Испытательный вибростенд

Испытательный вибростенд

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалкстмческнн

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)945704

J

/ Ъ г

Ф (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 12.09.74 (21) 2059817/25-28 с присоединением заявки лЪ (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень М 27 (51) М. Кл. 01 М 7/00

G0l (ч 3/32

3Ъвударстаенный камнтет

СССР

l0 делам нзоаретеннй н втнрмтнй (53) УД К 620. 178.. 53+620. 178..3 (088.8) Дата опубликования описания 26.07.82 (72) Asropb> изобретения

В. И. Литвак и В. Г. Ободзинский

1» (7I) Заявитель (54) ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ ВИБРОСТЕНД

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к вибростендам для резонансных изделий на вибропрочность и ус талос тъ.

Известен вибростенд, содержащий по5 следовательно соединенные вибродатчик, фазовращатель, полосовый фильтр, усили тель мощности и вибратор, образующие с в=пытуемым объектом автоколебательный контур, и цепь отрицательной обратной связи, включающую интегратор и автоматический регулятор амплитуды колебаний Г1) .

Однако этим вибростендом невозможно программировать частоты возбужденных 15 колебаний.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является испытательный вибростенд, содержащий последовательно соединенные устройство в виде одного вибродатчика для контроля колебаний испытуемого объекта, фаэовращатель полосовый фильтр, усилитель мощности и вибратор, образующие с испытуемым объектом автоколебательный контур, цепь отрицательной обратной связи, включающую интегратор и автоматический регулятор амплитуды колебаний, и программатор, включащий задатчик длительности или числа циклов ступеней программы испытаний, блок управления и подключенный к нему коммутатор, соединенный с зада чиком уровня возбуждения. Этот вибростенд обеспечивает воэможность проведения программных испытаний прн ступенчатом изменении нагрузки 12) .

Однако в известном вибростенде не предусмотрена воэможность автоматизации процесса перехода от возбуждения колебаний на одной резонансной частоте к возбуждению колебаний на другой резонансной частоте при испытаниях многорезонансных объек тов.

Бель изобретения — автоматизация программных испытаний многорезонансных объектов.

Поставленная цель достигается тем, что в испытательном вибростенде, содер3 94570 жащем, последовательно соединенные ус тройство для контроля колебаний испытуемого объекта, фазовращатель, полосовой филь гр, усилитель мощности и вибратор, образующие с испытуемым объектом авгоколебательный контур, цепь отрицатетп ной обратной связи, включающую интегратор и автоматический регулятор амплитуды колебаний, и программатор, включающий эадатчик длительности или числа Ю циклов ступеней программы испытаний, блок управления и подключенный к нему коммутатор, соединенный с задатчиком уровня возбуждения, устройство для контроля колебаний содержит несколько устанавливаемых на различных элементах испытуемого объекта датчиков, соединенных с фаэовращателем и интегратором через коммутатор, а выходы последнего подключены к управляющим входам фазоврашателя и полосового фильтра.

На чертеже представлена блок-схема описываемого вибростенда.

Вибростенд содержит вибратор 1, уси литель 2 мощности, фазоврашатель 3, по- gg лосовой фильтр 4, устройство 5 для конт роля колебаний испытуемого объекта 6, включающее в себя несколько датчиков 7 (например, датчиков скоростей, ускорений, перемещений или деформаций), установлен- 3О ных на различных элементах испытуемого объекта 6, интегратор 8, выделяющий огибающую выходного сигнала датчиков 7, автоматический регулятор 9 амплитуды колебаний, связанный с органами установ35 ки коэффициента усиления усилителя 2 мощности и снабженный задатчиком 10 уровня возбуждения, программатор 11 дпя программного ступенчатого изменения амплитуд и частот возбуждаемых колебаний в функции числа циклов нагружения или времени. Элементы, обозначенные позициями 1 - 7 образуют автоколебатель ный контур, а позициями 7 - 10 - цепь отрицательной обратной связи. .4S

Программатор 11 включает формирователь 12 входных сигналов, соединенный с усилителем 2 мощности или другим ис, точником импульсных сигналов, вырабатываемых при создании каждого цикла нагружения (при использовании задатчиков длительности .степеней программы связь входа программатора с усилителем

2 отсутствует), делитель 13 частоты (пересчетное устройство), триггерный двоично-десятичный счетчик 14, состоящий из нескольких декад (на чертеже показан счетчик иэ четырех декад), диодные матрицы 15, преобразующие двоично4 4 десятичный код В десятичный, зад& тчики

16 числа циклов каждой иэ H ступеней программы, блоки 17 совпадения, в которых подключены выходы задатчиков 16, блок 18 управления, осуществляющий переключение на следующий этап, сбрасывая счетчик в исходное состояние, ком» мутатор 19, подключенный к блоку 18 и выполненный, например, в виде набора многоконтактных реле по числу ступеней реализуемой программы испытаний.

Полосовый фильгр 4,.фазоврашатель3

-s задатчик 10 регулятора 9 имеют по несколько переключаемых цепочек фиксированной настройки соответственйо полосы пропускания и фазового, сдвига, определяющих частоту возбуждаемых колебаний и коэффициента усиления усилителя 2, определяющего амплитуду возбуждаемых коле баний. Управляющие входы фильтра 4, фа» зоврашателя 3 и задатчика 10 подключены к выходам коммутатора 19, через который датчики 7 включены в автоколебательный контур и цепь отрицательной

o6pBTHoI связи.

