Стенд для испытания изделий на комбинированное воздействие вибрационных и линейных ускорений

Стенд для испытания изделий на комбинированное воздействие вибрационных и линейных ускорений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - расширение диапазона вибрационных воздействий, воспроизводимых на стенде . Для этого мембранный узел электродинамического возбудителя колебаний 5 охватывается вкладышем 18, а на корпусе возбудителя установлена дополнительная опора 19. Узел изменения радиальной жесткости крепления стола вьшолнен в виде упругих элементов 20 с нелинейной нагрузочной характеристикой, жесткость ко- . торых можно менять с помощью винтов 21. Закрепленное на столе испытуемое изделие 8 подвергается сложному воздействию , имитирующему реальные условия эксплуатации. Жесткое крепление дополнительной опоры 19 к раме позволяет эффективно изменять собственные частоты вибрационного узла. В горизонтальной плоскости опора 19 крепится к корпусу электродинамического возбудителя с помощью цилиндри- ; ческих шарниров в виде осей 24 в от ,верстиях в опоре 19. 1 з.п.ф-лы,5 ил. а (в ю О5 о «ч №Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 P 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 61) 920429 (21) 3859685/24-10 (22) 25.02.85 (46) )5.12.86. Бюл. № 46 (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им.М.И.Калинина (72) В.И.Каразин, Г.Н.Петров и В.В.Бурбо (53) 620. ) 78. 53 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 920429, кл. G 0) М 7/00, )980. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА

КОМБИНИРОВАННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВИБРАЦИОННЫХ И ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения расширение диапазона вибрационных воздействий, воспроизводимых на стен— де. Для этого мембранный узел элек„„SU„„1276997 А 2 тродинамического возбудителя колебаний 5 охватывается вкладьппем 18, а на корпусе возбудителя установлена дополнительная опора 19. Узел изменения радиальной жесткости крепления стола выполнен в виде упругих элементов 20 с нелинейной нагрузочной характеристикой, жесткость ко- . торых можно менять с помощью винтов

21. Закрепленное на столе испытуемое изделие 8 подвергается сложному воздействию, имитирующему реальные условия эксплуатации. Жесткое крепле.ние дополнительной опоры 19 к раме позволяет эффективно изменять собственные частоты вибрационного узла.

В горизонтальной плоскости опора 19 крепится к корпусу электродинамического возбудителя с помощью цилиндрических шарниров в виде осей 24 в от,верстиях в опоре 1 9. 1 з .п.ф-лы,5 ил .

1276997

5 опоры 19 к корпусу возбудителя 5 осуществлено в вертикальной плоскости с

Стенд содержит раму 1, которая соединена через шпинцельный узел 2, закрепленный на бетонном основании

3 с приводом 4 ее вращения вокруг вертикальной оси. На раме 1 установлен электродинамический возбудитель

5 колебаний, подвижная катушка 6 которого жестко связана со стог«ом 7 для крепления испытуемого иэделия 8, и дополнительный привод 9, ротор !О которого зафиксирован от осевого сме-, щения, Соединение вала 11 дополнительного привода 9, вращающегося на подшипниковых узлах 12, со столом 7

30 осуществлено посредством мембранного узла 13. Статор 14 дополнительного привода 9 скреплен с магнитной системой 15 возбудителя 5 колебаний. В стенде также предусмотрены средства для удержания подвижной катушки 6 в зазоре магнитной системы 15, выполненные в виде натяжного механизма 16, . установленного на раме 1 диаме..рально противоположно возбудителю ) K0лебаний, и упругого элемента 1,,один

-«, 40 конец которого связан с натяжным механизмом 16, позволяющим регулировать натяжение упругого элемента !7, а другой — со столом 7, причем упру4$ гий элемент 17 выполнен в виде резинового жгута. Мембранный узел 13 охватывается вкладышем 18, который в свою очередь охватывается дополнительной опорой 19, установленной на корпусе возбудителя. Между вкладышем, 18 и дополнительной опорой 19 размещен узел изменения радиальной жесткости крепления стола, выполненный в виде упругих элементов 20 с нелинейной нагрузочной характеристикой, создающих усилие вдоль оси, перпендикулярной направлению перемещений стола возбудителя. Для измерения

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к испытаниям на комбинированное воздействие вибрационных и линейных ускорений, и предназначено для испытаний различных иэделий, например, навигационных систем.

