SU1753322A1

SU1753322A1 - Six-coordinate vibration stand

Info

Publication number: SU1753322A1
Application number: SU904790316A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Георгиевич Борозна; Виктор Аркадьевич Глазунов; Владимир Петрович Жук; Павел Владимирович Миодушевский; Альберт Азатович Чутаев
Original assignee: Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова; Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского
Priority date: 1990-02-12
Filing date: 1990-02-12
Publication date: 1992-08-07

Abstract

Изобретение относитс к испытательной технике. Цель изобретени - повышение точности воспроизведени вибраций. Шестикоординатный вибростенд содержит основание 1, платформу 2, шесть возбудителей колебаний, выполненных в виде криво-шипно-шатунных механизмов 8 с регулируемым радиусом кривошипа и св занных с одним приводным двигателем 5 Св сь .пж- дого возбудител колебаний с платформой осуществлена двум передаточными звень ми 4 и 3. Звено 4 соединено одностепенны- ми шарнирами 10 с основанием и шатуном 7 кривошипно-шатунного механизма, а звено 3 св зано посредством пространственных шарниров 9 с первым звеном и платформой. Благодар использованию одного приводного двигател не требуетс специально согласовывать частоту и фазу всех возбудителей колебаний. Дл обеспечени работоспособности устройства необходимо , чтобы передаточные звень 3, либо их продолжени не пересекали одну пр мую , никакие четыре из них (либо их продолжени ) не лежали в одной плоскости, не пересекались в одной точке и не были параллельными 3 ил.This invention relates to a testing technique. The purpose of the invention is to improve the accuracy of vibration reproduction. Six-axis shaking table contains base 1, platform 2, six vibration exciters made in the form of crank-thrust-connecting rod mechanisms 8 with adjustable crank radius and connected with one drive motor 5 Fw. Oscillations exciters with the platform are made by two transmission units 4 and 3. Link 4 is connected by single-stage hinges 10 to the base and connecting rod 7 of the crank-connecting rod mechanism, and link 3 is connected by means of space hinges 9 to the first link and platform. Due to the use of one drive motor, it is not necessary to specifically coordinate the frequency and phase of all exciters. To ensure the operability of the device, it is necessary that the transfer units 3, or their extensions do not intersect one straight line, no four of them (or their extensions) lie in the same plane, do not intersect at one point, and are not parallel 3 sludge.

Description

Изобретение относитс к испытательной технике и может быть использовано при виброиспытани х различных объектов, например , изделий электронной промышленности , автомобилей, самолетов и т.д. Кроме того, изобретение может использоватьс в различных технологических процессах: виброперемещени х , виброупрочнени х, виброперемещении сыпучих материалов и т.д.The invention relates to a test technique and can be used in the vibration testing of various objects, for example, products of the electronics industry, automobiles, airplanes, etc. In addition, the invention can be used in various technological processes: vibration displacement, vibration reinforcement, vibration displacement of bulk materials, etc.

Известен трехкоординатный стенд, содержащий основание, платформу дл установки испытуемого издели , и выходное звено, соединенные кинематической цепью, с которой соединены возбудители колебаний 1Known three-coordinate stand, containing the base, the platform for installing the test product, and the output link connected by a kinematic chain, which is connected to the exciters 1

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс шестикоординатный стенд, содержащий основание , платформу дл установки испытуемого издели , возбудители колебаний и шарнирные передаточные звень дл св зи возбудителей колебаний с платформой 2The closest in technical essence and the achieved result is a six-coordinate stand containing a base, a platform for installation of the test product, exciters and articulated gear units for communicating oscillators with platform 2

Недостатком данного устройства - прототипа вл етс недостаточно высока точностьвоспроизведени вибраций платформы, т.к. в данном случае следует согласовывать амплитуду, частоту и фазу всех вибровозбудителей. При этом необходимо слежение в реальном масштабе времени за перечисленными параметрами ЭтоThe disadvantage of this prototype device is that the accuracy of reproducing platform vibrations is not high enough. in this case, the amplitude, frequency and phase of all vibration exciters should be coordinated. At the same time, it is necessary to monitor in real time the listed parameters.

