RU2538075C1

RU2538075C1 - Bench for vibration resistance tests

Info

Publication number: RU2538075C1
Application number: RU2013126307/28A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Александрович Андреев; Елена Владимировна Гусева; Татьяна Евгеньевна Семенова; Елена Викторовна Шошина
Original assignee: Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева"
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2015-01-10
Also published as: RU2013126307A

Abstract

FIELD: test equipment.

SUBSTANCE: invention refers to test equipment and can be applied in various industries for vibration resistance tests in three mutually perpendicular directions. Device includes vibrator with table bearing a fixture for test object fixation. The fixture allows for test object re-orientation and fixation in three mutually perpendicular directions without object dismounting. Fixture case features two mobile frames, one mounted in the other, with mutually perpendicular rotation axes, so that the frames can turn by 90° around the axes, and each frame has a device for locking after re-orientation in the form of disc brake and wedge clamp. Internal frame includes a unit for torque transmission from a drive to the object. Vibrator base features a portal in the form of rack and support, its horizontal beam bearing two rollers on brackets, with roller output shaft pulley connected in series with work pulley of the device for tests in dynamic mode of object.

EFFECT: possible vibration resistance test in three mutually perpendicular directions without object dismounting, enabled testing of articles in static and dynamic modes of the object state.

13 dwg

Description

Изобретение относится к вспомогательному оборудованию и может быть использовано в различных отраслях промышленности для испытания изделий на виброустойчивость в трех взаимно перпендикулярных положениях, т.е. по осям X, Y, Z.The invention relates to auxiliary equipment and can be used in various industries for testing products for vibration resistance in three mutually perpendicular positions, i.e. along the axes X, Y, Z.

Известен стенд для испытания изделий на вибрацию (см. патент RU 2178877, G01M 7/02, 27.08.2001 г.), принятый за прототип. Стенд состоит из вибровозбудителя, приспособления для закрепления изделий, установленного с возможностью переориентации и фиксации в трех взаимно перпендикулярных положениях, устройства для размещения приспособления с изделием, выполненного в виде куба и содержащего посадочные места, выполненные на его гранях.A well-known stand for testing products for vibration (see patent RU 2178877, G01M 7/02, 08/27/2001), adopted as a prototype. The stand consists of a vibration exciter, a device for fixing products, installed with the possibility of reorientation and fixing in three mutually perpendicular positions, a device for placing a device with a product made in the form of a cube and containing seats made on its faces.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- наличие трехкратной перестановки приспособления с изделием с одной на другую грани устройства, выполненного виде куба;- the presence of a triple rearrangement of the device with the product from one to the other side of the device, made in the form of a cube;

- невозможность проведения испытания в динамическом режиме изделия, только в статическом.- the impossibility of testing in the dynamic mode of the product, only in static.

Задача предложенного изобретения заключается в расширении функциональных возможностей стенда, уменьшении вспомогательного времени при его эксплуатации.The objective of the proposed invention is to expand the functionality of the stand, reducing auxiliary time during its operation.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в создании специального стенда, обеспечивающего возможность проведения испытания изделий на виброустойчивость по трем взаимно перпендикулярным направлениям X, Y, Z за одну установку изделия в приспособление, а также обеспечивающего возможность проведения испытания изделий в статическом и динамическом режимах состояния изделия.The technical result to which the invention is directed is to create a special stand that provides the ability to test products for vibration resistance in three mutually perpendicular directions X, Y, Z for one installation of the product in the device, as well as providing the ability to test products in static and dynamic product status modes.

Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для испытания изделий на виброустойчивость, содержащем вибратор со столом, на котором установлено приспособление для закрепления в нем испытываемого изделия, имеющее возможность производить переориентацию и фиксацию изделия в трех взаимно перпендикулярных положениях без снятия его с приспособления, новым является то, что на основании вибратора установлен портал в виде стойки и опоры, на горизонтальной балке которой на специальных кронштейнах установлены два привода, шкив выходного вала их поочередно соединяется резиновым пассиком с рабочим шкивом приспособления при испытаниях в динамическом режиме изделия.The specified technical result is achieved by the fact that in the stand for testing products for vibration resistance, containing a vibrator with a table on which there is a device for fastening the tested product in it, having the ability to reorient and fix the product in three mutually perpendicular positions without removing it from the device, new is that on the basis of the vibrator a portal is installed in the form of a rack and support, on the horizontal beam of which two drives are installed on special brackets, a pulley yhodnogo shaft connects them one rubber rubber belt pulley with a working device in the tests in dynamic mode products.

Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

на фиг.1 - стенд для испытания изделий на виброустойчивость (главный вид - наладка проведения испытания по осям Y и Z);figure 1 - stand for testing products for vibration resistance (the main view is the setup of the test along the axes Y and Z);

на фиг.2 - стенд для испытания изделий на виброустойчивость (главный вид - наладка проведения испытания по оси X);figure 2 - stand for testing products for vibration resistance (the main view is the setup of the test along the X axis);

на фиг.3 - привод;figure 3 - drive;

на фиг.4 - приспособление (сечение по В-В);figure 4 is a device (section along BB);

на фиг.5 - приспособление (сечение по Б-Б);figure 5 - device (section BB);

на фиг.6 - приспособление (вид А);figure 6 - device (type A);

на фиг.7 - приспособление (сечение по Е-Е);in Fig.7 - the device (cross-section on EE);

на фиг.8 - приспособление (сечение по Ж-Ж);on Fig - a fixture (section according to FJ);

на фиг.9 - приспособление (вид Г);figure 9 is a device (view G);

на фиг.10 - приспособление (вид Д);figure 10 - device (type D);

на фиг.11 - приспособление (вид И);figure 11 is a device (type And);

на фиг.12 - приспособление (вид К);in Fig.12 - the device (type K);

на фиг.13 - приспособление (сечение по Л-Л, М-М).in Fig.13 - device (section along L-L, MM).

