Владимир Петров - Законы развития систем

Рис. П5.39. Балансировка ротора. А. с. 739 354

П5.4.2.5.1. Снижение центра тяжести

П5.4.2.5.1.1. Груз внутри объекта неподвижен

Пример П5.75. Кегли.

Имеются кегли использующий принцип «ваньки-встаньки».

Пример П5.76. Трактор.

А. с. 508 427. Трактор с подвижным центром тяжести для работы на крутых склонах.

П5.4.2.5.1.2. Груз перемещается внутри объекта

Пример П5.77. Колеса для подвижного состава.

Для повышения устойчивости вилочным погрузчикам, передвижным подъемным кранам, тягачам необходимо иметь центр тяжести как можно ниже, особенно при работе на больших уклонах и по бездорожью. С другой стороны, чересчур низкий клиренс ухудшает проходимость. Как быть?

Японский изобретатель Цучия Шозо разрешил это противоречие. Он предложил насыпать в пневмокамеры ходовых колес стальные шарики диаметром 5—50 мм. При движении шарики перекатываются по внутренней поверхности камеры, оставаясь, все время внизу и снижая тем самым общий центр тяжести машины.

Патент США 3 716 093 (рис. П5.40).

Рис. П5.40. Колеса для подвижного состава. Пат. США №3 716 093

П5.4.2.5.2. Использование противовеса

Пример П5.78. Подъемный кран.

Подъемный кран удерживается от падения противовесом.

А. с. 271 763. Самоходный кран с подвижным противовесом.

П5.4.2.6. Образование пленки жидкости

П5.4.2.6.1. Жидкость, стекающая по поверхности

Толщина пленки регулируется количеством жидкости и углом наклона поверхности.

Пример П5.79. Нанесение жидкости

А. с. 959 839. Поливочная головка к машине для нанесения жидкости на листовой материал, содержащая ванну с закрепленным на ее стенке пленкообразователем, трубопровод с отверстием для подачи жидкости в ванну и смонтированную в ванне заслонку, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества покрытия путем регулирования толщины пленки при изменении объема подачи жидкости, она снабжена горизонтальной осью, на которой установлена с возможностью поворота ванна (рис. П5.41).

Рис. П5.41. Нанесение жидкости. А. с. 959 839

П5.4.2.6.2. Жидкость стекает по вращающейся поверхности.

Вращение проводится вокруг горизонтальной оси. Толщину пленки можно регулировать количеством жидкости и скоростью вращения.

Пример П5.80. Нанесение изоляции.

А. с. 168 863. Установка для нанесения изоляции на внутреннюю поверхность шлангов представляет собой конусный барабан, на который намотан шланг. Внутрь трубы вводят химические компоненты в жидком виде (например, латекс). Барабан медленно вращают. Под действием силы тяжести жидкость стекает, последовательно смачивая внутреннюю поверхность трубы

(рис. П5.42).

Рис. П5.42. Нанесение изоляции. А. с. 168 863

П5.4.2.7. Устранение вибраций

П5.4.2.7.1. Использование маятника

Пример П5.81. Гасители колебаний.

А. с. 514 134, 557 220. Маятниковые гасители колебаний высотных зданий. Созданы несколько вариантов самонастраивающихся гасителей для различных башен. В каждом конкретном случае гаситель сам выбирает себе режим качания, без постороннего вмешательства. Это достигается всевозможными комбинациями деталей. Несколько масс соединяют податливой связью (например, на пружинах). Тело маятника делают в форме полого цилиндра, в который вставлен свободно скользящий металлический стакан. Маятник подвешивают на поперечном упругом тросе.

П5.4.2.7.2. Использование гиромаятника

Пример П5.82. Сепаратор.

А. с. 260 516, 274 528. Сепаратор подвешен в кардановом подвесе, наподобие гиромаятника — полностью исключает вибрации.

П5.5.1. Измерение

П5.5.1.1. Измерение вертикали

Пример П5.83. Отвес.

Отвес — это грузом подвешенный на нити. Отвес показывает вертикальное положение. Под действием силы тяжести нить принимает вертикальное направление.

Пример П5.84. Угол отклонения.

Маятник не только определяет вертикаль, но и угол отклонения от вертикали в динамике. Имеются маятниковые датчики угла.

Пример П5.85. Гировертикаль.

Гировертикаль строится на трехстепенном гироскопе, у которого центр масс смещен от точки повеса вдоль главной оси гироскопа. Позволяет более точно, чем маятник определять угол отклонения от вертикали.

П5.5.1.2. Измерение горизонтали

П5.5.1.2.1. Поверхность жидкости

Поверхность жидкости занимает вертикальное положение.

Пример П5.86. Горизонт.

Горизонтальное положение можно определять с помощью широкого сосуда с жидкостью.

П5.5.1.2.2. Объект с положительной плавучестью или пузырек воздуха на поверхности жидкости.

Пример П5.87. Уровень.

На этом принципе создан прибор — уровень. Рабочим органом уровня является колба, заполненная окрашенным спиртов с маленьким пузырьком воздуха. На колбе имеются риски (рис. П5.43).

Рис. П5.43. Уровень

П5.5.1.2.3. Сообщающиеся сосуды

На больших расстояниях измерить горизонталь можно использовать сообщающиеся сосуды.

Пример П5.88. Гидроуровень.

На принципе сообщающихся сосудов (закон Паскаля) построен водяной уровень (гидроуровень). Резиновая или пластмассовая трубка, залитая жидкостью. На концах трубки вставляют прозрачные (стеклянные или пластмассовые) трубки — колбы, на которых имеются деления.

П5.5.1.2.4. Гироскоп направления.

Пример П5.89. Гироскоп.

Гироскоп направления используется для определения курса (направления) корабля, подводной лодки, самолета, ракеты, торпеды и других движущихся объектов (рис. П5.44).

Рис. П5.44. Гироскоп

П5.5.1.3. Измерение плотности

Используется сила Архимеда.

Пример П5.90. Плотномер.

Имеются разные способы измерения плотности жидкости. Мы рассмотрим принцип, основанный на Законе Архимеда. Такой прибор называется аэрометр.

Обычно представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой при калибровке заполняется дробью или ртутью для достижения необходимой массы. В верхней, узкой части находится шкала, которая проградуирована в значениях плотности раствора или концентрации растворенного вещества. Плотность раствора равняется отношению массы ареометра к объему, на который он погружается в жидкость. Соответственно, различают ареометры постоянной массы (более распространенные) и ареометры постоянного объема.

К ареометрам постоянной массы относятся денсиметры

(рис. П5.45), шкалы которых градуируются в единицах плотности.

Рис. П5.45. Аэрометр постоянной массы

Для практического применения ареометр градуируют в концентрации растворенного вещества, например: спиртомер — в процентах алкоголя для измерения крепости напитка; лактометр — в процентах жира для определения качества молока и т. д.