SU1742662A1 - Стенд дл испытани изделий на воздействие импульса ускорени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике динамических испытаний изделий. Целью изо- бретеьи   вл етс  расширение эксплуатационных возможностей за счет увеличени  интенсивности нарастани  линейных ускорений. Стенд содержит платформу с приводом вращени , планшайбу, привод вращени  планшайбы, стол дл  закреплени  испытуемого издели  и устройство дл  импульсного поворота планшайбы. Последнее включает груз, установленный на планшайбе с возможностью радиального перемещени , механизм дл  преобразовани  поступательного перемещени  груза во вращательное движение планшайбы и средства дл  фиксации груза в конца его перемещени , Груз и стол расположены по разные стороны от оси вращени  планшайбы. Под действием центробежных сил, возникающих при вращении платформы, груз перемещаетс  к периферии планшайбы, котора  ускоренно поворачиваетс . При этом на изделие воздействует линейное ускорение с крутым передним фронтом. 3 з.п. ф-лы, 8 ил. СО с

Description

Изобретение относитс  к испытательной технике, в частности к центробежным испытательным стендам, и может быть использовано дл  динамических испытаний приборных устройств на воздействие линейных заданных ускорений с высокой интенсивностью нарастани , измен ющихс  по двум взаимно перпендикул рным ос м, . св занным с испытуемым изделием.

Известны низкочастотные вибростенды , содержащие установленную на неподвижном основании основную платформу с приводом ее вращени , установленную на основной платформе дополнительную платформу с возможностью вращени  на рассто нии от оси вращени  основной, и

установленный с возможностью вращени  на дополнительной платформе испытательный стол, ось вращени  которого отстоит от оси вра1дени  дополнительной платформы на рассто нии, при этом дополнительна  платформа и испытательный стол кинематически св заны с приводом основной платформы .

Эти стенды позвол ют периодически нагружать испытуемое изделие гармонически измен ющимис  линейными ускорени ми , а при изменении передаточного отношени  кинематических пар производить нагружение объекта испытаний линейными ускорени ми, действующими по двум ортогональным ос м, св занными с изделием,

XJ

го о о ю

по гармоническому закону. Вследствие наличи  кинематической св зи между вращающимис  элементами стендов на последних невозможно воспроизводить независимое заданное нагружение издели  линейными ускорени ми, действующими по нескольким ортогональным ос м, св занным с испытуемым изделием.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  стенд дл  испытаний издели  на воздействие импульса ускорени , содержащий установленную на неподвижном основании платформу с приводом ее вращени , установленную на платформе поворотную планшайбу, снаб- женную управл емым реверсивным приводом , размещенным на платформе, стол дл  размещени  испытуемого издели , установленный на поворотной планшайбе, снабженный индивидуальным приводом.

Данный стенд позвол ет воспроизводить заданные линейные ускорени , действующиепо двумвзаимно перпендикул рным направлени м, св занным с продольной и поперечной ос ми из- дели .

Недостатками данного стенда  вл ютс  ограниченные эксплуатационные возможности , выражающиес  в недостаточно высокой интенсивности нарастани  реализуемых ускорений и недостаточно высокой точности воспроизведени  линейных ускорений вследствие взаимовли ни  движений ма тника, планшайбы и платформы. Кроме того, ускоренный поворот ма тника сопровождаетс  значительным энергопотреблением от механической системы стенда .

Целью изобретени   вл етс  расширение эксплуатационных возможностей стен- да за счет увеличени  интенсивности нарастани  линейных ускорений и снижени  энергозатрат.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в центробежном стенде дл  динамических испытаний изделий, содержащем платформу с приводом вращени , планшайбу, установленную на платформе с возможностью вращени  относительно оси, параллельной оси вращени  платформы, закрепленный на платформе привод вращени  планшайбы, размещенный на периферии планшайбы стол дл  закреплени  испытуемого издели , фиксатор дл  удержани  планшайбы в исходном положении и устройство дл  им- пульсного поворота планшайбы, включающее установленный с ней с возможностью перемещени  груз, смещенный от оси вращени  платформы, груз установлен на планшайбе с возможностью радиального перемещени  в направлении, противоположном столу, устройство снабжено механизмом дл  преобразовани  поступательного перемещени  груза во вращательное движение планшайбы и установленными на последней средствами дл  фиксации груза в конце его перемещени , при этом груз и стол расположены по разные стороны от оси вращени  планшайбы, механизм дл  преобразовани  поступательного перемещени  груза во вращательное движение планшайбы выполнен в виде закрепленного на грузе поводка и св занной с платформой криволинейной направл ющей дл  перемещени  по ней поводка на заданном угле разгона планшайбы, а груз подпружинен в направлении перемещени , механизм дл  преобразовани  поступательного перемещени  груза во вращательное движение планшайбы может быть выполнен в виде винтовой пары, гайкой которой служит груз, а винт закреплен на планшайбе от осевого перемещени , и конической передачи , одно из колес которой закреплено на винте, а второе - на платформе по оси вращени  планшайбы, при этом длина нарезки винта выбрана из услови  выхода груза из зацеплени  с винтом при повороте планшайбы на заданный угол разгона, стенд снабжен устройством дл  стабилизации угловой скорости платформы, выполненным в виде двух грузов равной массы, установленных на платформе с возможностью радиального перемещени  под действием центробежных сил по разные стороны от оси вращени  платформы и подпружиненных к оси вращени , и закрепленной на платформе и заполненной жидкостью, в которой размещены грузы.

На фиг.1 и 2 показан стенд, вид сбоку (варианты); на фиг.З и 4 - планшайбы, вид сверху (варианты); на фиг.5 - устройство фиксации груза на планшайбе без груза; на фиг.6 - устройство фиксации груза на планшайбе с зафиксированным грузом; на фиг.7 - вид А на фиг.1; на фиг.8 - вид Б на фиг.1.

Стенд содержит установленную на неподвижном основании 1: платформу 2 с приводом 3. На периферии платформы 2 установлена с возможностью поворота относительно оси, параллельной оси вращени  платформы 2, планшайба 4, снабженна  приводом 5 вращени , установленным на платформе 2 и св занным с планшайбой 4 посредством вала 6 и углового редуктора 7. На периферии планшайбы 4 с возможностью вращени  относительно ос-.к, параллельной оси вращени  планшайбы 4, установлен стол 8 дл  закреплени  испытываемого издели  9, при этом ось поворота стола 8 в исходном положении размещена на оси вращени  платформы 2. Стол 8 снабжен приводом 10 вращени , закрепленным на планшайбе 4 вблизи оси ее вращени  и св занным со столом 8 посредством карданного вала 11 и углового редуктора 12. Планшайба 4 снабжена устройством импульсного поворота (фиг.1), включающим груз 13, установленный в радиальных направл ющих 14, выполненных на противоположной столу 8 стороне планшайбы 4, установленные соосно радиальным направл ющим 14 выталкивающие пружины 15, и механизм дл  преобразовани  поступательного перемещени  груза 13 во вращательное движение планшайбы 4, включающий поводок 16, закрепленный на грузе 13 и введенный во взаимодействие с пазом криволинейной направл ющей 17, закрепленной на платформе 2. В донной части груза 13 выполнено коническое отверстие 18 дл  ввода стопора 19, верхн   часть которого выполнена под конус, соответствующий отверстию 18. Стопор 19 установлен в полом стакане 20, закрепленном на диаметрально противоположной столу 8 стороне планшайбы 4, и поджат пружиной 21 (фиг.5). В исходном положении стопор 19 опущен вниз (фиг.5) и упираетс , в скобу 22, установленную в направл ющих 14 и поджимаемую к ограничителю 23 хода скобы, установленному на планшайбе 4, упругим элементом 24, установленным на периферии радиальных направл ющих 14. Планшайба 4 в исходном положении (ось стола 8 находитс  на оси вращени  платформы 2) фиксируетс  средствами фиксации, включающими отверстие 25 (фиг.1), выполненное на планшайбе 4, введенный в это отверстие шток 26, управл емый электромагнитом 27, закрепленным на платформе 2 по оси отверсти  25. Съем и передача измерительной и управл ющей информации осуществл етс  посредством токосъемника 28. Механизм преобразовани  поступательного движени  перемещени  груза 13 во вращательное движение планшайбы 4 может быть выполнен (фиг.2) в виде винтовой пары, гайкой которой служит груз, а винт 29 установлен с возможностью вращени  на планшайбе 4 и зафиксирован от осевого перемещени , и конической передачи, одно из колес 30 которой закреплено на винте, а второе 31 - на платформе 2 по оси вращени  планшайбы. На платформе 2 выполнено устройство торможени  планшайбы, включающее шкив 32, закрепленный на валу планшайбы 4, пружи; ну 33, один конец которой закреплен на платформе 2, а второй - св зан посредством гибкой св зи 34 (троса) со шкивом 32. Длина гибкой св зи имеет избыток, обеспечивающий раст жение пружины 33 при углах поворота планшайбы 4 более 110°.

Стенд может быть снабжен устройством стабилизации угловой скорости платформы (фиг.2), включающим установленные на платформе 2 симметрично относительно оси ее вращени  радиальные направл ю0 щие 35, в которых установлены грузы 36, поджимаемые к центру вращени  платформы 2 пружинами 37. Средства стабилизации угловой скорости платформы размещены в герметичной емкости (не показана), запол5 ненной в зкой жидкостью дл  уменьшени  частоты и демпфировани  собственных колебаний грузов 37.

Стенд работает следующим образом. Испытуемое изделие 9 закрепл етс  на

0 столе 8, планшайба 4 устанавливаетс  таким образом, чтобы ось стола 8 находилась на оси вращени  платформы 2. При этом груз 13 подводитс  к оси планшайбы 4, поводок 16 вводитс  в паз криволинейной на5 правл ющей 17, а пружины 15 раст гивают. Стопор 19 опускаетс  в полом стакане 20 и закрываетс  скобой 22, как показано на фиг.6. Шток 25 вводитс  в отверстие 25 планшайбы 4. Таким образом, в исходном

0 положении планшайба 4 неуравновешена относительно своей оси за счет размещени  центра масс груза 13 вблизи оси ее вращени , а центра масс стола 8 с изделием 9, редуктора 12 с приводом 10 на периферии

5 планшайбы 4.

Платформа 2 раскручиваетс  до заданной угловой скорости, котора  в дальнейшем поддерживаетс  посто нной. Опускаетс  шток 26, освобожда  планшай0 бу 4. Под действием центробежных сил и сил выталкивани  пружин 15 груз 13 начинает перемещатьс  к периферии планшайбы 4. Взаимодействующий при этом с пазом 17 криволинейной направл ющей поводок 16

5 обеспечивает регламентированное перемещение груза 13 на планшайбе и угловое двп- жение планшайбы относительно платформы. За счет действи  центробежных сил на стол 8 с изделием 9 планшайба

0 ускоренно поворачиваетс . При этом на изделие 9 воздействует линейное ускорение с крутым передним фронтом. После выхода поводка 16 из направл ющей 17 (или схода груза 13 с винта 29 фиг.2) груз 13 поддейст5 вием центробежных, инерционных сил и сил выталкивани  пружин отодвигает скобу 22, при этом упругий элемент 24 деформируетс , стопор 19 поднимаетс  под действием пружины 21, попадает в отверстие 18 в донной части груза, и фиксирует последний на

планшайбе 4. Планшайба 4 уравновешиваетс  относительно своей оси вращени . Далее планшайба 4 продолжает поворачиватьс  по инерции, при этом направл юща  17 (фиг.1) находитс  вне зоны взаимодействи  с поводком 16. При повороте планшайбы на угол более 110° гибкий трос 34 наматываетс  на шкив 32, выбирает избыток длины и раст гивает пружины 33, обеспечива  эффективное торможение планшайбы, котора  дополнительно затормаживаетс  крут щим моментом привода 5, После торможени  планшайбы ее угол поворота не превышает 140°. Далее программно измен ют радиус вращени  издели  9 посредством поворота планшайбы 4 только приводом 5 в диапазоне ее углов поворота 0-110°. Одновременно изделие 9 посредством поворота стола 8 приводом 10 по заданной программе ориентируют относительно вектора абсолютного ускорени , обеспечива  получение требуемых его проекций на две взаимно перпендикул рные оси, св занные с изделием.