Стенд состоит из вибратора 1 со столом, на котором установлена плита 2, имеющая восемь радиально расположенных Т-образных пазов, в которые вставлены болты 3, с помощью которых жестко крепится к данной плите приспособление 4, в которое устанавливается испытываемое изделие. В основание вибратора 1, в имеющиеся в нем резьбовые отверстия, вворачиваются два пальца 5, на один из которых устанавливается опора 6, на другой - стойка 7. В свою очередь, на горизонтальной балке опоры 6 установлены специальные кронштейны 8 и 9, на которых закреплен привод 10. С помощью кронштейнов 8 и 9 можно производить регулировку положения привода относительно приспособления. Привод состоит из электродвигателя 11, жестко соединенного с корпусом 12, в расточках которого на подшипниках установлены валики 13 и 14, причем валик 13 соединен с выходным валом электродвигателя и на нем же размещен ведущий шкив 15, который с помощью резинового пассика 16 соединен со шкивом 17, установленным на выходном конце валика 14, там же установлен ведущий шкив 18 второй ступени передачи, который соединяется резиновым пассиком 19 со шкивом 20 приспособления. В свою очередь, приспособление 4 состоит из корпуса 21, между параллельными стенками которого установлена рамка 22, которая может поворачиваться на 90° вокруг оси Z на двух опорах скольжения 23 и 24, жестко соединенных с рамкой. Опора 24 по торцевой поверхности контактирует с диском 25, жестко соединенным с корпусом. В диске 25 выполнены четыре концентрических паза 26 на угол 90°, через которые проходят четыре болта 27, соединяющие фланец 28 с опорой 24 через втулки 29, запрессованные в последнюю. Для устранения зазоров в опоре 23 и ее надежной фиксации служат два клиновидных сухаря 30 и 31, стягиваемых винтом 32. Сухари 30 и 31 установлены в сквозном отверстии, выполненном в стенке корпуса над опорой. Внутри рамки 22 установлена рамка 33, которая может поворачиваться на 90° вокруг оси Х на двух опорах скольжения, причем опорами являются точно обработанные по соответствующей посадке поверхности 34 и 35 самой рамки. На поверхность 34 напрессована и закреплена втулка 36 с высокой термообработкой для уменьшения повреждения поверхности при работе зажимных сухарей 30 и 31. Правый торец рамки 33 контактирует с диском 25, аналогичным выше описанному. Четыре болта 37, проходящие через диск, соединяют фланец 38 с рамкой 33 через втулки 29, запрессованные в последнюю. В отверстие левого торца рамки 33 вставлен стакан 39, в котором на подшипниках установлен пустотелый валик 40, на выходной конец которого установлен шкив 20, а с другой стороны в точно обработанное отверстие вставлено водило 41, имеющее на цилиндрической части резьбу. Крутящий момент от валика передается Г-образной шпонкой 42. Валик 40 на правом торце имеет расточку, в которую вставлена гайка 43, навернутая на резьбовую часть водила 41. В гайке имеется кольцевая канавка, в которую вложено резиновой кольцо 44, которое выполняет функцию тормоза и препятствует проворачиванию гайки при вращении валика. Гайка в расточке от осевого перемещения удерживается планкой 45. Водило 41 на торце имеет небольшой фланец с усиком 46. Усик выполнен с возможностью зацепления с вращающейся частью испытываемого изделия только при испытаниях в динамическом режиме. Винты 47 служат для надежной фиксации гайки 43. На внутренней поверхности 48 рамки установлена призма 49 для размещения изделия. Для закрепления изделия в призме 49 служат: стойка 50, жестко соединенная с призмой; прижим 51, шарнирно соединенный со стойкой, и откидной болт 52 с гайкой 53. Для установки колодки с закрепленным на ней изделием служат две шпильки 54, а для фиксации - гайки 55. Для правильного ориентирования изделия при установке его в призму и для надежной фиксации его при испытаниях по оси Х служит база 56. Для крепления изделия к базе служат винты 57 и гайки 58. Паз 59 в базе служит для ориентирования изделия в призме по штифту 60, установленному в призме. Болт 61 позволяет надежно зафиксировать изделие от осевого перемещения.The stand consists of a vibrator 1 with a table on which a plate 2 is installed, having eight radially arranged T-grooves, into which bolts 3 are inserted, with the help of which the device 4 into which the tested product is mounted is rigidly attached to this plate. Two fingers 5 are screwed into the base of the vibrator 1, into the threaded holes therein, on one of which a support 6 is mounted, on the other - a stand 7. In turn, on the horizontal beam of the support 6 there are special brackets 8 and 9, on which are fixed drive 10. Using the brackets 8 and 9, you can adjust the position of the drive relative to the device. The drive consists of an electric motor 11, rigidly connected to the housing 12, in the bores of which rollers 13 and 14 are mounted on the bearings, the roller 13 being connected to the output shaft of the electric motor and driving pulley 15 placed on it, which is connected to the pulley 17 using a rubber strap 16 mounted on the output end of the roller 14, there is also installed a drive pulley 18 of the second transmission stage, which is connected by a rubber strap 19 to the pulley 20 of the device. In turn, the device 4 consists of a housing 21, between the parallel walls of which a frame 22 is mounted, which can rotate 90 ° around the Z axis on two sliding bearings 23 and 24, rigidly connected to the frame. The support 24 on the end surface is in contact with the disk 25, rigidly connected to the housing. Four concentric grooves 26 are made in the disk 25 at an angle of 90 °, through which four bolts 27 pass, connecting the flange 28 to the support 24 through the bushings 29, pressed into the latter. To eliminate the gaps in the support 23 and its reliable fixation, two wedge-shaped crackers 30 and 31 are pulled together by a screw 32. The crackers 30 and 31 are installed in a through hole made in the wall of the housing above the support. A frame 33 is mounted inside the frame 22, which can be rotated 90 ° about the X axis on two sliding bearings, the supports being precisely machined to the corresponding fit of the surface 34 and 35 of the frame itself. A sleeve 36 with high heat treatment is pressed onto the surface 34 and fixed to reduce surface damage during operation of the clamping crackers 30 and 31. The right end of the frame 33 is in contact with the disk 25, similar to that described above. Four bolts 37 passing through the disk connect the flange 38 to the frame 33 through the bushings 29, pressed into the latter. A cup 39 is inserted into the hole of the left end of the frame 33, in which a hollow roller 40 is mounted on the bearings, a pulley 20 is mounted on its output end, and, on the other hand, a carrier 41 having a thread on the cylindrical part is inserted. The torque from the roller is transmitted by the L-shaped key 42. The roller 40 at the right end has a bore in which a nut 43 is inserted, screwed onto the threaded part of the carrier 41. The nut has an annular groove in which a rubber ring 44 is inserted, which acts as a brake and prevents the nut from turning when the roller rotates. The nut in the bore from axial movement is held by the strap 45. The carrier 41 at the end has a small flange with a antenna 46. The antenna is designed to engage with the rotating part of the test product only during dynamic tests. Screws 47 serve to securely fix the nut 43. A prism 49 is installed on the inner surface 48 of the frame to accommodate the product. To fix the product in the prism 49 are: stand 50, rigidly connected to the prism; a clamp 51 pivotally connected to the stand, and a hinge bolt 52 with a nut 53. Two studs 54 are used to install the block with the product attached to it, and nuts 55 are used for fixing. For proper orientation of the product when installing it in a prism and for its reliable fixation when testing along the X axis, the base 56 is used. For fixing the product to the base, screws 57 and nuts 58 are used. The groove 59 in the base serves to orient the product in the prism along the pin 60 installed in the prism. The bolt 61 allows you to reliably fix the product from axial movement.

