RU2556277C1 - Вибратор для имитации гармонического и случайного воздействий - Google Patents
Вибратор для имитации гармонического и случайного воздействий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2556277C1 RU2556277C1 RU2013154343/28A RU2013154343A RU2556277C1 RU 2556277 C1 RU2556277 C1 RU 2556277C1 RU 2013154343/28 A RU2013154343/28 A RU 2013154343/28A RU 2013154343 A RU2013154343 A RU 2013154343A RU 2556277 C1 RU2556277 C1 RU 2556277C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mandrel
- base
- piezoelectric element
- cylindrical
- disk
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к вибрационной технике. Вибратор содержит корпус и пьезоэлемент. Пьезоэлемент выполнен в виде пакета пьезокерамических колец, к внутренней поверхности которых прикреплены шпоночные элементы, входящие в соответствующие пазы в цилиндрической оправке. Ось симметрии оправки перпендикулярна основанию, а диск, соединенный с оправкой, контактирует своей нижней поверхностью с верхним пьезокерамическим кольцом пьезоэлемента. На верхней поверхности диска установлены измерительные пьезоэлементы. Внешний диаметр диска равен внешнему диаметру пакета пьезокерамических колец, а основание представляет собой прямоугольной формы пластину. Токонепроводящий корпус выполнен в виде цилиндрической обечайки, при этом нижний торец обечайки опирается на кольцо, жестко прикрепленное к верхней плоскости основания, соосно оправке, а верхний ее торец закрыт крышкой с центральным отверстием под наконечник. Устройство также снабжено тензодатчиками, а в цилиндрической оправке выполнена внутренняя полость, заполненная элементами, создающими дополнительное стохастическое движение, При этом в нижней части цилиндрической оправки закреплена при помощи крепежных элементов крышка. Технический результат - расширение частотного диапазона виброускорений. 2 ил.
Description
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для вибрационных испытаний различных объектов, включая комплексные испытания.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является пьезоэлектрический вибратор по патенту РФ №2489698, который содержит корпус, пьезоэлемент и систему подвода электрического напряжения к пьезоэлементу, а пьезоэлемент выполнен в виде пакета пьезокерамических колец, опирающихся на основание, и к внутренней поверхности которых оппозитно друг другу прикреплены шпоночные элементы, входящие в соответствующие пазы в цилиндрической оправке, имеющей во фронтальном сечении Т-образный профиль, при этом ось симметрии оправки перпендикулярна основанию, а диск, жестко соединенный с оправкой и расположенный в верхней части оправки, перпендикулярно ее оси, контактирует своей нижней поверхностью с верхним пьезокерамическим кольцом пьезоэлемента, а на верхней поверхности диска установлены измерительные пьезоэлементы.
Недостаток известного технического решения заключается в сравнительно узком частотном диапазоне виброускорений при динамическом нагружении и при контактном вибровозбуждении объектов.
Технически достижимый результат - расширение частотного диапазона виброускорений.
Это достигается тем, что в вибраторе, содержащем корпус, пьезоэлемент и систему подвода электрического напряжения к пьезоэлементу, пьезоэлемент выполнен в виде пакета пьезокерамических колец, опирающихся на основание, и к внутренней поверхности которых оппозитно друг другу прикреплены шпоночные элементы, входящие в соответствующие пазы в цилиндрической оправке, имеющей во фронтальном сечении Т-образный профиль, при этом ось симметрии оправки перпендикулярна основанию, а диск, жестко соединенный с оправкой и расположенный в верхней части оправки, перпендикулярно ее оси, контактирует своей нижней поверхностью с верхним пьезокерамическим кольцом пьезоэлемента, а на верхней поверхности диска установлены измерительные пьезоэлементы, контактирующие с двухступенчатым цилиндрическим диском, к верхней части которого посредством крепежного элемента присоединен наконечник, передающий изменение линейного размера пакета пьезокерамических колец на деталь станка, при этом внешний диаметр диска равен внешнему диаметру пакета пьезокерамических колец, а основание представляет собой прямоугольной формы пластину с по крайней мере четырьмя пазами для крепления к исследуемому объекту, к верхней плоскости которой прикреплен разъем, через который подается электрическое напряжение на пьезоэлемент, и нижнее пьезокерамическое кольцо которого опирается на верхнюю плоскость основания, а нижняя плоскость оправки расположена с зазором по отношению к верхней плоскости основания, причем токонепроводящий корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки, охватывает пьезоэлемент, при этом нижний торец обечайки опирается на кольцо, жестко прикрепленное к верхней плоскости основания, соосно оправке, а верхний ее торец закрыт крышкой с центральным отверстием под наконечник, при этом в нижней части основания выполнена полость, ось которой соосна с оправкой и отверстием, выполненным в верхней деформируемой части основания, на плоскости которой, обращенной к полости, наклеены тензодатчики, контролирующие величину статического усилия, при этом наклонные отверстия, выполненные в основании, служат для прокладки проводов к тензодатчикам, в вертикальной части цилиндрической оправки, контактирующей с пьезокерамическими кольцами пьезоэлемента, выполнена внутренняя цилиндрическая полость, заполненная элементами, создающими дополнительное стохастическое движение, сочетаемое с гармоническим или случайным воздействием, генерируемым пьезокерамическими кольцами пьезоэлемента, что позволяет получать общий сигнал, содержащий в себе, как гармонические составляющие, так и случайные, с наложением стохастических составляющих, при этом в нижней части цилиндрической оправки закреплена при помощи крепежных элементов крышка.
