Пьезоэлектрический вибростенд
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Социалистические
Реслублмк
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii 939987 (61) Дополнительное н авт. снид-ву (51) М. Кл. (22) Заявлено 05 11. 80 (21) 3000499/25-28 с присоединением заявки,%
G 01 М 7/00
В 06 В 1/06 фЬеударстееииый комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий
Опубликовано 3Р Р6 82 Бюллетень № 24
Дата опубликования описания 30. 06. 82 (53) УДК 620.178.
g3(088 8) (72) Автор изобретения
Л. ф. Моисеев (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВИБРОСТЕНД
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к пьезоэлектрическим вибростендам и может быть использовано при градуировке первичных преобразователей вибрации или при проведении вибрациочных испытаний изделий.
Известен пьезоэлектрический вибростенд, содержащий корпус с центрированной в нем виброплатформой и пьезовибраторами. Виброплатформа выполнена в виде полого цилиндра, а два пьеэовибратора, работающие на сдвиг, размещены между .корпусом и торцами цилиндра, осуществляя центрирование виброплатформы t1 1.
Недостатком указанного вибростенда является невысокая точность испытаний, обусловленная значительной неравномерностью амплитудночастотной характеристики.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пьезоэлектрический вибростенд, со2 держащий корпус, виброплатформу для установки испытуемого изделия, подвешенную к корпусу посредством мембраны, и связанные с виброплатформой пьезовибраторы, снабженные кон5 центраторами с различными резонансными частотами, один из которых установлен по оси колебаний виброплатформы, а остальные - под углом к ней так, что оси всех концентраторов пересекаются в одной точке.
Резонансные частоты всех концентраторов различны (21, Недостатком известного вибростенда является воэможность возбуждения поперечных колебаний виброплатформы, особенно в диапазонах частот, лежа".их между резонансными частотами концентраторов, что при2о водит к искажению формы воспроизводимых колебаний. Это является следствием неполной взаимной компенсации поперечных составляющих колебаний, создаваемых отдельными пьезовибрато93998
3 рами, расположенными под углом к платформе.
Цель изобретения - повышение точности воспроизведения заданной формы колебаний за счет уменьшения уровня поперечных колебаний виброплатформы.
Указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический вибростенд, содержащий корпус, виброплатформу для установки испытуемого изделия, щ подвешенную к корпусу посредством мембраны, и связанные с виброплатформой пьезовибраторы, снабженные концентраторами с различными резонансными частотами, один из которых установлен по оси колебаний виброплатформы, а остальные - под углом к ней так, что оси всех концентраторов пересекаются в одной точке, имеет различающиеся по резонансной частоте группы установленных под углом к оси колебаний виброплатформы концентраторов, каждая из которых содержит концентраторы с одинаковыми резонансными частотами, расположенные равномерно по окружности.
Наличие упомянутых групп концентраторов обеспечивает компенсацию поперечных составляющих усилий, создаваемых отдельными концентраторами, зо и тем самым уменьшается уровень поперечных колебаний виброплатформы.
На фиг. 1 изображен вибростенд по оси симметрии, продольное сечение; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.
Пьезоэлектрический вибростенд содержит корпус 1, связанный с основанием 2, которое имеет горизонтальную поверхность 3 для крепления пьезовибратора 4, расположенного по оси возбуждения колебаний, и конусную поверхность 5 для крепления пьезовибраторов 6.1-6..3 и 7.1-7.3, расположенных под углом к этой оси.
Пьезовибратор 4 снабжен концентратором 8 с резонансной частотой, пьезовибраторы 6.1-6,3 снабжены концентраторами 9.1-9.3, имеющими одинаковую резонансную частоту fZ, а пьезовибраторы 7.1-7.3 снабжены концентраторами 10.1-10.3, имеющими одинаковую резонансную частоту 1, причем f f f> $f . Концентраторы с равными резонансными частотами расположены равномерно по окружности, образуя две группы концентраторов. 55
В корпусе 1 установлена виброплатформа 11, подвешенная к корпусу 1 посредством мембраны 12. Боковая поверхность 13 виброплатформы I I, контактирующая с концентраторами
9.1-9.3 и 10,1-10.3, выполнена конусной, Это объясняется тем, что конструктивно трудно выполнить виброплатформу 1i с горизонтальной поверхностью для контакта со всеми концентраторами. На виброплатформе установлен виброизмерительный преобразователь 14, служащий для измерения уровня вибрации и электрически связанный с блоком 15 управления, подключенным к генератору 16.
