрахунку я вибрала схему датчика з інерційною масою і демпфером. Такого типу датчики набули найбільшого поширення, так як вони не вимагають зв'язку з нерухомою опорою.
Переміщення перетвориться в електричний сигнал за допомогою будь-якого типу датчика переміщення, наприклад, реостатного.
На малюнку 1 наведена схема ДУ з інерційною масою. Переміщення системи викликає поява інерційних зусиль, пропорційних прискоренню:
Малюнок 16 - Розрахункова схема датчика з інерційною масою
Позначимо:
x - переміщення корпусу, м;
у-переміщення маси відносно корпусу, м;
С - гнучкість пружини, м / н;
R-коефіцієнт в'язкого тертя демпфера, Н? сек / м;
М-маса, кг; (1 З (ньютон)=0,102 кг=1 кг? М/сек2).
Згідно з графіком, показаному на малюнку 17, задаємося коефіцієнтом демпфірування Kd=3,14 і y / x=1,2.
Задамося ставленням, тоді власна частота дорівнюватиме:
де: - частота, задана за умовою.
Згідно з цими даними і перевантаження розраховуємо значення y:
y=1.2 * x * 3=0.15 * 10 - 3 * 1.2 * 3=0.54 мм
Малюнок 17 - Частотні характеристики датчика вібраційних переміщень
.2 Розрахунок параметрів інерційної маси
Інерційна маса представлена ??у вигляді металевого куба, сполученого з поршнем демпфуючого елемента. Розрахуємо масу виходячи з формули:
де: - щільність металу (використовуємо сталь,);
V - об'єм інерційної маси (визначається сумою обсягів куба, і поршня).
Нехай довжина ребра куба а=20 мм, тоді обсяг Vк=8000мм3, поршень виконаний у вигляді стрижня, радіусом R1=3мм, довжиною l1=20мм і круглої пластини, діаметром D2=8мм, висотою h2=3мм. тоді сумарний обсяг поршня буде дорівнює:
де:-площа підстави стрижня;
-довжина стрижня;
-площа підстави пластини;
l2-висота пластини.
Сумарний обсяг інерційної маси. Тоді маса деталі дорівнюватиме:
.3 Розрахунок параметрів демпфера
Рідинні і повітряні демпфери застосовуються у вигляді циліндрів з поршнем, або наповнюють рідиною всю внутрішню порожнину датчика.
Для циліндра з поршнем коефіцієнт в'язкого тертя визначається зі співвідношення:
де К0 - постійний коефіцієнт, (К0 »1);
м0 - в'язкість середовища в кг? сек/м2;
lп - довжина поршня, м;
SП - площа поршня в м2;
S0 - площа щілини і отворів в поршні в м2.
Як демпфирующей рідини будемо використовувати гліцерин (коефіцієнт в'язкості м0=1480 кг? сек/м2), довжину поршня (висоту циліндра демпфера) приймемо рівної h=3мм, радіус пластини поршня R=4мм, тоді площа:
Прийнявши значення SП=SП=50,24 · 10-6 м2, lп=2 * 10-3 м, розрахуємо площа щілини і отворів в поршні S0:
