RU2557851C2

RU2557851C2 - Method of testing machine units under study

Info

Publication number: RU2557851C2
Application number: RU2013154346/02A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2015-07-27
Also published as: RU2013154346A

Abstract

FIELD: testing equipment.

SUBSTANCE: invention relates to testing equipment and can be used for complex studies of metal-cutting machines. The method comprises a pulsed exposure with the predetermined parameters on the test surface of the test unit of the machine with the quick-changeable element of the impact device on which an additional quick-changeable element is mounted, made in the form of a solid cylinder with a given weight, at that the force applied to the study unit is measured by the piezoelectric dynamometer attached to the unit of data processing. To simulate the random pulsed exposure on the said test surface the exposure is performed by the said impact device on which the additional quick-changeable element is mounted, formed with a cavity containing steel balls.

EFFECT: use of the invention enables the study machine units with exposure on them of random pulsed exposures.

1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике.The invention relates to a testing technique.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является способ, изложенный в патенте РФ №2489697 от 10.08.13, в котором посредством пьезоэлектрического динамометра и ударного элемента производят анализ импульсного и случайного воздействий на узлы станка.The closest technical solution to the technical nature and the achieved result is the method described in the patent of the Russian Federation No. 2489697 from 08/10/13, in which by means of a piezoelectric dynamometer and impact element an analysis of pulsed and random effects on the nodes of the machine.

Недостаток известного технического решения заключается в отсутствии имитации случайного воздействия при контактном вибровозбуждении объектов станкостроения.A disadvantage of the known technical solution lies in the lack of simulation of accidental exposure during contact vibration excitation of machine tools.

Технический результат заключается в расширении частотного спектра вибровозбуждения путем обеспечения возможности имитации случайного воздействия при контактном вибровозбуждении объектов станкостроения.The technical result consists in expanding the frequency spectrum of vibrational excitation by providing the ability to simulate random effects in contact vibrational excitation of machine tool objects.

Это достигается тем, что в способе испытания узлов станка при исследовании, включающем импульсное воздействие с заданными параметрами на испытательную поверхность исследуемого узла быстросменным элементом ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный в виде сплошного цилиндра с заданной массой, при этом подаваемое на исследуемый узел усилие измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра, подключенного к блоку обработки данных, а затем осуществляют имитацию случайного импульсного воздействия на упомянутую испытательную поверхность посредством упомянутого ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный с полостью, содержащей стальные шарики.This is achieved by the fact that in the method of testing the nodes of the machine during the study, which includes a pulsed action with predetermined parameters on the test surface of the test node by a quick-change element of the percussion device, onto which an additional replaceable element is made, made in the form of a continuous cylinder with a given mass, while being supplied to the test the force unit is measured using a piezoelectric dynamometer connected to the data processing unit, and then a random pulse acting on said test surface by means of said percussion device, onto which an additional interchangeable element is mounted, made with a cavity containing steel balls.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления предложенного способа.The drawing shows a diagram of a device for implementing the proposed method.