Пьезоэлектрический вибростенд работает следующим образом.
Переменное электрическое напряжение от генератора 16 подается на пьезовибраторы 4, 6.1-6.3 и 7.1-7.3
У которые преобразуют его в механические колебания в широком диапазоне частот. Поскольку концентраторы 8
9.1-9.3 и 10.1-10.3 являются резонансными системами, поведение которых описывается линейными дифференциальными уравнениями второго порядка, и имеют различные резонансные частоты, то амплитудно-частотная характеристика вибростенда приобретает неравномерный характер с ярко выраженными резонансными пиками, распределенными по всему частотному диапазону вибростенда. Благодаря этому происходит подъем амплитудно-частотной характеристики вибростенда в высокочастотной области и повышение общего уровня вибрации в широком диапазоне частот. Выравнивание амплитудно-частотной характеристики на заданном уровне производится при помощи обратной связи, которая включает виброизмерительный преобразователь 14 и блок 15 управления.
ВектоРы сил Fy,< -F>>, F создаваемых соответствующими концейтраторами, направлены под углом к оси колебаний и могут быть ра."-ложены по направлению вибрации F> о 4 и F< и т.д. и перпендикулярному к нему направлению п, Fz> z и т.д. Яля исключения поперечных колебаний виброплатформы 11 необходимо, чтобы результирующая всех поперечных сил, создаваемых всеми концентраторами была бы равна нулю во всем диапазоне частот. Для этого необходимо, чтобы результирующие поперечных составляющих сил, создаваемых концентраторами с одинаковыми резонансными
939987 8102
5 частотами были равны нулю, так какв противном случае результирующие поперечных составляющих сил, создаваемых группами концентраторов, в силу их резонансных свойств, зависят от частоты, и добиться компенсации поперечной составляющей силы, создаваемой одной группой концентраторов поперечной составляющей силы, создаваемой другой группой 1О концентраторов, во всем частотном диапазоне невозможно. Кроме того, в области, лежащей между резонансными частотами групп концентраторов, происходит не компенсация по- 1s перечных составляющих сил, а их усиление, так как в области, лежащей за резонансной частотой,наблюдается сдвиг фаз, возбуждаемых коно центраторами напряжений на 180 . Равенство нулю поперечных составляющих сил, создаваемых каждой группой концентраторов, достигается расположением концентраторов каждой группы равномерно по окружности. 25
Использование предлагаемого изобретения позволяет снизить более чем на 30 дБ поперечные составляющие колебаний виброплатформы и повысить точность воспроизведения заданных
J ежимов.
6 формула изобретения
Пьезоэлектрический вибростенд, содержащий корпус, вибраплатформу для установки испытуемого изделия, подвешенную к корпусу посредством мембраны, и связанные с виброплатформой пьезовибраторы, снабженные концентраторами с различными резонансными частотами, один из которь х установлен по оси виброплатформы, а остальные — под углом к ней так, что оси всех концентраторов пересе каются в одной точке, о т л и ч,; ю шийся тем, что, с целью повы шения точности воспроизведения заданной формы колебаний за счет уме, ь шения уровня поперечных колебаний виброплатформы, он имеет различающиеся по резонансной частоте группы установленных под углом к оси колебаний виброплатформы концентраторов, каждая иэ которых содержит концентраторы с одинаковыми резонансными частотами, расположенные равномерно. по окружности.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
N 494640, кл. G О1 М 7/00, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР
N 726455, кл. G 01 M 7/00, 1977.
93Э987
7,2
<02
Заказ 55/ 2 Тираж 7
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/ i
Подписное
Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Т
Составитель Л. Моисеев
Редактор М. Голаковски Техред А. Ач Корректор А, Дзятко