ы ю юs you

требует сложной вычислительной техники и понижает точность и надежность.requires sophisticated computing and lowers accuracy and reliability.

Целью Данного технического решени вл етс повышение точности воспроизведени вибраций платформы.The purpose of this technical solution is to improve the accuracy of the reproduction of the vibrations of the platform.

Поставленна цель достигаетс тем, что в шестикоординатном стенде, содержащем основание, платформу Ту установки испытуемого издели , возбудители колебаний и шарнирные передаточные звень дл св зи возбудителей колебаний с платформой, новым вл етс то, что он включает шесть возбудителей колебаний, выполненных в виде кривошипно-шатунных механизмов с регулируемым радиусом кривошипа, св занных с одним приводным двигателем, а св зь каждого возбудител колебаний с платформой осуществлена посредством двух передаточных звеньев, первое из которых соединено одностепенными шарнирами с основанием и шатуном кривошипно-шатун- ного механизма, а второе св зано посредством пространственных шарниров с первым звеном и платформой, при этом все вторые передаточные звень либо их продолжени не пересекают одну пр мую и никакие четыре из них не лежат в одной плоскости, не пересекаютс и не параллельны.The goal is achieved by the fact that in a six-coordinate stand containing a base, the platform Tu of the installation of the test product, exciters and articulated transfer units for connecting oscillators with a platform, the new one is that it includes six exciters of oscillations made in the form of a crank connecting rod mechanisms with an adjustable crank radius associated with a single drive motor, and the connection of each vibration exciter with the platform is carried out by means of two transmission links, first of which are connected by single-stage hinges with the base and connecting rod of the crank-connecting rod mechanism, and the second is connected by spatial hinges with the first link and platform, while all the second transmission links or their extensions do not intersect one straight line and no four of them lie in the same plane, do not intersect and are not parallel.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - схема одной кинематической цепи, включающей возбудитель колебаний и шарнирные передаточные звень ; на фиг 3 - платформа, система координат и испытуемое изделиеFigure 1 shows a diagram of the proposed device, figure 2 is a diagram of one kinematic chain, including the exciter and pivot transmission links; Fig 3 - the platform, the coordinate system and the test product

Шестикоординатный вибростенд содержит основание 1, платформу 2, шарнирные передаточные звень 3, 4, двигатель 5, кривошипные валы 6, шатуны 7, кривошипы 8 с регулируемым радиусом 8, пространственные шарниры 9, одностепен+ные шарниры 10, промежуточное звено 11. Шестикоординатный стенд (фиг. 1) состоит из основани 1 и платформы 2, шести возбудителей колебаний, выполненных в виде кривошипно-шатунных механизмов, имеющих кривошип 8 с регулируемым радиусом и шатун 7. Все возбудители колебаний св заны с одним приводным двигателем 5. Св зь каждого возбудител колебаний с платформой осуществлена посредством двух передаточных звеньев 3 и 4, первое из которых (4) соединено одностепенными шарнирами 10 с основанием и шатуном кривошипно-ша- тунного механизма, а второе звено 3 св зано посредством пространственных шарниров 9 с первым звеном 4 и с платформой 2.Six-axis shaking table contains base 1, platform 2, articulated gear units 3, 4, engine 5, crank shafts 6, connecting rods 7, cranks 8 with adjustable radius 8, spatial hinges 9, single-stage + hinges 10, intermediate 11. Six-coordinate stand ( Fig. 1) consists of a base 1 and a platform 2, six vibration exciters made in the form of crank-connecting rod mechanisms, having a crank 8 with an adjustable radius and a connecting rod 7. All vibration pathogens are connected to one drive motor 5. Connection of each excitement The oscillation unit with the platform is made by two transmission units 3 and 4, the first of which (4) is connected by single-stage hinges 10 to the base and connecting rod of the crank-shatun mechanism, and the second link 3 is connected by spatial hinges 9 to the first link 4 and c platform 2.

Двигатель 5 может быть св зан с возбудителем колебаний посредством механизма параллельных кривошипов, включающего промежуточное звено 11, вращательные пары 12 и кривошипный вал 6.The engine 5 can be connected to the oscillator via a parallel crank mechanism including an intermediate link 11, rotational pairs 12 and a crank shaft 6.