Вибростенд работает следующим образом.

Перед началом испытаний экспериментально по предварительно полученным ориентировочным данным программы произво- дится установка датчиков 7 и регулировка цепей фиксированной настройки фильтра

4, фазоврашателя 3 и регулятора 9, обеспечивающая получение колебаний на за- данных резонансных частотах испытуемого объекта 6 с заданными амплитудами.

Ширина полосы пропускания фильтра 4, устанавливаемая при настройке, должна быть достаточной для того, чтобы неболь шие изменения резонансных частот испытуемого объекта в процессе испытаний, обусловленные изменениями его жесткостных и демпфируюших характеристик, не связанными с серьезными разрушениями, не приводили к срыву автоколебаний. Настройка фаэоврашателя 3 должна обеспечивать для резонансных частот (и при указанных выше небольших их изменениях) оптимальные фазовые соотношения между колебаниями испытуемого объекта 6 и возмущающими воздействиями вибратора 1, при которых энергетические затраты для получения заданных амплитуд колебаний минимальны. При нарушении равновесия испытуемой многорезонансный объект 6 начинает совершать. колебании с собственными частотами. Эти колебания восприни- . маются датчиками 7 и преобразуются в электрические сигналы, которые после

5 9457 усиления в усилителе 2 мощности используются для питания вибратора l. Незатухающие колебания поддерживаются за счет положительной обратной связи, по цепи которой поступает энергия, компенсирующая потери энергии в колебательной системе.

В выходном сигнале устройства 5 для контроля колебаний содержатся составляющие с частотами практически всех собст- !О венных колебаний испытуемого объекта 6.

Автоколебания в контуре автоматически устанавливаются на одной из собственных частот, для которой амплитуда составляющей сигнала в цепи положительной обрат- н ной связи максимальна. Для обеспечения преобладания амплитуды той или иной составляющей при программировании частот» ного режима вибростенда используется зависимость амплитуд составляющих от щ мест установки датчиков 7 на объекте, настройки фильтра 4 и фазовращателя 3.

На выходе интегратора 8, подключаемого коммутатором 19 на определенных ступенях программы к соответствующему у датчику 7, вырабатывается электрический сигнал, пропорциональный амплитуде конт ролируемого параметра (смешения, скорости или ускорении) возбуждаемых колеба« ний. Этот сигнал используется для осуществления отрицательной обратной связи в регуляторе 9 амплитуды колебаний.

При наличии рассогласования между заданным и действующим значениями амплитуды колебаний (например, нри изменениях резонансных частот вследствие изменений жесткостных характеристик испытумого объекта) исполнительный орган регулятора 9 воздействует на орган настройки коэффициента усиления усилителя 2 обеспечивая устранение рассогласования.

Испытательный вибростенд, содержаший последовательно соединенные устройство для контроля колебаний испытуемого объекта, фазоврашатель, полосовой фильтр, усилитель мощности и вибратор, образующие с испытуемым объектом автоколебательный контур, цепь отрицательной обратной связи, включающую интегратор и автоматический регулятор амплитуды колебаний, и программатор, включающий задатчик длительности или числа циклов ступеней программы испытаний, блок управления и подключенный к нему коммутатор, соединенный с задатчиком уровня возбуждения, о т л и ч а ю ш и й- с я тем, что, с целью автоматизации программных испытаний многорезонансных объектов, устройство для контроля колебаний содержит несколько устанавливаемых на различных элементах испытуемого объекта датчиков, соединенных с фазоврашателем и интегратором через коммутатор, а выходы последнего подключены к управляющим входам фазоврашателя и полосового фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Максимов В. П., Мамулашвили Г. А.

Автоматический регулятор амплитуды механических колебаний деталей машин.

Материалы семинара Вибрационная техника", сборник 2, М., МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1967, с. 29-35.

2. Авторское свидетельство СССР № 464795, кл. 4 01 М 7/00, 1973 (прототип) .

Электрические импульсы с выхода усилителя 2 после каждого mnuza нагружения поступают на формирователь 12 входных

45 сигналов программатора 11. После о счета заданного задатчиком 16 для данной ступени программы количества циклов блок 18 управления воздействует на коммутатор 19, который выполняет следук . шие операции, связанные с переходом на

50 очередную ступень программы: переключает датчики 7, используемые в цепях обратной связи автоколебательного контура и регулятора 9 амплитуды; переключает дискретные элементы фиксированной

5S настройки частотного фильтра 4, фазовращателя 8, а также задатчика 10 регулятора 9 амплитуды.

04 6

В зависимости от характера варьируе« мых параметров возбуждаемых нагрузок переход от этапа к этапу программы может осуществляться как путем одновременного переключения всех перечисленнЫх цепей, 1. так и путем переключения только некоторых из них.

При существенных изменениях резонансных частот испытуемого объекта, вызванных разрушениями отдельных элементов и происходящих обычно после исчерпания определяемого ресурса, испытания прекращаются.

Изобретение позволяет расширить область воспроизводимых испытательных программ, благодаря чему обеспечиваеч ся возможность имитации при испытаниях условий, близких к эксплуатационным, и повышение достоверности результатов испытаний. формула изобретения