SU1747978A1

SU1747978A1 - Method and device for testing an object for spatial vibration

Info

Publication number: SU1747978A1
Application number: SU884461353A
Authority: SU
Inventors: Борис Маркович Лосьев
Original assignee: Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1988-07-18
Filing date: 1988-07-18
Publication date: 1992-07-15

Abstract

Изобретение относитс к вибрационным испытани м обьектов, в частности к роторным устройствам, и обеспечивает повышение точности воспроизведени заданной вибрации. Пространственную вибрацию объекта 1 возбуждают возбудителем 3 однонаправленной поступательной вибрации путем передачи вибрации на объект через упругий подвес, центр жесткости которого не совпадает с центром инерции объекта с основанием 2 дл его установки. Ось объекта располагают наклонно к рабочей оси возбудител . Испытани провод т в резонансном режиме возбуждени , подстраива частоты вибрации, задаваемые возбудителем, под собственные частоты элементов упругого подвеса. Несовпадение центра жесткости подвеса с центром инерции объекта обеспечивают за счет различи жесткостей элементов упругого подвеса, расположенных по разные стороны от центра инерции. В устройстёе это реализуетс с помощью двух пар м гких и двух пар жестких пружин 6, 7 соответственно. Пружины каждой пары расположены взаимно перпендикул рно . Пружины закреплены на наклонных к установочной поверхности стола 4 возбудител поверхност х переходного приспособлени 5. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. ч (Л СThe invention relates to vibration tests of objects, in particular rotary devices, and provides improved accuracy of reproduction of a given vibration. The spatial vibration of object 1 is excited by the causative agent 3 of unidirectional translational vibration by transmitting vibration to the object through an elastic suspension whose center of rigidity does not coincide with the center of inertia of the object with base 2 for its installation. The axis of the object is inclined to the working axis of the exciter. The tests are carried out in the resonant mode of excitation, adjusting the vibration frequency set by the pathogen to the natural frequencies of the elements of the elastic suspension. The mismatch of the center of stiffness of the suspension with the center of inertia of the object is ensured by the difference in the stiffnesses of the elements of the elastic suspension located on opposite sides of the center of inertia. In the device, this is realized with the help of two soft pairs and two pairs of rigid springs 6, 7, respectively. The springs of each pair are mutually perpendicular. The springs are fixed on the surfaces of the adapter 5 inclined to the table mounting surface 4 of the exciter. 2 s. f-ly, 2 ill. h (L S

Description

Изобретение относится к виброиспытаниям, а именно к методам и средствам, предназначенным для испытаний объектов на пространственную вибрацию, и может найти применение в приборо- и агрегатостроении, в частности в производстве при форсированных испытаниях двигателей, турбин, гироприборов и других роторных устройств.The invention relates to vibration tests, and in particular to methods and means intended for testing objects for spatial vibration, and can find application in instrument and aggregate construction, in particular in the production of forced tests of engines, turbines, gyroscopes and other rotary devices.

Создание угловых вибраций, вызывающих дополнительные инерционные Ή гироскопические нагрузки на вращающийся ротор, является основополагающим принципом вибрационного форсированного нагружения и форсированных испытаний.The creation of angular vibrations causing additional inertial Ή gyroscopic loads on a rotating rotor is a fundamental principle of vibrational forced loading and forced tests.

Известно устройство, реализующее способ вибрационных испытаний роторного механизма, создающее одновременно действующие линейные и угловые вибрации на частоте вращения ротора с помощью резонансных колебаний корпуса ротора, установленного на упругом подвесе, причем угловые вибрации получают за счет кинематической связи, осуществляемой телескопическим шарнирным рычагом, связанным с корпусом ротора.A device is known that implements a method of vibration testing of a rotor mechanism, which simultaneously creates linear and angular vibrations at the rotor speed using resonant vibrations of the rotor housing mounted on an elastic suspension, and angular vibrations are obtained due to the kinematic coupling carried out by a telescopic articulated lever connected to the housing rotor.

Известно также устройство, реализующее способ испытаний объекта на комплексное воздействие поступательйой и угловой вибрации, создающее одновременно действующие линейные и угловые вибрации возбудителем однонаправленной поступательной вибрации и телескопическими шарнирными штангами, связанными с платформой, на которой установлен ротор.A device is also known that implements a method of testing an object for the combined effects of translational and angular vibration, which simultaneously creates linear and angular vibrations by a unidirectional translational vibration exciter and telescopic articulated rods connected to the platform on which the rotor is mounted.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, реализующее способ испытаний на пространственную вибрацию, создаваемую за счет разбалансировки упруго подвешенного стола с установленным объектом испытаний и изменения установочного угла шарнирных тяг, связанных со столом.Closest to the invention in technical essence is a device that implements a method of testing for spatial vibration created by unbalancing an elastically suspended table with an installed test object and changing the installation angle of the articulated rods associated with the table.

Согласно указанному способу испытания объекта на пространственную вибрацию, вибрацию объекта возбуждают с помощью возбудителя однонаправленной поступательной вибрации путем передачи вибрации на объект через упругий подвес, центр жесткости которого не совпадает с центром инерции объекта с основанием для его установки, и производят настройку резонансного режима возбуждения подбором сменных грузов, связанных с основанием.According to the specified method of testing an object for spatial vibration, the vibration of the object is excited using a unidirectional translational vibration pathogen by transferring the vibration to the object through an elastic suspension, the center of rigidity of which does not coincide with the center of inertia of the object with the base for its installation, and the resonance excitation mode is adjusted by selecting interchangeable cargo associated with the base.

Недостатком указанного способа является низкая точность воспроизведения заданной вибрации.The disadvantage of this method is the low accuracy of reproduction of a given vibration.

Цель изобретенияповышение точности воспроизведения заданной вибрации.The purpose of the invention is to increase the accuracy of reproduction of a given vibration.

Эта цель достигается тем, что несовпадение центра жесткости подвеса с центром инерции объекта с основанием обеспечивают за счет различия жесткостей элементов упругого подвеса, расположенных по разные стороны от центра инерции, ось объекта располагают наклонно к рабочей оси возбудителя. а настройку резонансного режима производят подстройкой частот вибрации, задаваемых возбудителем, под собственные частоты элементов упругого подвеса.This goal is achieved by the fact that the mismatch of the center of rigidity of the suspension with the center of inertia of the object with the base provides due to the difference in the stiffness of the elements of the elastic suspension located on opposite sides of the center of inertia, the axis of the object is inclined to the working axis of the pathogen. and the resonance mode is adjusted by adjusting the vibration frequencies specified by the pathogen to the natural frequencies of the elements of the elastic suspension.

Положительный эффект от использования изобретения состоит, в частности, при проведении форсированных испытаний в том, что дает возможность ужесточить режимы испытаний, обеспечив адекватность форсированных и эксплуатационных нагрузок. Это вызвано тем, Что уровень допустимых нагрузок в форсированных режимах непосредственно зависит от точности воспроизведения заданных вибраций.The positive effect of the use of the invention consists, in particular, when conducting forced tests in that it makes it possible to tighten the test modes, ensuring the adequacy of the forced and operational loads. This is due to the fact that the level of permissible loads in forced modes directly depends on the accuracy of reproduction of the given vibrations.

Способ реализуется стендом для испытаний объекта на пространственную вибрацию, в котором с целью повышения точности воспроизведения заданной вибрации упругий подвес образован двумя парами мягких пружин и двумя парами жестких пружин, расположенными по разные стороны от оси симметрии основания, причем пружины каждой пары расположены взаимно перпендикулярно и связаны с основанием непосредственно, а для наклонной установки оси объекта переходное приспособление выполнено с наклонными к установочной поверхности стола возбудителя колебаний поверхностями закрепления пружин. *The method is implemented by a bench for testing an object for spatial vibration, in which, in order to improve the accuracy of reproducing a given vibration, the elastic suspension is formed by two pairs of soft springs and two pairs of hard springs located on opposite sides from the axis of symmetry of the base, the springs of each pair being mutually perpendicular and connected with the base directly, and for inclined installation of the axis of the object, the adapter is made inclined to the mounting surface of the table of the pathogen surfaces of fastening springs. *

На фиг.1 представлены конструкция, иллюстрирующая способ испытания объекта на пространственную вибрацию, и устройство для его осуществления, на фиг.2 частотные характеристики элементов упругого подвеса различной жесткости (сиси и (Мэг - резонансные частоты узлов упругой подвески), поясняющие сущность способа. ..Figure 1 presents the design illustrating the method of testing the object for spatial vibration, and a device for its implementation, figure 2 the frequency characteristics of the elements of the elastic suspension of different stiffness (sisi and (Meg - resonant frequencies of the nodes of the elastic suspension), explaining the essence of the method. .

Устройство, осуществляющее способ испытаний объекта на пространственную вибрацию, содержит объект 1 испытаний, соединенный с основанием 2, служащим для установки испытуемого объекта, упругий подвес, образованный двумя парами мягких 6 и двумя парами жестких 7 пружин, элементы которого связаны с основанием и переходным приспособлением 5. установленным на столе 4 возбудителя 3, служащим для наклонной установки оси объекта и выполненным с наклонными к установочной поверхности стола возбудителя колебаний поверхностями закрепления пружин.The device that implements the method of testing the object for spatial vibration, contains the test object 1 connected to the base 2, which serves to install the test object, an elastic suspension formed by two pairs of soft 6 and two pairs of hard 7 springs, the elements of which are connected to the base and adapter 5 installed on the table 4 of the pathogen 3, used for inclined installation of the axis of the object and made with the surfaces of the spring attachment inclined to the mounting surface of the table of the pathogen of vibrations.

На чертеже показано по одной паре мягких и жестких пружин: вторая пара условно не показана, так как расположена симметрично относительно плоскости чертежа (оси симметрии основания), причем пружины каждой пары расположены взаимно перпендикулярно и связаны с основанием непосредственно.The drawing shows one pair of soft and hard springs: the second pair is not shown conditionally, since it is located symmetrically relative to the plane of the drawing (axis of symmetry of the base), and the springs of each pair are mutually perpendicular and are directly connected to the base.

