RU2605503C1 - Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator - Google Patents

Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator Download PDF

Info

Publication number
RU2605503C1
RU2605503C1 RU2015133182/12A RU2015133182A RU2605503C1 RU 2605503 C1 RU2605503 C1 RU 2605503C1 RU 2015133182/12 A RU2015133182/12 A RU 2015133182/12A RU 2015133182 A RU2015133182 A RU 2015133182A RU 2605503 C1 RU2605503 C1 RU 2605503C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
base
bulkhead
mass
mandrel
vibration
Prior art date
Application number
RU2015133182/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Савельевич Кочетов
Original Assignee
Олег Савельевич Кочетов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Савельевич Кочетов filed Critical Олег Савельевич Кочетов
Priority to RU2015133182/12A priority Critical patent/RU2605503C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2605503C1 publication Critical patent/RU2605503C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B25/00—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B25/02—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes of industrial processes; of machinery

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: test equipment.
SUBSTANCE: invention relates to testing equipment. Bulkhead is secured on base by means of, at least, three vibration isolators and represents single mass oscillating system with mass and rigidity of m2 and c2, respectively. Harmonic oscillations generator used is eccentric vibrator, arranged on bulkhead. Natural frequencies testing stand for resilient elements of spring and plate vibration isolators is mounted on bulkhead. Vibration insulators are made with different length, geometrical parameters, as well as different weights value, fixed at these tested elements ends. Oscillations of mass, fixed on each resilient element, fixed by displacements indicator, according to readings of which resonant frequency is determined, corresponding to each resilient element parameters. On base and bulkhead vibration acceleration sensors are fixed, signals from which are transmitted to amplifier, then oscilloscope, magnetograph and computer for received information processing. For test bench adjustment frequency meter and phase meter are employed.
EFFECT: technical result of invention is expansion of technological capabilities of testing objects having several resilient links with structural parts.
4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к испытательному оборудованию.The invention relates to test equipment.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является вибростенд по патенту РФ №91540, В06В 1/00, от 07.12.2009 г., содержащий основания, защищаемый объект, измерительную аппаратуру и генераторы вибрационных и ударных воздействий (прототип).The closest technical solution for the technical nature and the achieved result is a vibration stand according to the patent of the Russian Federation No. 91540, 1/06 1/06, dated 07/12/2009, containing a base, a protected object, measuring equipment and vibration and shock generators (prototype).

Недостатками прототипа являются сравнительно невысокие возможности испытаний многомассовых систем и сравнительно невысокая точность для исследования систем, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта.The disadvantages of the prototype are the relatively low testing capabilities of multi-mass systems and the relatively low accuracy for the study of systems having several elastic connections with the body parts of the object.

Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта.The technical result of the invention is the expansion of the technological capabilities of testing objects having several elastic connections with the body parts of the object.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном стенде для испытаний упругих элементов виброизоляторов с пьезовибратором, содержащем основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, согласно изобретению на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируются индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента, причем на основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр.The specified technical result is achieved by the fact that in the known test bench for the elastic elements of vibration isolators with a piezo-vibrator containing a base on which a bulkhead is mounted using at least three vibration isolators, which is a single-mass oscillatory system with mass and stiffness of m 2 and c 2 , respectively, and as harmonic oscillator used eccentric vibrator located on the bulkhead, according to the invention on the bulkhead mounted stand for testing their own the frequencies of the elastic elements of spring and plate vibration isolators of different lengths, geometric parameters, and also different masses fixed at the ends of these test elements, while the oscillations of the mass attached to each elastic element are recorded by a displacement indicator, according to the readings of which the resonant frequency corresponding to the parameters is determined each elastic element, moreover, vibration acceleration sensors are fixed on the base and bulkhead, the signals from which are fed to the amplifier, then an oscilloscope, a magnet an itograph and a computer for processing the information received, and a frequency meter and a phase meter are used to set up the stand.

Для определения собственных частот каждой из исследуемых систем виброизоляции производится имитация ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записываются осциллограммы свободных колебаний, при расшифровке которых определяют собственные частоты систем виброизоляции и логарифмический декремент затухания колебаний по формуле:To determine the eigenfrequencies of each of the studied vibration isolation systems, shock impulse loads are imitated on each of the systems and oscillograms of free vibrations are recorded, when deciphering which, the eigenfrequencies of the vibration isolation systems and the logarithmic decrement of vibration damping are determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где c1 и m1 - соответственно жесткость упругих элементов виброизоляторов и масса основания,where c 1 and m 1 - respectively, the stiffness of the elastic elements of the vibration isolators and the mass of the base,

h1 - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, которая связана с логарифмическим коэффициентом затухания δ1 колебательной системы.h 1 - the absolute value of viscous damping in the system, which is associated with the logarithmic attenuation coefficient δ 1 of the oscillatory system.

На каждом из исследуемых упругих элементов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс закреплены тензодатчики на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируются как индикатором перемещений, так и тензодатчиками, причем по показаниям индикатора проводится экспресс-оценка характеристик, а при обработке сигналов с тензодатчиков, поступающих на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, определяются амплитудно-частотные характеристики и выявляются оптимальные характеристики: жесткость и коэффициент демпфирования каждого из упругих элементов.On each of the studied elastic elements of different lengths, geometric parameters, and also different masses, load cells are fixed at the ends of these test elements, while the fluctuations in the mass attached to each elastic element are recorded by both the displacement indicator and load cells, and according to the indicator readings rapid assessment of the characteristics, and when processing signals from strain gauges entering the amplifier, then an oscilloscope, a magnetograph and a computer to process the received information, determine the amplitude-frequency characteristics and optimal characteristics are revealed: stiffness and damping coefficient of each of the elastic elements.

Для проведения гармонического анализа между переборкой и основанием закреплен пьезоэлектрический вибратор, сигналы от которого поступают на пьезоусилитель, затем на компьютер для обработки полученной информации, при этом пьезоэлектрический вибратор содержит корпус, пьезоэлемент и систему подвода электрического напряжения к пьезоэлементу, пьезоэлемент выполнен в виде пакета пьезокерамических колец, опирающихся на основание, 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, 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.To conduct a harmonic analysis between the bulkhead and the base, a piezoelectric vibrator is fixed, the signals from which are fed to the piezoelectric amplifier, then to a computer for processing the received information, while the piezoelectric vibrator contains a housing, a piezoelectric element and a system for supplying electric voltage to the piezoelectric element, the piezoelectric element is made in the form of a package of piezoceramic rings , based on the base, on the inner surface of which are opposed to each other key elements included in the corresponding the grooves in a cylindrical mandrel having a T-shaped profile in the frontal section, the axis of symmetry of the mandrel perpendicular to the base, and the disk rigidly connected to the mandrel and located in the upper part of the mandrel perpendicular to its axis in contact with its lower surface with the upper piezoceramic ring of the piezoelectric element, and on the upper surface of the disk there are measuring piezoelectric elements in contact with a two-stage cylindrical disk, to the upper part of which by means of a fastening element the tip transmitting the change in the linear size of the package of piezoceramic rings to the machine part, the outer diameter of the disk being equal to the external diameter of the package of piezoceramic rings, and the base is a rectangular-shaped plate with at least four grooves for attachment to the test object, to the upper plane of which the connector is attached through which electric voltage is supplied to the piezoelectric element, the lower piezoelectric ceramic ring of which rests on the upper plane of the base, and the lower plane wok is located with a gap with respect to the upper plane of the base, and a non-conductive housing made in the form of a cylindrical shell covers the piezoelectric element, while the lower end of the shell rests on a ring rigidly attached to the upper plane of the base coaxially with the mandrel, and its upper end is closed by a lid with a central a hole for the tip, while in the lower part of the base there is a cavity, the axis of which is coaxial with the mandrel and a hole made in the upper deformable part of the base, on the plane of which, Ascended to the cavity, strain gauges are glued to control the amount of static force, while the inclined holes made in the base serve to lay wires to the strain gauges.

На фиг. 1 представлена схема стенда, на фиг. 2 - математическая модель двухмассовой системы виброизоляции, на фиг. 3 - характеристики логарифмического декремента затухания свободных колебаний двухмассовой системы виброизоляции в зависимости от входного ударного импульса, на фиг. 4 - общий вид стенда, на фиг. 5 - общий вид пьезоэлектрического вибратора, в частности фронтальный разрез, а на фиг. 6 - сечение, перпендикулярное оси симметрии пьезоэлектрического вибратора.In FIG. 1 shows a diagram of the stand, in FIG. 2 is a mathematical model of a two-mass vibration isolation system; FIG. 3 - characteristics of the logarithmic damping decrement of free vibrations of a two-mass vibration isolation system depending on the input shock pulse, in FIG. 4 is a general view of the stand, in FIG. 5 is a general view of a piezoelectric vibrator, in particular a frontal section, and in FIG. 6 is a section perpendicular to the axis of symmetry of the piezoelectric vibrator.

Стенд для испытаний упругих элементов виброизоляторов с пьезовибратором содержит основание (каркас) 11, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов 2 закреплена переборка 1, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2. В качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор 3, расположенный на переборке 1. На переборке 1 установлена стойка 6 для испытания собственных частот упругих элементов 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов. При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируются индикатором 10 перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента 7, 8, 9.The test bench for the elastic elements of vibration isolators with a piezo-vibrator contains a base (frame) 11, on which a bulkhead 1 is fixed by means of at least three vibration isolators 2, which is a single-mass oscillatory system of mass and stiffness, respectively, m 2 and c 2 . An eccentric vibrator 3 located on the bulkhead 1 is used as a harmonic oscillation generator. A stand 6 is installed on the bulkhead 1 for testing the natural frequencies of elastic elements 7, 8, 9 of spring and plate vibration isolators of different lengths, geometric parameters, and also different masses fixed on ends of these test items. In this case, the oscillations of the mass attached to each elastic element are recorded by the displacement indicator 10, the readings of which determine the resonant frequency corresponding to the parameters of each elastic element 7, 8, 9.

Возможен вариант цифрового датчика перемещений с передачей данных на компьютер (на чертеже не показано).A variant of a digital displacement sensor with data transfer to a computer (not shown in the drawing) is possible.

На переборке 1 закреплен датчик виброускорений 4, а на основании 11 - датчик виброускорений 5, сигналы от которых поступают на усилитель 12, затем осциллограф 13, магнитограф 16 и компьютер 17 для обработки полученной информации. Для настройки работы стенда используется частотомер 14 и фазометр 15.A vibration acceleration sensor 4 is fixed to the bulkhead 1, and vibration acceleration sensor 5 is mounted on the base 11, the signals from which are fed to the amplifier 12, then the oscilloscope 13, the magnetograph 16, and the computer 17 for processing the received information. To adjust the operation of the stand, a frequency counter 14 and a phase meter 15 are used.

Возможен вариант, когда на каждом из исследуемых упругих элементов 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс закреплены тензодатчики на концах этих испытываемых элементов (на фиг. 1 показан датчик 18 на упругом элементе 7). При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе 7, 8, 9, фиксируются как индикатором 10 перемещений, так и тензодатчиками. По показаниям индикатора 10 проводится экспресс-оценка характеристик, а при обработке сигналов с тензодатчиков, поступающих на усилитель 12, затем осциллограф 13, магнитограф 16 и компьютер 17 для обработки полученной информации, определяются резонансные частоты, соответствующие параметрам каждого из упругих элементов 7, 8, 9, и при обработке полученных амплитудно-частотных характеристик выявляют оптимальные характеристики: жесткость и коэффициент демпфирования каждого из упругих элементов 7, 8, 9.It is possible that on each of the studied elastic elements 7, 8, 9 spring and plate vibration isolators of different lengths, geometric parameters, and also different masses, strain gauges are fixed at the ends of these test elements (Fig. 1 shows the sensor 18 on the elastic element 7) . In this case, the fluctuations in the mass attached to each elastic element 7, 8, 9 are recorded by both the displacement indicator 10 and the load cells. According to the indications of indicator 10, an express assessment of the characteristics is carried out, and when processing signals from strain gauges entering the amplifier 12, then an oscilloscope 13, a magnetograph 16 and a computer 17 for processing the received information, resonance frequencies corresponding to the parameters of each of the elastic elements 7, 8 are determined 9, and when processing the obtained amplitude-frequency characteristics, optimal characteristics are revealed: stiffness and damping coefficient of each of the elastic elements 7, 8, 9.

Для проведения гармонического анализа между переборкой 1 и основанием 11 закреплен пьезоэлектрический вибратор 19, сигналы от которого поступают на пьезоусилитель 20, затем на компьютер 17 для обработки полученной информации.To conduct a harmonic analysis between the bulkhead 1 and the base 11, a piezoelectric vibrator 19 is fixed, the signals from which are fed to the piezo amplifier 20, then to the computer 17 for processing the received information.

Пьезоэлектрический вибратор (фиг. 5 и 6) содержит пьезоэлемент, выполненный в виде пакета пьезокерамических колец 23, опирающихся на основание 21, к внутренней поверхности которых оппозитно друг другу прикреплены шпоночные элементы 34, входящие в соответствующие пазы в цилиндрической оправке 24, имеющей во фронтальном сечении Т-образный профиль. Ось симметрии оправки 4 перпендикулярна основанию 21, при этом диск 30, жестко соединенный с оправкой 24 и расположенный в верхней части оправки 24 перпендикулярно ее оси, контактирует своей нижней поверхностью с верхним пьезокерамическим кольцом 23 пьезоэлемента, а на верхней поверхности диска 30 установлены измерительные пьезоэлементы 26, контактирующие с двухступенчатым цилиндрическим диском 31, к верхней части которого посредством крепежного элемента 33 присоединен наконечник 25, передающий изменение линейного размера пакета пьезокерамических колец 23 на деталь станка. При этом внешний диаметр диска 30 равен внешнему диаметру пакета пьезокерамических колец 33.The piezoelectric vibrator (FIGS. 5 and 6) contains a piezoelectric element made in the form of a package of piezoceramic rings 23, supported on a base 21, to the inner surface of which keying elements 34 are inserted opposite each other, which enter into the corresponding grooves in a cylindrical mandrel 24 having a frontal section T-shaped profile. The axis of symmetry of the mandrel 4 is perpendicular to the base 21, while the disk 30, rigidly connected to the mandrel 24 and located in the upper part of the mandrel 24 perpendicular to its axis, contacts its lower surface with the upper piezoceramic ring 23 of the piezoelectric element, and measuring piezoelectric elements 26 are mounted on the upper surface of the disk 30 in contact with a two-stage cylindrical disk 31, to the upper part of which, by means of a fastening element 33, a tip 25 is connected, transmitting a change in the linear size of the piezoceramic package 23 rings on a machine part. While the outer diameter of the disk 30 is equal to the outer diameter of the package of piezoceramic rings 33.

Основание 21 представляет собой прямоугольной формы пластину с по крайней мере четырьмя пазами 38 для крепления к исследуемому объекту, к верхней плоскости которой прикреплен разъем 27, через который подается электрическое напряжение на пьезоэлемент, нижнее пьезокерамическое кольцо 23 которого опирается на верхнюю плоскость основания 21, а нижняя плоскость оправки 24 расположена с зазором по отношению к верхней плоскости основания 21.The base 21 is a rectangular plate with at least four grooves 38 for attachment to the test object, to the upper plane of which a connector 27 is attached, through which electrical voltage is supplied to the piezoelectric element, the lower piezoceramic ring 23 of which rests on the upper plane of the base 21, and the lower the plane of the mandrel 24 is located with a gap with respect to the upper plane of the base 21.

Токонепроводящий корпус 22, выполненный в виде цилиндрической обечайки, охватывающей пьезоэлемент, защищает исследователя от высокого напряжения, подаваемого на пьезоэлемент, при этом нижний торец обечайки опирается на кольцо 39, жестко прикрепленное к верхней плоскости основания 21, соосно оправке 24, а верхний ее торец закрыт крышкой 32 с центральным отверстием под наконечник 25.The non-conductive housing 22, made in the form of a cylindrical shell covering the piezoelectric element, protects the researcher from high voltage applied to the piezoelectric element, while the lower end of the shell rests on the ring 39, rigidly attached to the upper plane of the base 21, coaxially with the mandrel 24, and its upper end is closed lid 32 with a central hole for the tip 25.

В нижней части основания выполнена полость 37, ось которой соосна с оправкой 24 и отверстием 29, выполненным в верхней деформируемой части 36 основания, на плоскости которой, обращенной к полости 37, наклеены тензодатчики 28, контролирующие величину статического усилия. Наклонные отверстия 35, выполненные в основании 21, служат для прокладки проводов к тензодатчикам 28 от разъема 27.In the lower part of the base there is a cavity 37, the axis of which is coaxial with the mandrel 24 and the hole 29, made in the upper deformable part 36 of the base, on the plane of which, facing the cavity 37, strain gauges 28 are glued to control the amount of static force. Inclined holes 35, made in the base 21, are used for laying wires to the load cells 28 from the connector 27.

Пьезоэлектрический вибратор работает следующим образом.The piezoelectric vibrator operates as follows.

Переменное усилие создается пьезокерамическими кольцами 23, на которые подается электрическое напряжение через разъем 27. Из-за этого напряжения изменяется толщина пьезоэлемента. Изменение линейного размера столбика пьезоэлементов через оправку 24, измерительные пьезоэлементы 26, наконечник 25 передается на деталь станка, на которую требуется подать силовое воздействие. Величина статического усилия контролируется с помощью тензодатчиков 28, наклеенных на деформирующуюся часть основания 21. Токонепроводящий корпус 22 защищает исследователя от высокого напряжения, подаваемого на пьезоэлементы.An alternating force is created by piezoceramic rings 23, to which an electric voltage is supplied via connector 27. Because of this voltage, the thickness of the piezoelectric element changes. Changing the linear size of the column of piezoelectric elements through the mandrel 24, the measuring piezoelectric elements 26, the tip 25 is transmitted to the part of the machine, which you want to apply force. The magnitude of the static force is controlled using strain gauges 28 glued to the deformable part of the base 21. The non-conductive housing 22 protects the researcher from high voltage supplied to the piezoelectric elements.

Стенд для испытаний упругих элементов виброизоляторов с пьезовибратором работает следующим образом.The test bench for the elastic elements of vibration isolators with a piezo-vibrator works as follows.

Сначала включают эксцентриковый вибратор 3, который установлен на переборке 1, которая расположена на виброизоляторах 2, и снимают амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) системы «переборка судна на его корпусе» с помощью датчиков виброускорений 4 и 5. Сигналы с датчиков виброускорений 4 и 5 поступают на усилитель 12, затем осциллограф 13, магнитограф 16 и компьютер 17 для обработки полученной информации. Для настройки работы стенда используется частотомер 14 и фазометр 15.First, an eccentric vibrator 3 is turned on, which is installed on the bulkhead 1, which is located on the vibration isolators 2, and the amplitude-frequency characteristics (AFC) of the “bulkhead vessel on its hull” system are taken using vibration acceleration sensors 4 and 5. Signals from vibration acceleration sensors 4 and 5 arrive at amplifier 12, then an oscilloscope 13, a magnetograph 16, and a computer 17 for processing the received information. To adjust the operation of the stand, a frequency counter 14 and a phase meter 15 are used.

Для того чтобы определить собственные частоты каждой из исследуемых систем виброизоляции, производят имитацию ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записывают осциллограммы свободных колебаний (на чертеже не показано), при расшифровке которых судят о собственных частотах систем по формуле (см. фиг. 3 и формулу):In order to determine the eigenfrequencies of each of the studied vibration isolation systems, they simulate shock impulse loads on each of the systems and record oscillations of free vibrations (not shown in the drawing), when deciphering them, they judge the eigenfrequencies of the systems by the formula (see Fig. 3 and formula):

Figure 00000002
Figure 00000002

где c1 и m1 - соответственно жесткость упругих элементов виброизоляторов и масса основания, h1 - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, которая связана с логарифмическим коэффициентом затухания δ1 колебательной системы.where c 1 and m 1 are respectively the stiffness of the elastic elements of the vibration isolators and the mass of the base, h 1 is the absolute value of viscous damping in the system, which is associated with the logarithmic attenuation coefficient δ 1 of the oscillatory system.

Claims (4)

1. Стенд для испытаний упругих элементов виброизоляторов с пьезовибратором, содержащий основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, отличающийся тем, что на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируются индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента, причем на основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр.1. A test bench for the elastic elements of vibration isolators with a piezo-vibrator, containing a base on which a bulkhead is mounted using at least three vibration isolators, which is a single-mass oscillatory system with mass and stiffness, respectively, m 2 and c 2 , and an eccentric vibrator is used as a harmonic oscillator, located on the bulkhead, characterized in that the bulkhead has a stand for testing the natural frequencies of the elastic elements of spring and plate vibration isolators in different lengths, geometric parameters, as well as different masses attached to the ends of these test elements, while the fluctuations in the mass attached to each elastic element are recorded by a displacement indicator, the readings of which determine the resonant frequency corresponding to the parameters of each elastic element, and vibration acceleration sensors are fixed to the base and the bulkhead, the signals from which are fed to the amplifier, then an oscilloscope, a magnetograph, and a computer to process the received information, while for setting bench work frequency and phase meter is used. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что для определения собственных частот каждой из исследуемых систем виброизоляции производится имитация ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записываются осциллограммы свободных колебаний, при расшифровке которых определяют собственные частоты систем виброизоляции и логарифмический декремент затухания колебаний по формуле:
Figure 00000001

где c1 и m1 - соответственно жесткость упругих элементов виброизоляторов и масса основания,
h1 - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, которая связана с логарифмическим коэффициентом затухания δ1 колебательной системы.2. The stand according to claim 1, characterized in that to determine the eigenfrequencies of each of the studied vibration isolation systems, shock impulse loads are imitated on each of the systems and free oscillation oscillograms are recorded, when deciphering them, the eigenfrequencies of the vibration isolation systems and the logarithmic damping decrement are the formula:
Figure 00000001