Устройство работает следующим образомThe device works as follows

Перед включением определ ютс требуемые радиусы кривошипов 8, которые оп- редел ют амплитуду, форму и фазу колебаний.Before switching on, the required radii of the cranks 8, which determine the amplitude, shape and phase of the oscillations, are determined.

Амплитуда колебаний мен етс в зависимости от изменени радиусов кривошипов 8 (без изменени пропорции между радиусами кривошипов).The oscillation amplitude varies with changes in the radii of the cranks 8 (without changing the proportion between the radii of the cranks).

Частота колебаний определ етс частотой вращени двигател 5.The frequency of oscillation is determined by the frequency of rotation of the engine 5.

Вращение двигател 5 через звено 11 передаетс кривошипному валу 6, далее через кривошипы 8 и одностепенные шарниры 10 передаетс колебательное движение передаточным звень м 4, которые черезThe rotation of the engine 5 through the link 11 is transmitted to the crank shaft 6, then through the cranks 8 and the single-stage hinges 10 is transmitted oscillatory movement of the transmission link m 4, which through

пространственные шарниры 9 и передаточные звень 3 передают колебани платформе 2 и испытуемому изделию.The space hinges 9 and the transmission links 3 transmit oscillations to the platform 2 and the test item.

При определении требуемых значений радиусов кривошипов 8 дл каждой кинематической цепи можно использовать соотношени дл скоростей или бесконечно малых перемещений, т.к. колебани малые. При этом ам плитуда колебаний точки AI равна IAIWhen determining the required values of the radii of the cranks 8 for each kinematic chain, relations for speeds or infinitely small displacements can be used, since small fluctuations. In this case, the amplitude of oscillations of the point AI is equal to IAI

В1 | г-п | 0) гДе Bl РаДиУс кривошипа; IADI и ICDI - отрезки, изображенные на фиг.2|АО| и|СО| равны дл всех кинематических цепей. Форам колебаний задаетс соотношением изменений линейных и угловых координат Задаютс перемещени по координатам xyz (фиг.1) lx,ly,z, а также приращени угловых координат «х, Щ , аг и определ ютс отношени этих величин к одной из них, например, к ex. Отсюда получаютс значени 1, еу,ег, a ,cty ,dz Я ( Имеютс в виду синусоидальные колебани . Под формой понимаетс соотношение между). B1 | rp | 0) gDe Bl RadiuS crank; IADI and ICDI - segments shown in figure 2 | AO | and | WITH | equal for all kinematic chains. Vibration frames are defined by the ratio of changes in linear and angular coordinates. Displays the xyz coordinates (Fig. 1) lx, ly, z, as well as the increments of the angular coordinates x, U, a, and the ratios of these values to one of them are determined, for example, ex. From this, the values 1, eu, er, a, cty, dz I are obtained (Sinusoidal oscillations are meant. The form means the ratio between).

Далее наход тс перемещени центров сферических пар, примыкающих к выходному звену EIЕе (фиг.1).Next are the displacement of the centers of spherical pairs adjacent to the output link EIEe (Fig. 1).

Si 1(1 +ay pzi-az pyl)-f +Т(еу -f-az / xi-ax /9zi) + + k(ez +ax / yi-ay pxi)Si 1 (1 + ay pzi-az pyl) -f + T (ey -f-az / xi-ax / 9zi) + + k (ez + ax / yi-ay pxi)

где Si - перемещение точки EI (i 1...6), P f yipzr координаты точки EI.where Si is the displacement of the point EI (i 1 ... 6), P f yipzr coordinates of the point EI.

Затем следует найти соотношени амплитуд колебаний точек А, а также направлени начального перемещени . Амплитуда определ етс на основании теоремы о проThen it is necessary to find the ratios of the amplitudes of the oscillations of points A, as well as the directions of the initial displacement. The amplitude is determined based on the product theorem.