Стенд для испытания изделий на виброустойчивость работает следующим образом. Перед проведением испытания необходимо к изделию 62 (в качестве примера рассматривается испытание гирокоординатора) прикрепить базу 56 с помощью винтов 57 и гаек 58, далее изделие в сборе с базой установить в призму 49 так, чтобы штифт 60, установленный в призме, вошел в паз 59 базы, после чего в нее ввернуть и затянуть до отказа болт 61. Изделие закрепить в призме прижимом 51 с помощью откидного болта 52, затянув гайку 53. На верхнюю плоскость прижима на две шпильки 54 установить колодку 63 с припаянными выводами кабеля от изделия и зафиксировать ее гайками 55. Проверить и при необходимости затянуть сначала все болты 27 и 37, а потом винты 32. В данном положении приспособления производится испытание изделия на виброустойчивость по оси Y в статическом режиме. Далее включается вибратор 1 и испытания проводятся по определенной программе с изменяющимися амплитудой колебаний, частотой и величиной ускорения. Для проведения испытания в динамическом режиме, т.е. когда подвижные элементы (вал, фланец и т.д.) изделия при испытании должны вращаться и при этом контролируются его технические характеристики, необходимо выполнить следующее, придерживая за шкив 20 валик 40 от проворота, вращением гайки 43 подвести водило 41 до контакта с изделием так, чтобы усик 46 водила вошел в зацепление с вращающейся частью изделия после чего завернуть винты 47, зафиксировав гайку 43. К колодке 63 подсоединить разъем кабеля от аппаратуры контроля технических характеристик (осциллограф, ПК и т.д.). Шкив 18 привода 10 и шкив 20 приспособления 4 соединить резиновым пассиком 19, натяжение которого осуществляется перемещением привода по кронштейну 8. Электродвигатель 11 привода подключается к источнику питания, начинает вращаться водило и, следовательно, вращается и подвижная часть изделия, включается аппаратура контроля и вибратор 1.Stand for testing products for vibration resistance works as follows. Before the test, it is necessary to attach the base 56 to the product 62 (the gyro-coordinator test is considered as an example) by using screws 57 and nuts 58, then install the complete assembly with the base into the prism 49 so that the pin 60 installed in the prism enters the groove 59 base, then screw and tighten the bolt 61 into it. Secure the product in the prism with the clamp 51 using the hinged bolt 52, tightening the nut 53. On the upper plane of the clamp with two studs 54, install the block 63 with the soldered cable leads from the product and fix it nuts and 55. Check and, if necessary, tighten first all the bolts 27 and 37, and then the screws 32. In this position of the device, the product is tested for vibration resistance along the Y axis in static mode. Next, the vibrator 1 is turned on and the tests are carried out according to a specific program with varying vibration amplitude, frequency and acceleration value. For testing in dynamic mode, i.e. when the movable elements (shaft, flange, etc.) of the product must be rotated during testing and its technical characteristics are controlled, it is necessary to do the following, holding roller 40 by the pulley 20 from rotation, turn the carrier 41 by turning the nut 43 until it contacts the product so so that the driver bar 46 engages with the rotating part of the product and then tighten the screws 47, fixing the nut 43. To the block 63, connect the cable connector from the technical control equipment (oscilloscope, PC, etc.). Drive pulley 18 of drive 10 and tool pulley 20 of rubber 4, which is tensioned by moving the drive along the bracket 8. The drive motor 11 is connected to a power source, the carrier starts to rotate and, therefore, the movable part of the product also rotates, control equipment and vibrator 1 turn on .