where c 1 and m 1 - respectively, the stiffness of the elastic elements of the vibration isolators and the mass of the base,
h 1 - the absolute value of viscous damping in the system, which is associated with the logarithmic attenuation coefficient δ 1 of the oscillatory system. 3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что на каждом из исследуемых упругих элементов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс закреплены тензодатчики на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируются как индикатором перемещений, так и тензодатчиками, причем по показаниям индикатора проводится экспресс-оценка характеристик, а при обработке сигналов с тензодатчиков, поступающих на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, определяются амплитудно-частотные характеристики и выявляются оптимальные характеристики: жесткость и коэффициент демпфирования каждого из упругих элементов.3. The stand according to claim 1, characterized in that on each of the studied elastic elements of different lengths, geometric parameters, and also different mass values, strain gauges are fixed at the ends of these test elements, while the oscillations of the mass attached to each elastic element are fixed as displacement indicator, and strain gauges, moreover, according to the indications of the indicator, an express assessment of the characteristics is carried out, and when processing signals from strain gauges entering the amplifier, then an oscilloscope, a magnetograph and a computer for processing and the received information, the amplitude-frequency characteristics are determined and the optimal characteristics are revealed: stiffness and damping coefficient of each of the elastic elements. 4. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что для проведения гармонического анализа между переборкой и основанием закреплен пьезоэлектрический вибратор, сигналы от которого поступают на пьезоусилитель, затем на компьютер для обработки полученной информации, при этом пьезоэлектрический вибратор содержит корпус, пьезоэлемент и систему подвода электрического напряжения к пьезоэлементу, пьезоэлемент выполнен в виде пакета пьезокерамических колец, опирающихся на основание, 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, 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. 4. The stand according to claim 1, characterized in that for conducting harmonic analysis between the bulkhead and the base, a piezoelectric vibrator is fixed, the signals from which are fed to the piezoelectric amplifier, then to a computer for processing the received information, while the piezoelectric vibrator contains a housing, a piezoelectric element and a supply system voltage to the piezoelectric element, the piezoelectric element is made in the form of a package of piezoceramic rings resting on the base, on the inner surface of which are veneered opposite to each other elements included in the corresponding grooves in a cylindrical mandrel having a T-shaped profile in the frontal section, with the axis of symmetry of the mandrel perpendicular to the base, and the disk rigidly connected to the mandrel and located in the upper part of the mandrel perpendicular to its axis in contact with its lower surface the upper piezoceramic ring of the piezoelectric element, and measuring piezoelectric elements in contact with a two-stage cylindrical disk, to the upper part of which m of the fastener, a tip is attached that transfers the change in the linear size of the package of piezoceramic rings to the machine part, while the outer diameter of the disk is equal to the external diameter of the package of piezoceramic rings, and the base is a rectangular-shaped plate with at least four grooves for attaching to the object under study, to the upper the plane of which a connector is attached, through which electrical voltage is supplied to the piezoelectric element, the lower piezoceramic ring of which rests on the upper plane l of the base, and the lower plane of the mandrel is located with a gap with respect to the upper plane of the base, and a non-conductive housing made in the form of a cylindrical shell covers the piezoelectric element, while the lower end of the shell rests on a ring rigidly attached to the upper plane of the base coaxially with the mandrel, and the upper its end face is closed by a lid with a central hole for the tip, while in the lower part of the base there is a cavity, the axis of which is coaxial with the mandrel and the hole made in the upper deformable part o bases, on the plane of which, facing the cavity, the load cells are glued, which control the magnitude of the static force, while the inclined holes made in the base serve for laying wires to the load cells.
RU2015133182/12A 2015-08-10 2015-08-10 Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator RU2605503C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015133182/12A RU2605503C1 (en) 2015-08-10 2015-08-10 Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015133182/12A RU2605503C1 (en) 2015-08-10 2015-08-10 Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2605503C1 true RU2605503C1 (en) 2016-12-20

Family

ID=58697320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015133182/12A RU2605503C1 (en) 2015-08-10 2015-08-10 Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2605503C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654835C1 (en) * 2017-09-11 2018-05-22 Олег Савельевич Кочетов Method for study of shock loads of two-mass vibration isolation system
CN112364456A (en) * 2020-11-12 2021-02-12 中广核核电运营有限公司 Nuclear power plant spring foundation platform system and method capable of monitoring displacement change in real time