На фиг.1 показан общий вид вибратора для имитации гармонического и случайного воздействий на узлы станков, в частности фронтальный разрез, на фиг.2 - сечение, перпендикулярное оси симметрии вибратора.
Вибратор для имитации гармонического и случайного воздействий (фиг.1 и 2) содержит пьезоэлемент, выполненный в виде пакета пьезокерамических колец 3, опирающихся на основание 1, и к внутренней поверхности которых оппозитно друг другу прикреплены шпоночные элементы 14, входящие в соответствующие пазы в цилиндрической оправке 4, имеющей во фронтальном сечении Т-образный профиль. Ось симметрии оправки 4 перпендикулярна основанию 1, при этом диск 10, жестко соединенный с оправкой 4 и расположенный в верхней части оправки 4, перпендикулярно ее оси, контактирует своей нижней поверхностью с верхним пьезокерамическим кольцом 3 пьезоэлемента, а на верхней поверхности диска 10 установлены измерительные пьезоэлементы 6, контактирующие с двухступенчатым цилиндрическим диском 11, к верхней части которого посредством крепежного элемента 13 присоединен наконечник 5, передающий изменение линейного размера пакета пьезокерамических колец 3 на деталь станка. При этом внешний диаметр диска 10 равен внешнему диаметру пакета пьезокерамических колец 3. В вертикальной части цилиндрической оправки 4, контактирующей с пьезокерамическими кольцами пьезоэлемента 3, выполнена внутренняя цилиндрическая полость 20, заполненная элементами 21, например выполненными в виде стальных шариков, создающими дополнительное стохастическое движение, сочетаемое с гармоническим или случайным воздействием, генерируемым пьезокерамическими кольцами пьезоэлемента 3, что позволяет получать общий сигнал, содержащий в себе, как гармонические составляющие, так и случайные, с наложением стохастических составляющих. В нижней части цилиндрической оправки 4 закреплена при помощи крепежных элементов 23 крышка 22.
Основание 1 представляет собой прямоугольной формы пластину с по крайней мере четырьмя пазами 18 для крепления к исследуемому объекту, к верхней плоскости которой прикреплен разъем 7, через который подается электрическое напряжение на пьезоэлемент, нижнее пьезокерамическое кольцо 3 которого опирается на верхнюю плоскость основания 1, а нижняя плоскость оправки 4 расположена с зазором по отношению к верхней плоскости основания 1.
Токонепроводящий корпус 2, выполненный в виде цилиндрической обечайки, охватывающей пьезоэлемент, защищает исследователя от высокого напряжения, подаваемого на пьезоэлемент, при этом нижний торец обечайки опирается на кольцо 19, жестко прикрепленное к верхней плоскости основания 1, соосно оправке 4, а верхний ее торец закрыт крышкой 12 с центральным отверстием под наконечник 5.
В нижней части основания выполнена полость 17, ось которой соосна с оправкой 4 и отверстием 9, выполненным в верхней деформируемой части 16 основания, на плоскости которой, обращенной к полости 17, наклеены тензодатчики 8, контролирующие величину статического усилия. Наклонные отверстия 15, выполненные в основании 1, служат для прокладки проводов к тензодатчикам 8 от разъема 7.