Испытание проводится по программе. После окончания испытания по оси Y отключаются вибратор, аппаратура контроля и электродвигатель. Для проведения испытания по оси Z необходимо выполнить следующее: ничего не снимая, только ослабить винт 32, чтобы разжались сухари 30 и 31, которые фиксируют втулку 36 левой опоры рамки 33, и ослабить четыре болта 37, при этом диск 25 освобождается от двухстороннего сжатия между правым торцом рамки 33 и фланцем 38 (здесь использован принцип работы дискового тормоза), после чего рамка 33 поворачивается на 90° вокруг оси X, далее все производится в обратной последовательности - сначала затягиваются болты 37, потом винт 32, снова включаются электродвигатель привода, аппаратура контроля и вибратор. Испытание проводится по той же программе, по окончании испытания все отключается. Для проведения испытания по оси Х необходимо выполнить следующее, со шкивов 18 и 20 снять резиновый пассик 19, ослабить винт 32, чтобы разжались сухари 30 и 31, которые фиксируют опору 23 рамки 22 и ослабить четыре болта 27, при этом диск 25 освобождается от двухстороннего сжатия между опорой 24 и фланцем 28, после чего рамка 22 поворачивается на 90° вокруг оси Z, далее сначала затягиваются болты 27, потом винт 32, на шкив 18 привода 10, установленного на кронштейне 9, и на шкив 20 приспособления устанавливается резиновый пассик 19, натяжение которого осуществляется перемещением кронштейна 9 по горизонтальной балке опоры 6, включаются электродвигатель привода, аппаратура контроля и вибратор. Испытание проводится по той же программе, по окончании которой все отключается. Испытание изделия по трем осям X, Y, Z закончено. Для того чтобы снять изделие с приспособления, необходимо снять пассик 19 со шкивов 18 и 20, ослабить сначала все болты 27 и 37, затем винты 32 и повернуть сначала рамку 22, затем рамку 33 в исходное положение, от колодки 63 отсоединить разъем кабеля от аппаратуры контроля, отвернуть гайки 55 и снять колодку со шпилек 54, ослабить винты 47 и, придерживая за шкив 20 валик 40 от проворота, вращением гайки 43 отвести водило 41 от изделия 62. Отвернуть гайку 53, отвести в сторону откидной болт 52, поднять прижим 51 и, отвернув болт 61, снять изделие в сборе с базой 56 с призмы 49, отвернуть гайки 58, снять базу с винтов 57. Процесс испытания изделия на виброустойчивость закончен полностью. Испытание по осям Z и Х в статическом режиме аналогичен описанному выше для динамического режима только без подключения привода.The test is carried out according to the program. After the test on the Y axis, the vibrator, control equipment and electric motor are turned off. To conduct the Z-axis test, it is necessary to do the following: without loosening anything, just loosen the screw 32 so that the crackers 30 and 31, which fix the sleeve 36 of the left frame support 33, loosen, and loosen the four bolts 37, while the disk 25 is freed from two-sided compression between the right end of the frame 33 and the flange 38 (the principle of the disk brake is used here), after which the frame 33 is rotated 90 ° around the X axis, then everything is done in the reverse order - first tighten the bolts 37, then the screw 32, the motor turns on again rivoda, control equipment and a vibrator. The test is carried out according to the same program, at the end of the test everything is turned off. To carry out the X-axis test, it is necessary to do the following: remove the rubber belt 19 from the pulleys 18 and 20, loosen the screw 32 so that the crackers 30 and 31, which fix the support 23 of the frame 22, loosen and loosen the four bolts 27, while the disk 25 is freed from double-sided compression between the support 24 and the flange 28, after which the frame 22 is rotated 90 ° around the Z axis, then the bolts 27 are tightened first, then the screw 32, on the pulley 18 of the actuator 10 mounted on the bracket 9, and a rubber strap 19 is mounted on the pulley 20 of the device which is tensioned by moving the bracket 9 along the horizontal beam of the support 6, the drive motor, control equipment and vibrator are turned on. The test is carried out according to the same program, at the end of which everything is turned off. Testing of the product in three axes X, Y, Z is completed. In order to remove the product from the device, it is necessary to remove the strap 19 from the pulleys 18 and 20, first loosen all the bolts 27 and 37, then the screws 32 and first turn the frame 22, then the frame 33 to its original position, disconnect the cable connector from the equipment from the block 63 of control, unscrew the nuts 55 and remove the block from the studs 54, loosen the screws 47 and, holding the pulley 20 from the rotation by the pulley 20, turn the carrier 41 from the product 62 by turning the nut 43. Unscrew the nut 53, take the hinged bolt 52 towards the side, raise the clamp 51 and, having unscrewed the bolt 61, remove the complete assembly with the base 56 from the prism 49, unscrew the nuts 58, remove the base from the screws 57. The process of testing the product for vibration resistance is completed completely. The test on the Z and X axes in static mode is similar to that described above for dynamic mode only without connecting a drive.

Claims

A stand for testing products for vibration resistance, comprising a vibrator with a table on which a device is mounted for fixing the tested product in it, having the ability to reorient and fix the product in three mutually perpendicular positions, characterized in that a portal in the form of a rack and a support is installed on the basis of the vibrator , on the horizontal beam of which two drives are mounted on special brackets, the output shaft pulley is alternately connected with a rubber belt to the working pulley Nia when tested in a dynamic mode products.