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2118806C1 (en) * 1996-07-24 1998-09-10 Кубанский государственный университет Vibration-testing machine
JP2008008822A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Kyocera Kinseki Corp Piezoelectric vibrator for viscosity sensor
RU2348024C2 (en) * 2007-02-28 2009-02-27 ФГУП "192 Центральный завод железнодорожной техники" Test-stand to analyse characteristics of devices exciting vibration oscillations
RU91540U1 (en) * 2009-12-07 2010-02-20 Александр Павлович Яковлев VIBROSTEND
KR20110065024A (en) * 2009-12-09 2011-06-15 주식회사 한국가스기술공사 Test apparatus of vibration sensor
RU121070U1 (en) * 2012-06-07 2012-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") VIBRODIAGNOSTIC STAND FOR ELASTIC MACHINE SYSTEM

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2118806C1 (en) * 1996-07-24 1998-09-10 Кубанский государственный университет Vibration-testing machine
JP2008008822A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Kyocera Kinseki Corp Piezoelectric vibrator for viscosity sensor
RU2348024C2 (en) * 2007-02-28 2009-02-27 ФГУП "192 Центральный завод железнодорожной техники" Test-stand to analyse characteristics of devices exciting vibration oscillations
RU91540U1 (en) * 2009-12-07 2010-02-20 Александр Павлович Яковлев VIBROSTEND
KR20110065024A (en) * 2009-12-09 2011-06-15 주식회사 한국가스기술공사 Test apparatus of vibration sensor
RU121070U1 (en) * 2012-06-07 2012-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") VIBRODIAGNOSTIC STAND FOR ELASTIC MACHINE SYSTEM

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654835C1 (en) * 2017-09-11 2018-05-22 Олег Савельевич Кочетов Method for study of shock loads of two-mass vibration isolation system
CN112364456A (en) * 2020-11-12 2021-02-12 中广核核电运营有限公司 Nuclear power plant spring foundation platform system and method capable of monitoring displacement change in real time

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2558679C1 (en) Test rig for vibroacoustic tests of samples and models
RU2603787C1 (en) Test bench for vibroacoustic tests of specimens and models
US2513340A (en) Angular velocity responsive apparatus
RU2605668C1 (en) Test bench for testing impact loads on vibration isolation systems
RU2558678C1 (en) Test rig to study impact loads of vibration insulation systems
RU2605503C1 (en) Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator
US3224253A (en) Measurement of the dynamic reactance properties of structures
EP3243059B1 (en) High frequency displacement measurement correction
RU2643193C1 (en) Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator
RU2596237C1 (en) Method of analyzing vibro-impact loads in vibration insulation systems
RU152648U1 (en) TWO CHANNEL ACCELEROMETER
RU2659984C1 (en) Test bench for vibroacoustic tests of specimens and models
RU2643191C1 (en) Test bench for vibration isolators resilient elements testing
RU2637719C1 (en) Stand for researching shock loads of vibration insulation systems
RU2605504C1 (en) Test bench for vibration isolators resilient elements testing
US3222919A (en) Mechanical impedance measuring system
RU2018103656A (en) BENCH FOR TESTS OF ELASTIC ELEMENTS OF VIBRATION INSULATORS WITH PIEZOVIBRATOR
RU2016146304A (en) STAND FOR TESTS OF ELASTIC ELEMENTS OF VIBRATION INSULATORS
RU2019144918A (en) STAND FOR TESTING THE ELASTIC ELEMENTS OF VIBRATION INSULATORS WITH A PIEZOVIBRATOR
RU2018138899A (en) TEST STAND FOR ELASTIC ELEMENTS OF VIBRATION INSULATORS
RU2015130859A (en) STAND FOR VIBROACOUSTIC TESTS OF SAMPLES AND MODELS
RU2665322C1 (en) Test bench for testing impact loads on vibration isolation systems
CN105675919A (en) Low-frequency accelerometer based on fiber grating
RU2653554C1 (en) Method of vibroacoustic tests of specimens and models
RU168085U1 (en) DEVICE FOR MEASURING ANGULAR ACCELERATION