Целью изобретения является расширение рабочего диапазона стенда.

На фиг.1-3 изображен стенд с установленной дополнительной опорой; на фиг.4 — расчетные модели, при жестком креплении втулки; на фиг.5 то же, при учете жесткости крепления втулки. жесткости упругих элементов 20 служат винты 21, обеспечивающие необходимое начальное поджатие упругих элементов 20. Крепление дополнительной помощью резиновых вставок 22, расположенных между корпусом возбудителя

5 и опорой 19 и поджатых винтами 23, ввинченными в опору вдоль оси, параллельной оси вращения стола. В горизонтальной плоскости крепление опоры к корпусу возбудителя осуществлено цилиндрическими шарнирами, образованными осями 24 и отверстиями, выполненными в дополнит< пьной опоре перпендикулярно ос«л вращения стола 7.

Стенд pato«ает следующим образом.

Испытуемое изде«:ие 8 устанавливается и закрепляется на столе 7. При включении привода вращение через шииндельный узел 2 передается на раму 1 и, следо«зател«««о, на испытуемое изделие 8, которое при этом подвергается действию центробежных сил. При включении дополнительного привода 9 вращается вал 11 и испытуемое изделие 8, установленное на столе 7, который жесткс связан с валом 1! через мембраны 14. При включении возбудителя 5 колебаний стол 7 совершает возвратно-поступательное движение.

Таким образом, испытуемое иэделие

8 подвергается сложному испытательному воздействию,, имигирующему реальные условия эксплуатации.

При необходимости проведения испытаний на частотах, близких к собственным частотам ст нда, изменяется жесткость опоры, а тем самым изменяются собственные чястоты вибрационного узла. Поперечная сила, вызывающая раскачку влбрационяого узла, действует в горизо««тальноя плоскости. Эта сила возникает в р.зультате взаимного влияния вибрации и вращения вокруг вертикальной о=и.

Для эффективного изменения собственных частот вибрационного узла крепление в горизонтальной плоскости дополнительной опоры к раме выполнено жестко. Б вертикальной плоскости на виорационный узел и дополнительную опору действуег гироскопичеСкий момент в результат в взаимного влияния вращений вокру-. вертикальной и горизонтальной осей. Этот момент достигает значительных величин при боль1276997 ших скоростях вращения ° Для уменьшения влияния гироскопического момента на дополнительную опору крепление ее к раме в вертикальной плоскости выполнено упругим, в этом случае ос- 5 новную часть гироскопического момента воспринимает мембранный узел. Такое решение обеспечивает широкий диапазон воспроизводимьгх возбуждений стенда.

Мембранный узел вместе с дополнительной опорой образуют ориентирующее устройство. В подтверждение необходимости установки дополнительной опоры и соответствующего ее крепления на раме. приводятся следующие результаты: (см.фиг.2) для жесткого крепления втулки на корпусе вибратора, массы вращающейся части ш=30 кг, момента инерции I=1 кг м, радиальг

9 ной жесткости пневмоопоры С, =10 Н/м, радиальной жесткости мембранного уз7 ла С„ = 5 10 H/м, при расстоянии от центра жесткости дополнительной опоры до центра масс вращающейся части а=0,1 м, расстоянии от центра жесткости дополнительной опоры до центра жесткости мембран Ъ=0,05 м, угловой жесткости мембранного узла С

10 нм/рад и угловой жесткости пнев->О

6 моопоры С =3-10 нм/рад были получеа ны следующие результаты собственных частот, первая К,=289 Гц, вторая K = — 1092 Гц. При изменении жесткости пневмоопоры С, было получено: для 35

С,= 10 Н/м K„ =155 Гц, К =436 Гц;для о жесткости пневмоопоры С, =10 Н/м, K„=811 Гц, К =3355 Гц. Из результатов видно, что, меняя жесткость пнев— моопоры, можно в достаточно широких пределах менять собственные частоты ориентирующего устройства, тем самым обеспечить широкий рабочий диапазон стенда.

