SU1007026A1 - Стенд дл динамических испытаний - Google Patents

Abstract

СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ , содержащий платформу с вертикальной осью вращени , расположенную на ней раму с горизонтальной осью вращени , на которой установлена платформа с возможностью радиального переьющени  относительно вертикальной оси посредством куЛачка с регулируемым наклоном и ролика, и три автономных привода платформ, о тли чающий с   тем, что, с целью расширени  рабочего диапазона и повьшени  точности воспроизведени  задаваемых законов движени , электродвигатель третьего привода установлен соосно с электродвигателем второго привода, а его корпус жестко соединен с валом двигател  второго привода, при этом вал двигател  третьего привода соединен с гибЫми св з ми свалами, установленными симмет (Л рично на периферии pcU4bi, жестко соединенной с валом двигател  второго привода. to да

Description

Изобретение относитс  к испытатёл ной технике и предназначено дл  дина мических испытаний изделий на воздей стви , имитирующие реальные услови  их эксплуатации. Известен стенд дл  воспроизведени  сложных законов движени , снабженный автономными приводами 1. Однако указанный стенд решает ограниченные задачи. Известен стенд, имеющий три независимых привода и вращающиес  противовесы . Достоинство указанного стенда состоит в том, что на нем возможно воспроизведение большой номенклатуры испытательныхвоздействий, причем благодар  применению вращающихс  противовесов удалось в значительной степени компенсировать возмущающие моменты и снизить мощность приводов 23. Однако конструктивное решение ком пенсации возмущающих моментов в указанном стенде не обеспечивает необхо димой степени точности испытательных воздействий. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  стенд содержащий платформу с вертикальной осью вращени , расположенную на ней раму с горизонтальной осью вращени  на которой установлена платформа с возможностью радиального перемещени  относительно вертикальной оси посредством кулачка с регулируе1 лм наклоном и ролика., и три автономщлх привода платформ С31. К недостаткам известного стенда относитс  следующее. На валу третьего привода имеетс  неуравновешенный момент от сил инерции При работе стенда в его приводах возникают моменты сопротивлени  от сил инерции. Дл  третьего привода момент сопротивлени  определ етс  вы ражением if. stn4. (1) где 2 - MONjeHT инерции вращающей , с  части третьего привода относительно оси вращени  углова  скорость вра1;;ени  первого привода, 1/с; углова  скорость вращени  второго привода,1/с; Момент сопротивлени  М, воздейству  на третий привод, вызывает колебание угловой скорости привода, которое определ етс  выражением . Wj « sinYj . (2) Погрешность угловой скорости з i вызванна  моментом сопротивлени  М, определ етс  выражением V, if.sinctsinMn э т Расчеты показали, что погрешность угловой скорости f3 о действи  момен та М может достигать 18-20%. Из выражени  (З) видно, что дл  уменьшени  погрешности Vj необходимо уменьшить угловую скорость первого привода, либо увеличить угловую скорость третьего привода стенда. Все это ведет к уменьшению диапазона, воспроизводимых на стенде испытательных воздействий и снижению его точностных характеристик . Стол дл  установки объекта испытани  и симметрично ему противовес привод тс  во вращение от автономных электродвигателей. Использование дополнительного электродвигател  в противовесе требует выполнени  услови  §Ч (4, ) - момент инерции вращающих с  частей в противовесе. Невыполнение услови  (4) ведет к увеличению момента сопротивлени  на втором приводеi Если дл  выполнени  услови  (4 ) на противовесе будет поставлен электродвигатель, аналогичный третьему приводу, то необходимо будет обеспечить полную синхронизацию двух электродвигателей по углу и по фазе, что технически обеспечить крайне трудно и требует дополнительного оборудовани . Введение дополнительного электродвигател  в противовесе привело к увеличению общей мощности стенда вообще, а второго привода в частности . Сказанное подтверждаетс  следующими выражени ми: ,j , Z2 2-7„-2 Ч МрА Чгде -Ьр - врем  разгона второго привода , .с/ t - врем  перехода с одного параметр а испытани  на другой tJp4дл  второго привода, с; врем  торможени  второго привода (в случае отсутстви  тормозного момента двигател  ); 7 приведенный момент энер гии к валу второго привода;

l2 момент сопротивлени  на

валу второго привода; MO- момент, разбиваемый электродвигателем второго привода.

Из выражений (5 },(б ), (7 ) видно, что с увеличением момента инерции З, (от установки электродвигател  в прс тивовесе ), увеличиваетс  врем  пуска перехода с одного режима испытаний на ддаугой и врем  торможени . Это ведет к уменьшению эффективности использовани  стенда за смену. Увеличение времени цикла испытаний не позвол ет использоватьданный стенд дл  изделий с ограниченным ресурсом.

Уменьшить врем  цикла испытаний можно лишь за счет увеличени  мощности электродвигател  второго привода.

Имеют место неблагопри тные услови  работы электродвигателей третьего приводу и противовеса.

При работе стенда электродвигатель третьего привода и противовес наход тс  в поле ускорений, создаетс  первым и вторым приводами. Это ведет к ухудшению условий коммутации из-за воздействи  центробежньпс сил на щетки коллектора, а ракже к дополнительным нагрузкам на валы электродвигателей, что ведет К их деформации.

Указанные недостатки полностью устранены в предлагаемом-стенде дл  динамических испытаний.

Цель изобретени  состоит в повышении точности восЬроизведени  задаваемых законов движени , расширении диапазона воспроизводимых на стен- . де испытательных воздействий.

Цель- достигаетс  тем, что электродвигатель третьего привода установлен соосно с электродвигателем второго привода, а его корпус жестко сое.динен с валом двигател  второго привода, при этом вал электродвигател  третьего привода соединен гибкими св з ми.с валами, установленными симметрично на периферии рамы, жестко соединенной с валом двигател  второго привода.

