Стэнд для вибрационных и ударных испытаний

Стэнд для вибрационных и ударных испытаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР

Класс 42k, 20„

<о 63159 аПИСАНИК ИЗОБРКТЯНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 п. тюнтМз- .

ПГ Г",.", А. Г. Сулькин

Стенд для вибрационных и ударных испытаний

Заявлено 29 апреля 1941 года в Наркомтяжмаш 3а М 45643 (315176)

Опубликовано 29 февраля 1944 гола

Предлагаемый стенд предназначен для испытания машин, аппаратов и других конструкций, работаюи1их в условиях вибрационного и ударного режимов, с целью выявления влияния инерционных усилий на работоспособность и динамическую прочность их,а также с целью выявления деталей собстенная частота которых лежит в зоне частот возмущающих колебаний.

В стенде применена платформа, установленная на подвесках и приводимая в колебательное движение. Основной отличительной особенностью предложенного стенда яв.ляется то, что качающиеся опоры, расположенные со стороны привода выполнены в виде неравноплечего коленчатого рычага, на короткое плечо которого оперта платформа. а длинное служит для сообщения колебаний платформе, с целью у.меньшения износа трущихся частей стенда.

На чертеже фиг. 1 изображает примерную форму выполнения пред.ложенного стенда — боковой вид с частичным разрезом, фиг. 2 — то же в плане, фиг. 3 — вид спереди, фиг. 4 и 5 — детали.

Вибрационный стенд состоит из подвижной платформы 1 и приводного механизма. Конструкции, подлежащие испытанию, закрепляются в переставных салазках 2 с помощью .болтов. закладываемых в

Т-образные пазы. Расстояние между осями салазок устанавливается в соответствии с размерами испытуемых объектов и фиксируется болтами 3, предохран ннымп от самопроизвольного отвинчпвани я контргайками 4.

С одной стороны платформа опирается на простые качающиеся стойки 5, а с другой стороны — на неравноплечие коленчатые рычаги 6.

Эти рычаги прикреплены к станине при помощи шарниров 15. Платформа 1 соединена с коротким плечом каждого из рычагов 6 шарнирами 14 при помощи Z-образных подвесок. Благодаря такой форме подвесок, линия действия возмущающей силы приближена к центру тяжесви испытуемого объекта, что сказывается на уменьшении нагрузки на опоры.

Мотор служащий для сообщения колебаний платформе, устанавливается на отдельном фундаменте, изолированном от основного. Главный вал 7 соединяется с приводным мотором 8 при помощи специальной стержневой упругой .муфты 9 высокой податливости, хорошо компенсирующей параллельные и угловые смещения валов, а также в значительной мере защищающей мотор

¹ 63159 от возникающих в машине вибраций и ударов. Для сглаживания неравномерности нагрузки и обеспечения плавности хода главный вал снабжен ыаховиком 10, конструктивно объединеняым с упругой муфтой.

Главный вал имеет три опоры, представляющие собой роликовые подшипники 11, причем крайние подшипники, условия работы которых легче, чем среднего подшипника, выбраны соответственно меньшими. В промежутках между сворам и 11 главного вала 7 помешеиы стальные каленые кулачки 12 и 13, осуществляющие, в зависимости от установки, гармонические колеоаиия или удары. Кулачки 12, служащие для осуществления п IBBHbIx колебаний, выполнены в виде эксцентрика. Ось его смещена по отношеiHIo к оси главного вала на величину. определяемую амплитудой гармонических колебаний. Кулачки

13, служащие для осуществления колебаний с ударами, выполнены в ьиде полудиско в, центр кривизны которых также сме1цэн относительно оси вращения главного вала.

Конструктивно кулачки обоих типов помещены на одной втулке, поэтому перестановка их производится одновременно. После соответствующей установки кулачки закрепляются потайными сто пор ными винтами предохраняющими их о.г гксиального смещения в процессе работы.

Применение коленчатых рычагов 6 позволяет снизить значение фактора износа деталей стенда до практически приемлем ой величины, Действительно, при применении обычного кривошипно-шатунного привода давления на вал и палец кривоши па определялись бы колеблющейся массой, амплитудой и частотой, .равной числу оборотов вала кривошеина. В случае возрастания величины этих факторов однов ременно достигли бы максимума нагрузки, и окружная:скорость на вале и пальце кривошипа, что сопряжено с ускоренным износом. Применением коленчатых рычагов этот недостаток в значительной мере устраняется, Главный вал, 7, у которого окружная скорость па о пори ы; шейках сравнительно велика, воспринимает в несколько раз меньшее уcH 1Hp, чем осН 14 ii 15, oKp) iK!in5i скорость которых отиссительио втулок рычагов 6 мала из-за малого угла качания последних.

Благодаря Z-образной форме подвесо к платформы, линия действия возмущающей силы приближается к центру тяжести испытуемого объекта, что сказывается иа уменьшении нагрузками на споры.

Роль квазиупругой силы в колеоляющейся системе исполняют сменные спиральные пружины 16 и 17. нажимающие иа концы рычагов 5.