Устройство для осуществления предложенного способа содержит быстросменный ударный элемент 1, расположенный соосно корпусу 3 и выполненный из эластомера, который посредством втулки 18 крепится к мембранному передающему элементу 2, закрепленному на цилиндрическом корпусе 3 посредством фланца 16, расположенному перпендикулярно оси корпуса 3, с помощью винтов 17. Внутри корпуса 3 и соосно ему расположен мембранный передающий элемент 2, который имеет цилиндро-коническую часть, установленную в корпусе с тороидальным зазором 15 в нижней части, имеющем лепестковую форму в сечении торообразующей поверхности. Мембранный передающий элемент 2 соединен резьбовой частью 14 шпильки 13, расположенной по оси корпуса, с основной массой 5 ударного устройства, контактирующей с пьезоэлектрическим динамометром 4, помещенным в диэлектрическую защитную оболочку 22. Напряжение, возникающее при ударном или случайном воздействиях отводится от пьезоэлектрического динамометра 4 через контактный элемент 21, закрепленный в корпусе 3и связанный проводом 24 с контактным элементом 19, закрепленным в полой цилиндрической рукоятке 9 ударного устройства, при этом провод 24 закреплен в хомуте 20, жестко связанном с внешней поверхностью рукоятки 9, ось которой расположена перпендикулярно оси корпуса 3, и которая посредством резьбовой части 10 жестко фиксируется в резьбовом отверстии 11 основной массы 5. Над основной массой 5 расположена дополнительная масса 6 ударного устройства, выполненная в виде сплошного цилиндра (на чертеже не показано), и в которой выполнено осесимметричное резьбовое отверстие 7, в которое входит резьбовая часть выступа 8, составляющая одно целое с основной массой 5, которая в свою очередь посредством винтов 12 крепится к корпусу 3, а в торцевую поверхность резьбовой части выступа 8 упирается головка шпильки 13, связывающей основную массу 5 ударного устройства с мембранным передающим элементом 2 через пьезоэлектрический динамометр 4, в котором выполнено центральное осесимметричное отверстие 23, через которое проходит гладкая цилиндрическая часть шпильки 13.A device for implementing the proposed method comprises a quick-change shock element 1 located coaxially to the housing 3 and made of elastomer, which, by means of the sleeve 18, is attached to the membrane transmitting element 2, mounted on the cylindrical housing 3 by means of a flange 16 located perpendicular to the axis of the housing 3, using screws 17 . Inside the housing 3 and coaxially to it is a membrane transmitting element 2, which has a cylindrical-conical part installed in the housing with a toroidal gap 15 in the lower part, I have I eat a petal shape in section toroobrazuyuschey surface. The membrane transmitting element 2 is connected by a threaded part 14 of the stud 13 located along the axis of the housing with the main mass 5 of the percussion device in contact with the piezoelectric dynamometer 4 placed in the dielectric protective sheath 22. The voltage arising from shock or accidental impacts is removed from the piezoelectric dynamometer 4 through a contact element 21 fixed in the housing 3 and connected by a wire 24 with a contact element 19 fixed in the hollow cylindrical handle 9 of the percussion device, while the wire 24 fixed in the clamp 20, rigidly connected with the outer surface of the handle 9, the axis of which is perpendicular to the axis of the housing 3, and which through the threaded part 10 is rigidly fixed in the threaded hole 11 of the main mass 5. Above the main mass 5 is an additional mass 6 of the percussion device, made in in the form of a solid cylinder (not shown in the drawing), and in which an axisymmetric threaded hole 7 is made, into which the threaded part of the protrusion 8, which is integral with the main mass 5, which in turn The screws 12 are attached to the housing 3, and the head of the stud 13, which connects the main mass 5 of the percussion device with the membrane transmitting element 2 through the piezoelectric dynamometer 4, in which a central axisymmetric hole 23 through which a smooth cylindrical stud part 13.

Дополнительная масса 6 ударного устройства, выполненная в виде сплошного цилиндра, служит для имитации импульсного воздействия, и она является сменной для проведения испытаний по предложенному способу.The additional mass 6 of the percussion device, made in the form of a continuous cylinder, serves to simulate a pulsed action, and it is replaceable for testing according to the proposed method.

Дополнительная масса 6 ударного устройства для проведения испытаний посредством случайного воздействий на узлы станка, в своей верхней части, содержит полость 26, герметично закрытую крышкой 27 посредством винтов 28, в которой размещены элементы 29, создающие имитацию случайного воздействия, выполненные, например, в виде стальных шариков.The additional mass 6 of the percussion device for testing by randomly acting on the machine components, in its upper part, contains a cavity 26 sealed by a cover 27 by means of screws 28, in which there are elements 29 that create a simulated accidental impact, made, for example, in the form of steel balls.

Устройство для осуществления предложенного способа работает следующим образом.A device for implementing the proposed method works as follows.

При ударе об испытательную поверхность 25 исследуемого объекта (на чертеже не показан) посредством быстросменного ударного элемента 1 имитируется импульсное или случайное возбуждение. Подаваемое на исследуемый объект усилие измеряется с помощью пьезоэлектрического динамометра 4. Дополнительной массой 6 и материалом ударной части 1 можно менять продолжительность импульса, а значит, и частотный диапазон спектра возбуждения. Напряжение, возникающее при ударном или случайном воздействиях, отводится от пьезоэлектрического динамометра 4 через контактный элемент 21, закрепленный в корпусе 3 и связанный проводом 24 с контактным элементом 19, закрепленным в полой цилиндрической рукоятке 9 ударного устройства. Сигналы от пьезоэлектрического динамометра 4 передаются в блок обработки данных (на чертеже не показан), в котором частотные характеристики получают с помощью спектрального анализа сложных сигналов, основу которого составляет быстрое преобразование Фурье, например с помощью двухканального анализатора (на чертеже не показан), выполняющего быстрое преобразование Фурье, и измеряющего сигналы возбуждения от ударного устройства, и реакции их на испытательной поверхности 25 исследуемого объекта, затем определяют частотные характеристики на основе этих измерений. Элементы 29, размещенные в полости 26 дополнительной массы 6 ударного устройства, создают имитацию случайного воздействия.When you hit the test surface 25 of the investigated object (not shown) by means of a quick-change shock element 1, impulse or random excitation is simulated. The force applied to the object under study is measured using a piezoelectric dynamometer 4. An additional mass of 6 and the material of the shock part 1 can be used to change the pulse duration, and hence the frequency range of the excitation spectrum. The voltage arising from shock or accidental impacts is discharged from the piezoelectric dynamometer 4 through the contact element 21 fixed in the housing 3 and connected by a wire 24 to the contact element 19 fixed in the hollow cylindrical handle 9 of the percussion device. The signals from the piezoelectric dynamometer 4 are transmitted to a data processing unit (not shown in the drawing), in which the frequency characteristics are obtained using spectral analysis of complex signals, the basis of which is fast Fourier transform, for example, using a two-channel analyzer (not shown), which performs fast the Fourier transform, and measuring the excitation signals from the shock device, and their reactions on the test surface 25 of the investigated object, then determine the frequency characteristics on basis of these measurements. Elements 29 located in the cavity 26 of the additional mass 6 of the percussion device, create a simulated random effect.