1. Стенд для испытания изделий на комбинированное воздействие вибрационных и линейных ускорений цо авт. св. Р 920429, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона стенда, в него введены вкладыш, охватывающий мембранный узел электродинамического возбудителя колебаний, дополнительная опора, установленная на корпусе возбудителя и охватывающая вкладыш, и узел изменения радиальной жесткости крепления стола, выполненный в виде упругих элементов с нелинейной нагрузочной характеристикой, создающих усилие вдоль оси, перпендикулярной направлению перемещений стола возбудителя, и установленных между дополнительной опорой и вкладышем с возможностью изменения начального поджатия

Для учета жесткости крепления втулки к корпусу вибратора при массе вращающейся части m=30 кг, момент г. инерции I= 1 кг м ; массе втулкиш< = — 80 кг, момент инерции втулки I

2 — 4 кг м, расстоянии от центра жесткости дополнительной опоры до центра масс вращающейся части а=0,1 м, расстоянии от центра жесткости дополнительной опоры до центра жесткости мембран Ь = 0,05 м, расстоянии

=0,1 м, расстоянии d=0,25 м. Радиальные жесткости: пневмоопоры С =10 Н/м, мембранного узла С„=5-10 Н/м, втулки С =10 Н/м; угловые жесткости:пневь моопоры С =3-10 HM/рад, мембранного узла С =10 Нм/рад, втулки С

5 ь

=10 Нм/рад. Были получены следующие результаты: совместные частоты системы равны К, =66 Гц, К =103 Гц, К =

=349 Гц; К =1242 Гц. При изменении

1 8 жесткости пневмоопоры С от 18 Н/м

1О до 10 Н/м собственные частоты менялись в следующих пределах: К,= 4668 Гц, Кг = 89-107 Гц, К =163-970 Гц, К = 350-3756 Гц.

При максимальных угловых скоростях вертикального вращения иЭ и горизонтального вращения оЗ гироскопический момент M г достигает максимальной.величины и уменьшение жесткости пневмоопоры может быть невозможным. При уменьшении жесткости крепления втулки аэростатической опоры часть этого момента перекладывается на мембранный узел, так как гироскопический момент действует в вертикальной плоскости, à кориолисова сила — в горизонтальной, то крепление втулки к корпусу вибратора делается жестким в горизонтальной плоскости, а в вертикальной — податливым.

Использование дополнительной опоры с переменной жесткостью позволит производить испытание изделий на стенде в широком диапазоне частот.

Ф о р м у л а и з о б р,е т е н и я

1276997

/ у

Л

C Ccp

F (L! у ! 1 фЪР 5

Составитель В .Пименов

Редактор К. Волощук Техред Л. Сердюкова Корректор Ы,немчик

Заказ 6661/37 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприя"ие,г.ужгород,ул,Проектная,4 упругих элементов, причем вкладыш установлен с возможностью вращения относительно стола возбудителя, 2. Стенд по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что крепление опоры к корпусу возбудителя колебаний осуществляется цилиндрическими шарнирами s горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения стола, причем ось шарнира перпендикулярна оси вращения стола, а в вертикальной плоскости крепление. дополнительной опоры осуществляется при помощи резиновых вставок, расположенных между корпусом возбудителя и опорой и поджатых винтами, ввинченными в опору вдоль оси, параллельной оси вращения стола.