Использование устройства дл  импульсного поворота планшайбы позвол ет увеличить интенсивность нарастани  заданного испытательного воздействи . За счет регламентированных перемещений груза на планшайбе, а планшайбы на платформе повышаетс  точность воспроизведе- ни  переднего фронта нарастани  испытательного воздействи . Интенсивность нарастани  переднего фронта линейных ускорений можно в широких пределах варьировать изменением частоты вращени  платформы, массой груза (в наиболее общем случае часть массы груза перед испытани ми может фиксироватьс  на периферии планшайбы), формой огибающей криволинейной направл ющей платформы (ее параметрами) или параметрами винта.

По сравнению с известным снижаютс  энергозатраты на ускоренный поворот планшайбы, так как роль разгонного устройства выполн ет стол с изделием, неуравно- вешенные в начале испытани  относительно оси вращени  планшайбы,

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   1, Стенд дл  испытани  изделий на воздействие импульса ускорени , содержащий платформу с приводом вращени , планшайбу , установленную на платформе с возможностью вращени  относительно оси, параллельной оси вращени  платформы, закрепленный на платформе привод вращени  планшайбы, размещенный на периферии планшайбы стол дл  закреплени  испытуемого издели , фиксатор дл  удержани  планшайбы в исходном положении и устройство дл  импульсного поворота планшайбы , включающее установленный на ней с возможностью перемещени  груз, смещенный от оси вращени  платформы, о т- личающийс  тем, что, с целью

   расширени  эксплуатационных возможностей за счет увеличени  интенсивности на- растани  линейного ускорени , груз установлен на планшайбе с возможностью радиального перемещени  в направлении,

   противоположном столу, устройство снабжено механизмом дл  преобразовани  поступательного перемещени  груза во вращательное движение планшайбы и установленными на последней средствами дл 

   фиксации груза в конце его перемещени , при этом груз и стол расположены по разные стпроны от оси вращени  планшайбы.
2. 2.Стенд по п. 1, о т л ичающийс  тем, что механизм дл  преобразовани  поступательного перемещени  груза во вращательное движение планшайбы выполнено в виде закрепленного на грузе поводка и св занной с платформой криволинейной направл ющей дл  перемещени  по ней поводка на заданном угле разгона планшайбы, а груз подпружинен в направлении перемещени .
3. 3.Стенд по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что механизм дл  преобразовани  поступательного перемещени  груза во вращательное движение, планшайбы выполнен в виде винтовой пары, гайкой которой служит груз, а винт зафиксирован на планшайбе от осевого перемещени , и конической передачи, одно из колес которой закреплено на винте, а второе на платформе по оси вращени  планшайбы, при этом длина нарезки винта выбрана из услови  выхода груза из зацеплени  с винтом при повороте планшайбы на заданный угол разгона.
4. 4.Стечд по пп.1 и 3, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что он снабжен устройством дл  стабилизации угловой скорости платформы , выполненным в виде двух грузов равной массы, установленных на платформе с возможностью радиального перемещени  под действием центробежных сил по разные стороны от оси вращени  платформы и

   подпружиненных к оси вращени , и закрепленной на платформе и заполненной жидкостью емкости, в которой размен ны грузы.

   N CO

   со

   N T Is

   Г / . .

   ЯЫ I //I

   Г//1 LL Ј1 91 SI

   г

   1 гпф

   щ-гттгтт

   }Ј oi а к и z/   t

   Xj

   л

   Ј$

   J J Ю O) O)

   to

   /

   Si

   N

   Фиг. 7

   Фиг.8