Способ имитации импульсного и случайного воздействий на узлы станков осуществляют следующим образом.A method of simulating pulsed and random effects on machine nodes is as follows.

Испытательную поверхность 25 исследуемого объекта очищают от посторонних предметов, например стружки, пыли, других объектов, которые могут внести погрешность в результаты испытаний за счет наличия флуктуации массы этих объектов.The test surface 25 of the test object is cleaned of foreign objects, such as chips, dust, other objects that may introduce errors in the test results due to the presence of fluctuations in the mass of these objects.

Затем устанавливают быстросменный ударный элемент 1 и воздействуют им (ударяют) в зависимости от уровня требуемой имитации импульсного возбуждения, при этом устанавливают дополнительную массу 6 ударного устройства, выполненную в виде сплошного цилиндра.Then install a quick-change shock element 1 and act upon it (strike) depending on the level of the desired simulation of pulse excitation, while installing an additional mass 6 of the shock device, made in the form of a solid cylinder.

Производят удар посредством рукоятки 9 по испытательной поверхности 25 исследуемого объекта. При этом подаваемое на исследуемый объект усилие измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра 4. Величиной дополнительной массы 6 и подбором материала ударной части 1 меняют продолжительность импульса, а следовательно, и частотный диапазон спектра возбуждения. Сигналы от пьезоэлектрического динамометра 4 передают в блок обработки данных (на чертеже не показан), в котором частотные характеристики получают с помощью спектрального анализа сложных сигналов, основу которого составляет быстрое преобразование Фурье, и определяют реакции их на испытательной поверхности 25 исследуемого объекта, затем строят частотные характеристики на основе этих измерений.Make a blow through the handle 9 on the test surface 25 of the investigated object. In this case, the force applied to the test object is measured using a piezoelectric dynamometer 4. The magnitude of the additional mass 6 and the selection of the material of the shock part 1 change the pulse duration, and hence the frequency range of the excitation spectrum. The signals from the piezoelectric dynamometer 4 are transmitted to a data processing unit (not shown in the drawing), in which the frequency characteristics are obtained by spectral analysis of complex signals, the basis of which is the fast Fourier transform, and their reactions are determined on the test surface 25 of the test object, then the frequency characteristics based on these measurements.

После этого производят смену дополнительной массы 6 ударного устройства, выполненной в виде сплошного цилиндра, на дополнительную массу 6 ударного устройства, в которой размещают элементы 29, в ее полости 26, и создают имитацию случайного воздействия при ударе об испытательную поверхность 25 исследуемого объекта. При этом также сигналы от пьезоэлектрического динамометра 4 передают в блок обработки данных, в котором получают частотные характеристики.After this, the additional mass 6 of the percussion device, made in the form of a continuous cylinder, is replaced by the additional mass 6 of the percussion device, in which the elements 29 are placed, in its cavity 26, and a simulated accidental impact is generated upon impact on the test surface 25 of the test object. In addition, the signals from the piezoelectric dynamometer 4 are transmitted to the data processing unit, in which frequency characteristics are obtained.

После этого производят сравнительный анализ полученных результатов.After that, a comparative analysis of the results obtained.

Claims

A method of testing the studied nodes of the machine, which includes a pulse action with the given parameters on the test surface of the studied node by a quick-change element of the percussion device, onto which an additional replaceable element is installed, made in the form of a continuous cylinder with a given mass, while the force applied to the studied node is measured using a piezoelectric dynamometer connected to the data processing unit, characterized in that they simulate random impulse effects on the mentioned utuyu test surface by said impact device is mounted on a removable additional member formed with a cavity containing steel balls.