екции скорости точек твердого тела, на пр мую , их соедин ющую. Точки Ci перемещаютс по оси Y. Следовательноlections of the velocity of points of a solid, on a straight line, connecting them. Points Ci move along the Y axis. Therefore

|Д| Lly Llx ( 1 + СГу рг - Пг /ty ) +| D | Lly Llx (1 + SGu pr - Pg / ty) +

4-Liy (ey; + «z A i-«x yOzi) +(2)4-Liy (ey; + «z A i-« x yOzi) + (2)

+ Liz (ег + «x (i - QV px).+ Liz (er + «x (i - QV px).

где IAI - относительна амплитуда колебани точки Ai; Lix, Liy, Liz - координаты векторов , проведенных от точки AI и EI, деленных на длину данного отрезка.where IAI is the relative amplitude of oscillation of point Ai; Lix, Liy, Liz - coordinates of vectors drawn from the point AI and EI, divided by the length of this segment.

Исход из последней формулы определ ютс соотношени между амплитудами перемещений точек AI, а также направлени начальных перемещений (смена направлени осуществл етс переходом через ноль радиуса соответствующего кривошипа).Based on the last formula, the ratios between the amplitudes of the displacements of the points AI are determined, as well as the directions of the initial displacements (the direction is changed by passing through the zero of the radius of the corresponding crank).

Из найденных относительных амплитуд IAI выбираетс наибольша 1д1макс, затем определ етс коэффициент К, равный отношению 1д1макс к равному дл всех кинематических цепей соотношениюIBIMSKC | с р где В1макс From the found relative amplitudes IAI, the largest 1d1 max is selected, then the coefficient K is determined, which is equal to the ratio 1d1max to the ratio for all kinematic circuitsIBIMSKC | with p where B1max

максимальное рассто ние от оси шатунной шейки до оси вала 6:maximum distance from the axis of the crank pin to the axis of the shaft 6:

К TO

1А1макс I CD i В1макс I AT5 I1A1max I CD i B1max I AT5 I

Максимальна амплитуда заданной формы определ етс делением величин 1, вх, еу, огх i С(у ,az на коэффициент К. Если максимальна амплитуда не требуетс , следует увеличить К.The maximum amplitude of a given shape is determined by dividing the values of 1, in, eu, ooh i C (y, az by a factor K. If the maximum amplitude is not required, you should increase K.

Если на выходном звене 2 укреплен испытуемый объект 12, собственна система координат которого Ох у z смещена относительно системы координат Oxyz. причем смещение описываетс углами Эйлера р,гр,0 (фиг.З), и если угловые колебани заданы приращени ми углов , АV &0If at the output link 2 the test object 12 is fixed, the own coordinate system of which Ox y z is shifted relative to the coordinate system Oxyz. the offset is described by Euler angles p, gr, 0 (Fig. 3), and if the angular oscillations are given by increments of angles, AV & 0

00

5five

00

5five

00

то следует выразить угловые перемещени через Д, А.ЛЙyou should express the angular displacements in D, A., L.

в + A0COS t, а/ +A0sln V- az +Ay in + A0COS t, a / + A0sln V- az + Ay

Здесь использованы соотношени , характерные дл элементарных перемещений.The ratios characteristic of elementary displacements are used here.

Дл обеспечени работоспособности устройства необходимо, чтобы передаточные звень 3 либо их продолжени не пересекали одну пр мую, никакие четыре из них не должны лежать в одной плоскости, пересекатьс в одной точке или быть параллельными .To ensure the operability of the device, it is necessary that the transfer units 3 or their continuation do not intersect one straight line, no four of them should lie in one plane, intersect at one point or be parallel.

Claims

Claims: A six-axle vibrostand comprising a base, a platform for mounting the test product, exciters, and articulated gear units for communicating oscillators with a platform, characterized in that, in order to improve the accuracy of vibration reproduction, it includes six exciters, made 1 in the form of a crank - crank mechanisms with adjustable crank radius associated with a single drive motor, and the connection of each oscillator with a platform is made through two of the transmission links, the first of which is connected by single-stage hinges with the base and connecting rod of the crank-connecting rod mechanism, and the second is connected by spatial hinges to the first link and platform, while all the second transmission links or their extensions do not intersect one straight line and none of the four of them lie in the same plane, the ke intersect at one point and are not parallel.

financial statement