При установке вибратора между его наконечником и нагружаемым телом устанавливается зазор на величину, меньшую амплитуды колебаний наконечника вибратора. В результате чего при работе вибратора возникают периодические удары. Верхний частотный диапазон спектра создаваемых импульсов определяется длительностью импульсов (fв=1,5/t; где fв - верхняя частота спектра импульсов Гц, a t - длительность импульса в сек). Длительность импульса, создаваемая вибратором, зависит от его амплитуды, частоты и зазора, который регулируется в процессе установки вибратора на объект. Необязательно иметь натуральный реальный зазор, достаточно, чтобы натяг в стыке вибратора был меньше амплитуды колебаний наконечника вибратора, чтобы во время отхода образовывался зазор, способствующий виброударному режиму работы вибратора.
Вибратор для имитации гармонического и случайного воздействий работает следующим образом.
Переменное усилие создается пьезокерамическими кольцами 3, на которые подается электрическое напряжение через разъем 7. Из-за этого напряжения изменяется толщина пьезоэлемента. Изменение линейного размера столбика пьезоэлементов через оправку 4, измерительные пьезоэлементы 6, наконечник 5 передается на деталь станка, на которое требуется подать силовое воздействие. Величина статического усилия контролируется с помощью тензодатчиков 8, наклеянных на деформирующуюся часть основания 1. Токонепроводящий корпус 2 защищает исследователя от высокого напряжения, подаваемого на пьезоэлементы.
Внутренняя цилиндрическая полость 20, заполненная элементами 21, создающими дополнительное стохастическое движение, сочетаемое с гармоническим или случайным воздействием, генерируемым пьезокерамическими кольцами пьезоэлемента 3, позволяет получать общий сигнал, содержащий в себе, как гармонические составляющие, так и случайные, с наложением стохастических составляющих. Меняя размеры полости 20 и дисперсность элементов 21, добиваются требуемой характеристики входного воздействия.
Claims (1)
- Вибратор для имитации гармонического и случайного воздействий, содержащий корпус, пьезоэлемент и систему подвода электрического напряжения к пьезоэлементу, пьезоэлемент выполнен в виде пакета пьезокерамических колец, опирающихся на основание, и к внутренней поверхности которых оппозитно друг другу прикреплены шпоночные элементы, входящие в соответствующие пазы в цилиндрической оправке, имеющей во фронтальном сечении Т-образный профиль, при этом ось симметрии оправки перпендикулярна основанию, а диск, жестко соединенный с оправкой и расположенный в верхней части оправки, перпендикулярно ее оси, контактирует своей нижней поверхностью с верхним пьезокерамическим кольцом пьезоэлемента, а на верхней поверхности диска установлены измерительные пьезоэлементы, контактирующие с двухступенчатым цилиндрическим диском, к верхней части которого посредством крепежного элемента присоединен наконечник, передающий изменение линейного размера пакета пьезокерамических колец на деталь станка, при этом внешний диаметр диска равен внешнему диаметру пакета пьезокерамических колец, а основание представляет собой прямоугольной формы пластину с по крайней мере четырьмя пазами для крепления к исследуемому объекту, к верхней плоскости которой прикреплен разъем, через который подается электрическое напряжение на пьезоэлемент, и нижнее пьезокерамическое кольцо которого опирается на верхнюю плоскость основания, а нижняя плоскость оправки расположена с зазором по отношению к верхней плоскости основания, причем токонепроводящий корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки, охватывает пьезоэлемент, при этом нижний торец обечайки опирается на кольцо, жестко прикрепленное к верхней плоскости основания, соосно оправке, а верхний ее торец закрыт крышкой с центральным отверстием под наконечник, при этом в нижней части основания выполнена полость, ось которой соосна с оправкой и отверстием, выполненным в верхней деформируемой части основания, на плоскости которой, обращенной к полости, наклеены тензодатчики, контролирующие величину статического усилия, при этом наклонные отверстия, выполненные в основании, служат для прокладки проводов к тензодатчикам, отличающийся тем, что в вертикальной части цилиндрической оправки, контактирующей с пьезокерамическими кольцами пьезоэлемента, выполнена внутренняя цилиндрическая полость, заполненная элементами, создающими дополнительное стохастическое движение, сочетаемое с гармоническим или случайным воздействием, генерируемым пьезокерамическими кольцами пьезоэлемента, что позволяет получать общий сигнал, содержащий в себе, как гармонические составляющие, так и случайные, с наложением стохастических составляющих, при этом в нижней части цилиндрической оправки закреплена при помощи крепежных элементов крышка.