На чертеже изображен стенд дл  динамических испытаний, общий вид.

Стенд включает установленную на шпиндельном узле 1 платформу 2. На платформе 2 расположен двигатель 3 с горизонтальной осью вращени , вал которого соединён с рамой 4 и корпусом электродвигател  5 третьего привода . Рама 4 имеет две направл ющие 6 и два валика 7, приводикых во вращение от зубчато-цепной передачи 8. Каретка 9 включает в себ  зубчатую передачу и устройство Ю дл  изменени  угла оС . На выходном валу устройства 10 находитс  стол, на котором устанавливаетс  объект 11 испытаний. Каретка 9 вместе с зубчатой передачей, устройством 10 и оовектом 11 испытаний может перемещатьс  вдоль направл ющей 6. Вращение на объект 11 испытаний передаетс  от электродвигател  5 через зубчатоцепную передачу 8, зубчатую передачу каретки 9 и через устройство 10. Противовес 12, который выполнен аналогично каретке 9, соединен с последней рычагом 13. Ось вращени  рычага

13 расположена на штанге 14, котора  жестко защеплена на раме 4. Противовес 12 снабжен роликом 15, который под действием разности радиальных сил прижимаетс  к направл ющему кулачку 16.

Стенд работает следукицим образом. На стол каретки 9 устанавливаетс  объект 11 испытаний. .На объект 11 испытаний подаетс  необходимое :элекпропитание . На столе противовеса 12 устанавливаетс  уравновешивающа с  масса, котора  немного больше (0,5 кг) массы объекта 11 испытаний. Это необходимо дл  того, чтобы при работе

стенда возникала разность центробежных сил, создаваемых первым приводом. Далее по известным режимам испытаний определ етс , величина угла у и выставл етс  угол наклона направл ющего кулака 16 к оси второго привода 3.

Величина угла -г определ етс  выражением

.2

(8

гагссоз

г)

где Ь - рассто ние от центра масс объекта испытаний до оси вращени  второго привода, м;

R - рассто ние от центра масс

объекта испытаний до оси .вращени  первого привода,м. Далее последовательно включаютс  электродвигатели: третьего привода 5, первого 1 и второго 3 приводов. Под действием разности центробежных сил, действующих в результате работы трех приводов имитационного стенда, объект 11 испытаний получает вращение вокруг собственной оси, котора  в свою очередь описывает коническую поверхность с углом dL при вершине в поле , ускорени , создаваемое первым приводом 1. При этом объект 11 испытаний совершает воз вратно-поступательное движение вдоль оси конуса от напргшл ющего кулачка 16.

В результате применени  указанного устройства удалось достигнуть следующего.

Повысилась точность воспроизведени  задаваемых законов движени .

Использование одного электродвигател  дл  издели  и противовеса ведет к выпОлнен ию услови  (4). УглоВые скорости противовеса и объекта испытаний будут всегда синхронны и синфазны, а точность компенсации моментов сопротивлени  от сил инерции на валу издели  и противовеса будет определ тьс  степенью идентич ности изготовлени  противовеса и объ екта испытаний, т.е. 2.0 22 Значит, если выполнить условие 3-Zn , то колебани  угловой скороети tf3 будут сведены к минимуму. Одновременно с этим достигаетс  компен саци  момента сопротивлени  Мэ от сил инерции в третьем приводе. Из выражени  (1 ) видно, что напра ление момента сопротивлени  М от си инерции, действующего на вал издели  и вал противовеса, противоположны . друг другу. Значит, эти моменты буду восприниматьс  гибкими св з ми в вид зубчатых цепей, будут уравновешивать друг друга и не будут передаватьс  св з ми непосредственно на электродв гатель, т.е. электродвигатель не будет воспринимать воздействие моментов сопротивлени  от сил инерции. Благодар  компенсации указанного момента сопротивлени  от сил инерции расширилс  диапазон воспроизводимых на стенде испытательных воздействий с заданной погрешностью). Одновремен но с этим последовательное, т.е. соосное расположение второго и третьего электродвигателей, позвол ет складывать их угловые скорости, если они вращаютс  в одну сторону. Если электродвигатели вращаютс  в разные стороны, то их угловые скорости вычитаютс , в результате чего диапазон изменени  скорхэсти вращени  объекта испытаний увеличиваетс . Значительно снизилась масса вращающихс  частей стенда и моидаость приводов, улучшились услови  эксплуатации электродвигател  третьего привода, так как отсутствуют центробежные силы, которые нарушает контакт щеток с коллектором электродвигател . ГГспользу  один электродвигатель дл  вращени  издели  и противовеса, обща  мощность приводов стенда уменьшилась . &лагодар  уменьшению приведенного момент,а инерции к валу второго привода Jzo Из выражений (5), (б ) и 17 ) видно, что уменьшение приведенного мокЕнта З зедет к уменьшению мощности второго привода, либо к уменьшению времени цикла испытаний , что ведет к повышению эффективности использовани  стенда за сменуj ,т.е. повышаетс  КПД стенда.

Claims (1)

1. СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ, содержащий платформу с вертикальной осью вращения, расположенную на ней раму с горизонтальной осью вращения, на которой установлена платформа с возможностью радиального перемещения относительно вертикальной оси посредством куйачка с регулируемым наклоном и ролика, и три автономных привода платформ, о тли чающий с я’ тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и повышения точности воспроизведения задаваемых законов движения, электродвигатель третьего привода установлен соосно с электродвигателем второго привода, а его корпус жестко соединен с валом двигателя второго привода, при этом вал двигателя третьего привода соединен с гибкими связями с валами, установленными симметрично на периферии рамы, жестко соединенной с валом двигателя второго привода.