RU2643193C1 - 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 PDFInfo
- Publication number
- RU2643193C1 RU2643193C1 RU2016149839A RU2016149839A RU2643193C1 RU 2643193 C1 RU2643193 C1 RU 2643193C1 RU 2016149839 A RU2016149839 A RU 2016149839A RU 2016149839 A RU2016149839 A RU 2016149839A RU 2643193 C1 RU2643193 C1 RU 2643193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bulkhead
- base
- vibration
- mass
- vibration isolators
- Prior art date
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
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
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, B06B 1/00 dated 12/07/2009, containing a base, a protected object, measuring equipment and vibration and shock generators (prototype).
Недостатком прототипа являются сравнительно невысокие возможности испытаний многомассовых систем, и сравнительно невысокая точность для исследования систем, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта.The disadvantage of the prototype is 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.
Технически достижимый результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта.A technically achievable result is the expansion of the technological capabilities of testing objects that have several elastic connections with the body parts of the object.
Это достигается тем, что в стенде для испытаний упругих элементов виброизоляторов с пьезовибратором, содержащим основание, на котором посредством, по крайней мере, трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и с2, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, 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.This is achieved by the fact that in the test bench for the elastic elements of vibration isolators with a piezoelectric vibrator containing a base on which a bulkhead is mounted by means of at least three vibration isolators, which is a single-mass oscillatory system with a mass and rigidity of m 2 and c 2 , respectively, and as a generator harmonic vibrations used an eccentric vibrator located on the bulkhead, on the bulkhead mounted stand for testing the natural frequencies of the elastic elements of spring and disk vibroiso heats of different lengths, geometric parameters, as well as different masses attached to the ends of these test elements, while the oscillations of 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 for processing the received information, etc. and for this, a frequency meter and a phase meter are used to adjust the operation of the stand.
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 piezoelectric vibrator contains a base (frame) 11, on which, through at least three
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
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
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
Пьезоэлектрический вибратор (фиг. 5 и 6) содержит пьезоэлемент, выполненный в виде пакета пьезокерамических колец 23, опирающихся на основание 21, и 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 (Fig. 5 and 6) contains a piezoelectric element made in the form of a package of
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
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
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
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
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
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).
; ;
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,
c2 и m2 - соответственно жесткость и масса переборки, h1 - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, которая связана с логарифмическим коэффициентом затухания δ1 колебательной системы.c 2 and m 2 are stiffness and bulkhead, respectively, 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.
Возможен вариант, когда для проведения гармонического анализа виброизолирующей системы «переборка 1 на виброизоляторах 2», а также выявления виброизолирующих свойств дополнительного упругого элемента 41 (фиг. 1), размещенного между переборкой 1 и стойкой 6 для испытания собственных частот упругих элементов 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов, моделирующего виброизолирующие свойства двухмассовой системы «переборка 1 на виброизоляторах 2 - стойка 6 с упругими элементами 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов», пьезоэлектрический вибратор 19 закрепляют на переборке 1, и сигналы с которого по линии 40 связи поступают на пьезоусилитель 20, затем на компьютер 17 для обработки полученной информации.A variant is possible when, for conducting a harmonic analysis of the vibration-isolating system “
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149839A RU2643193C1 (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149839A RU2643193C1 (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2643193C1 true RU2643193C1 (en) | 2018-01-31 |
Family
ID=61173430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016149839A RU2643193C1 (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2643193C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111854932A (en) * | 2020-08-11 | 2020-10-30 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | Vibration isolation effect on-line monitoring device and vibration isolation device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2118806C1 (en) * | 1996-07-24 | 1998-09-10 | Кубанский государственный университет | Vibration-testing machine |
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 |
RU121065U1 (en) * | 2012-06-07 | 2012-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | DEVICE FOR RESEARCHING THE DYNAMICS OF AN ELASTIC MACHINE SYSTEM |
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 |
-
2016
- 2016-12-19 RU RU2016149839A patent/RU2643193C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2118806C1 (en) * | 1996-07-24 | 1998-09-10 | Кубанский государственный университет | Vibration-testing machine |
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 |
RU121065U1 (en) * | 2012-06-07 | 2012-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | DEVICE FOR RESEARCHING THE DYNAMICS OF AN ELASTIC MACHINE SYSTEM |
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 (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111854932A (en) * | 2020-08-11 | 2020-10-30 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | Vibration isolation effect on-line monitoring device and vibration isolation device |
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 | |
RU2596239C1 (en) | Method of vibroacoustic tests of specimens and models | |
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 | |
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 | |
Chandravanshi et al. | Experimental modal analysis of the vibratory feeder and its structural elements | |
RU2643191C1 (en) | Test bench for vibration isolators resilient elements testing | |
RU2637719C1 (en) | Stand for researching shock loads of vibration insulation systems | |
RU2659984C1 (en) | Test bench for vibroacoustic tests of specimens and models | |
RU2641315C1 (en) | Stand for researching shock loads of vibration insulation systems | |
US3222919A (en) | Mechanical impedance measuring system | |
RU2605504C1 (en) | Test bench for vibration isolators resilient elements testing | |
RU2018103656A (en) | BENCH FOR TESTS OF ELASTIC ELEMENTS OF VIBRATION INSULATORS WITH PIEZOVIBRATOR | |
RU2665322C1 (en) | Test bench for testing impact loads on vibration isolation systems | |
RU2019144918A (en) | STAND FOR TESTING THE ELASTIC ELEMENTS OF VIBRATION INSULATORS WITH A PIEZOVIBRATOR | |
RU2016146304A (en) | STAND FOR TESTS OF ELASTIC ELEMENTS OF VIBRATION INSULATORS | |
RU2015130859A (en) | STAND FOR VIBROACOUSTIC TESTS OF SAMPLES AND MODELS | |
RU2653554C1 (en) | Method of vibroacoustic tests of specimens and models | |
RU2018138899A (en) | TEST STAND FOR ELASTIC ELEMENTS OF VIBRATION INSULATORS | |
RU2642155C1 (en) | Bench for models of vibration systems of ship engine room power plants vibro-acoustic tests | |
RU2019135414A (en) | STAND FOR TESTING ELASTIC ELEMENTS OF VIBRATION INSULATORS |