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154343/28A RU2556277C1 (ru) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | Вибратор для имитации гармонического и случайного воздействий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154343/28A RU2556277C1 (ru) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | Вибратор для имитации гармонического и случайного воздействий |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013154343A RU2013154343A (ru) | 2015-06-20 |
RU2556277C1 true RU2556277C1 (ru) | 2015-07-10 |
Family
ID=53433397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013154343/28A RU2556277C1 (ru) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | Вибратор для имитации гармонического и случайного воздействий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2556277C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU610320A2 (ru) * | 1977-01-10 | 1978-06-05 | Предприятие П/Я В-2962 | Стержневой пьезоэлектрический преобразователь |
SU1112580A2 (ru) * | 1981-01-16 | 1984-09-07 | Предприятие П/Я В-2962 | Стержневой пьезокерамический излучатель |
US5408168A (en) * | 1991-06-06 | 1995-04-18 | Endress & Hauser Gmbh & Co. | Device for determining and/or monitoring a predetermined filling level in a container |
US5546361A (en) * | 1988-04-28 | 1996-08-13 | Etat Francais As Represented By The Delegue General Pour L'armement | Directional electro-acoustic transducers comprising a sealed sell consisting of two portions |
DE102009022187A1 (de) * | 2009-05-20 | 2010-11-25 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Ultraschallsensor und/oder Ultraschallwandler in einem geschlossenen Gehäuse und ein Herstellungsverfahren |
RU2489698C1 (ru) * | 2012-04-27 | 2013-08-10 | Фан Сагирович Сабиров | Пьезоэлектрический вибратор |
-
2013
- 2013-12-09 RU RU2013154343/28A patent/RU2556277C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU610320A2 (ru) * | 1977-01-10 | 1978-06-05 | Предприятие П/Я В-2962 | Стержневой пьезоэлектрический преобразователь |
SU1112580A2 (ru) * | 1981-01-16 | 1984-09-07 | Предприятие П/Я В-2962 | Стержневой пьезокерамический излучатель |
US5546361A (en) * | 1988-04-28 | 1996-08-13 | Etat Francais As Represented By The Delegue General Pour L'armement | Directional electro-acoustic transducers comprising a sealed sell consisting of two portions |
US5408168A (en) * | 1991-06-06 | 1995-04-18 | Endress & Hauser Gmbh & Co. | Device for determining and/or monitoring a predetermined filling level in a container |
DE102009022187A1 (de) * | 2009-05-20 | 2010-11-25 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Ultraschallsensor und/oder Ultraschallwandler in einem geschlossenen Gehäuse und ein Herstellungsverfahren |
RU2489698C1 (ru) * | 2012-04-27 | 2013-08-10 | Фан Сагирович Сабиров | Пьезоэлектрический вибратор |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013154343A (ru) | 2015-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105910780B (zh) | 一种精确可控非接触试件旋转式磁场疲劳激振与测振装置 | |
NZ752668A (en) | Vibration sensor for fluid leak detection | |
CN104179868B (zh) | 主被动一体式电磁隔振装置 | |
US20140293752A1 (en) | Multi-coil multi-terminal closed-loop geophone accelerometer | |
CN105675241A (zh) | 机械冲击试验设备 | |
US20170212257A1 (en) | Broadband geophone accelerometer | |
US4191869A (en) | Vibration detector device | |
RU2489698C1 (ru) | Пьезоэлектрический вибратор | |
RU2556277C1 (ru) | Вибратор для имитации гармонического и случайного воздействий | |
RU2605503C1 (ru) | Стенд для испытаний упругих элементов виброизоляторов с пьезовибратором | |
CN113532775B (zh) | 一种油浸式电力变压器检测系统 | |
KR20140074630A (ko) | 비접촉식 진동특성 측정장치 | |
RU2556278C1 (ru) | Способ имитации гармонического и случайного воздействий | |
FI20195599A1 (fi) | Muunninjärjestely | |
KR20100077657A (ko) | 다축제어형 하이브리드 능동마운트 | |
CN203275217U (zh) | 一种高精度动态加载疲劳试验装置 | |
US2913701A (en) | Electrodynamic transducers for vibrations transmitted through solids | |
RU152648U1 (ru) | Двухканальный акселерометр | |
RU128328U1 (ru) | Вибратор | |
RU202246U1 (ru) | Пьезоэлектрический акселерометр | |
RU2582910C1 (ru) | Пьезоакселерометр | |
RU2709420C1 (ru) | Объемный датчик механических колебаний | |
CN109060119B (zh) | 一种多通道振动传感器与应变传感器校准装置 | |
RU2019135452A (ru) | Стенд для испытаний упругих элементов виброизоляторов | |
US3664175A (en) | Velocity gauge |