Работа устройства осуществляется следующим образом;The operation of the device is as follows;

К объекту прикладывают угловые и линейные нагрузки (моменты и силы) гармонического или полигармонического вида возбудителем, связанным с ним через элементы упругого подвеса, резонирующие на частотах ωοι и ωο2· Жесткости подвеса выбираются исходя из требуемого коэффициента ускорения испытаний, основываясь на расчете упругой схемы подвески объекта и на величине кинетического момента.Angular and linear loads (moments and forces) of a harmonic or polyharmonic form are applied to the object by a pathogen associated with it through elastic suspension elements resonating at frequencies ωοι and ωο2 · Suspension stiffnesses are selected based on the required test acceleration coefficient, based on the calculation of the elastic suspension scheme of the object and at the magnitude of the kinetic moment.

На фиг.2 следует, что, например, при действии гармонической вибрации вида Asin (Оь t при (Ob = (002 и «Лог >'> (001 точка объекта, связанная с жесткими пружинами, будет колебаться на резонансе, т.е. возникнут только угловые колебания ротора на частоте гоь.In Fig. 2 it follows that, for example, under the action of harmonic vibration of the form Asin (Ot t with (Ob = (002 and Log> '> (001, the point of the object associated with rigid springs will oscillate at a resonance, i.e. only angular oscillations of the rotor will occur at the frequency go.

Настройку резонансного режима производят подстройкой частот вибрации, задаваемых вибровозбудителем под собственные частоты элементов упругого ' повышения точности воспроизведения заданной вибрации, упругий подвес образован двумя парами мягких пружин и двумя парами жестких, пружин, расположенными по разные стороны от оси симметрии основания. причем пружины каждой пары расположены взаимно перпендикулярно и связаны с основанием непосредственно, а для наклонной установки оси объекта переходное приспособление выполнено с наклонными к установочной поверхности стола возбудителя колебаний поверхностя- ₍ми закрепления пружин.The resonance mode is adjusted by adjusting the vibration frequencies set by the vibration exciter to the natural frequencies of the elastic elements to increase the accuracy of reproducing a given vibration, the elastic suspension is formed by two pairs of soft springs and two pairs of hard springs located on different sides from the axis of symmetry of the base. moreover, the springs of each pair are located mutually perpendicular and are directly connected to the base, and for inclined installation of the object axis, the adapter is made with surfaces ₍ fixing the springs inclined to the mounting surface of the table of the exciter of oscillations).

буждают пространственную вибрацию объекта с помощью возбудителя однонаправленной поступательной вибрации путем передачи вибрации на объект через упругий подвес, центр жесткости которого не совпадает с центром инерции объекта с основанием для его установки, и производят настройку резонансного режима возбуждения, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения заданной вибрации, несовпадение центра жесткости подвеса с центром инерции объекта с основанием обеспечивают за счет различия жесткостей элементов упругого подвеса, расположенных по разные стороны от центра инерции, ось объекта располагают наклонно к рабочей оси возбудителя, а настройку резонансного режима производят подстройкой частот вибрации, задаваемых возбудителем, под собственные частоты элементов упругого подвеса.they stimulate the spatial vibration of the object with the help of a unidirectional translational vibration pathogen by transferring the vibration to the object through an elastic suspension, the center of rigidity of which does not coincide with the center of inertia of the object with the basis for its installation, and adjust the resonance excitation mode, excluding with the fact that, in order to increase the accuracy of reproducing a given vibration, the mismatch of the center of stiffness of the suspension with the center of inertia of the object with the base provides due to the difference in the stiffness of the elements of elastic If the suspension is located on different sides from the center of inertia, the axis of the object is inclined to the working axis of the pathogen, and the resonance mode is adjusted by adjusting the vibration frequencies specified by the pathogen to the natural frequencies of the elements of the elastic suspension.

2. Устройство для испытаний обьекта на пространственную вибрацию, содержащее возбудитель однонаправленной поступательной вибрации, основание Для установки испытуемого объекта, упругий подвес, элементы которого связаны с основанием, и установленное на столе возбудителя пе30 реходное приспособление, на котором закреплены элементы упругого подвеса, отличающееся тем, что, с целью подвеса. Наклон оси объекта по отношению к рабочей оси возбудителя осуществляют переходным приспособлением, которое может быть выполнено с различными углами наклона 0 < φ < 90°. что позволяет дополнительно изменять соотношение между составляющими вибраций не только за счет амплитуд и частот поданных сигналов, но и за счет выбора угла φ.2. Device for testing an object for spatial vibration, containing a pathogen of unidirectional translational vibration, base For installing a test object, an elastic suspension, the elements of which are connected to the base, and a transitional device mounted on the table of the pathogen, on which elastic suspension elements are fixed, characterized in what, for the purpose of suspension. The inclination of the axis of the object with respect to the working axis of the pathogen is carried out by a transitional device, which can be performed with different angles of inclination 0 <φ <90 °. which allows you to additionally change the ratio between the components of the vibrations not only due to the amplitudes and frequencies of the supplied signals, but also due to the choice of angle φ.

Claims

Claim

1. The method of testing the object for spatial vibration, according to which