Пружины насажеиы иа фасонны и стержень 18, снабжгнньш у концов нарезкой и прикреиланиый шарнирно к фундаментной раме 19. Регулирование предварительного сжатия пружин производится гайками 20 и 21.

При возбуждении гармонических колебаний эксцентрики кулаков !3 воздействуют на. посаженные иа осях 22;рычагов 6 ролики 23, в основном состоящие из роликового подшипника 24 с насаженным на него стальным коленом и шлифоваииым ободом 25.

Характеристика пружин 15 и 17 обеспечивает воэможность настройки системы в резонанс с. частотой возмущающей силы, чем дсстиi аются оптимальные условия колебаний, при которых затрата энергии минимальна.

Для выполнения ударных испытаний каждьш из рычагов 6 снабжэи калеными упорами 26. Вследствие повышенного износа этих деталей, предусмотрена их легкая замена.

При ударном режиме испытаний вращающиеся совместно с главным валом 7 ударные кулаки, воздействуя на упоры 26 рычагов 6, нагружают верхние пружины 16 и освобождают нижние 17. Удар происходит после срыва упоров с кулаков и осуществляется за счет накопленной верхней пружиной энергии. Здесь возможны два случая. В первом — основную энергшо удара поглощают нижние пружины. остальная часть гасится деревянным буфером 27, Максимальное ускоре— 3 № 63)59 ние возникает в момент срыва упоров 26 с кулаков 13. Во втором случае — основную энергшо поглощает буфер 27 и ускорение достигает максиму ма после соприкосновения рычагов 6 с буфером 27 в момент отдачи. Вибрационная нагрузка пружин 16 и 17 со временем может привести к их поломке вследствие усталости, что связано с опасностью для обслуживающего персонала. Учитывая это обстоятельство, для пружин предусмотрены специальные защитные кожухи 28.

Механизм вибрационного стенда смонтирован на жесткой сварной раме 19, прочно заделываемой в массивный фундамент 29.

Настройка стенда зак;почается в создании условий для выполнения системой строго гармонических колебаний наперед заданной частоты и амплитуды или периодических ударов с определенным, кратковременно действующим, ускорением.

Б первом случае возможны два варианта настройки. При длительных и однообразных испытаниях во избежание излишнего расхода энергии и повышенного износа, деталей приводного механизма, рекомендуется резонансная настройка, Резонансная астройка закгночается в получении совпадения собственной частоты колебании системы с частотой возмущающей силы. Так как частота свободных колебаний системы яв. яется функцией колеблющейся массы и характеристики восстанавливающей силы, то резонасная настройка может быть достигнута или за счет изменения колеблющейся

: ассы (например дополнительным баластом) или (что предпочтительней) — за счет изменения характеристической постоянной спиральных

I I P y 2K kI H, При разнообразных и кратковременных испытаниях допустима полужесткан настройщика, закгиочающаяся в том, что затяжку нижних пружин значительно ослабляют, сравнительно с затяжкой верхних гарантируя тем санька непрерывное соприкосновение ролика с кулаком

;-а счет разности нажатия пружин.

Критерием для прекращения дальнейшего ослабления нижней пружины является и=чезновение биений и установление строго гармонических колебаний. Изменение амплитуды колебаний осуществляется путем замены кулаков. Переход с вибрационного режима испытаншi па ударный, и наоборот, легко достигается перемещением кулаков на главном BB;Iv.

Для испытания машин и аппаратов их можно устанавлнвать или в рабочем положении, или таким об разом, чтобы направление действ гя инерцHGHHblx уси;шй совпадало с наиболее уязвимым для испытуемого объекта направлением. Весьма желательно чтобы оба положения совпадали. B тех случаях. когда испытуемьш обьект не может быпгь установлен непосредственно на салазках подвижной платформы, возможно применение вспомогательнь1х угольников. Серьезное внимание необходимо обратить на ж сткость этих угольников, чтобы их собственные колебания не искажалп результатов испытаний.

Проверка соответствия вибрационного режима техническим усл виям производится вибрографом.

Величина ускорения при ударном режиме определяется акселерометром, устанавливаемым возможно ближе к IKIIbiT) åìñìó обьектх.

Предмет изобретения

1. Стенд для вибрационных ударных испытаний, платформа котоього установлена на качающихся опорах, отличающийся тем. что с целью уменьшения износа деталей стенда, опоры, расположенные со стороны привода, выполнены в виде неравнсплечих гколенчатых рычагов 6, на короткие плечи котоpbIx .оперта платформа, а длинные -— связаны с приводом для сообщения колебаний платформе.

2. Форма выполнения -.тенда по п. 1, о т,l и ч а ю щ а я с я тем, что платформа оперта на коленчаты . рычаги 6 при помощи Z-образны.. подвесок, с целью приближения линии действия возмущающих сил к центру тяжести испытуемой конструкции, l ;,д гг

Отв. редактор 4. А. Михайлов

Госппанпздат Тпп. Госппанпздата, пм. Воровского, Ка.чуга Л45384. T. 500 экз. 3. 230

К авторскому свидетельству =М б3159

Фиг. 1

Фиг. 2

Фиг. 3

Фиг. ч

Фиг. 5