SU607147A1 - Стенд линейных гармонических ускорений - Google Patents

Description

(54) СТЕНД ЛИНЕЙНЫХ ГАРМОНИЧЕСКИХ УСКОРЕНИЙ

1

Изобретение относитс  к области испытательной техники и может быть использовано дл  испытаний гироскопов и акселерометров путем воздействи  на них низкочастотным линейным ускорением большой амплитуды.

Известны механические испытательные стенды, преобразующие при помощи кривошипно-ползунного механизма равномерное вращение вала кривошипа в возвратно-поступательное пр молинейное движение испытательного стола. Основными недостатками таких стендов  вл ютс  мала  амплитуда перемещений (обычно О 30 мм) и отсутствие строго гармонического закона движени  испытательного стола.

Теоретически чистый гармонический закон движени  испытательного стола имеет место в стендах, где длина шатуна равна длине кривошипа. Примером такого стенда  вл етс  устройство ij/ где кривошипно-ползунный механизм с равньоии шатуна и крвошипа конструктивно выполнен в виде сдвоенной планетарной зубчатой передачи . Перва  планетарна  передача сообщает вращение шатуну, а втора  испытательному столу. Передаточное число этой кинематической цепи подоб

рано таким, что испытательный стол совершает возвратно-поступательное пр молинейное перемещение по гармоническому закону без помощи направл ющих на величину хода до 2000 мм.

Однако длинна  и недостаточно жестка  кинематическа  цепь зубчатых конических колес, установ.г1енных на шлицевых валах регулируемой длины, погрешности изготовлени  и сборки не позволили в достаточной степени реализовать возможности принципиальной схемы: клир-фактор по ускорению составил около 8%.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  стенд, который имеет короткую и жесткую кинематическую цепь, так как равноплечий кривошипно-ползунный привод конструктивно выполнен в виде одинарной зубчатой эпициклической передачи внутреннего зацеплени  с диаметром сателлита (шатунного колеса), равным радиусу неподвижного колеса. Отсутствие сдвоенной планетарной передачи в приводе стола потребовало введени  в конструкцию прецизионной плоской направл ющей дл  предотвращени  проворота испьатательного стола (под действием сил трени  или неуравновешенкости испытательного стола) относительно пальца сателлита, на подшипниках которого он установлен 2.

Существенным недостатком данного стенда  вл етс  наличие двух работающих одновременно жестких кинематических цепей, обеспечивающих движение испытательного стола: с одной стороны это кривоишпно-полэунный механизм с направл кхцей, а с другой - зубчата  эпициклическа  передача. Ошибки изготовлени  и сборки механизмов стенда привод т к некоторому отклонению от прч 4олинейности в движении стола и к противодействию кинематических цепей работе друг друга, что вызывает либо отход стола от плоской направЛ юЬ|ей и его угловые колебани  в образовавшемс  зазоре, либо деформацию всей кинематической цепи из-за противодействи  направл ющей, установленной на жесткой траверзе.

Все это ухудшает точность воспроизводимого закона двлжеии  и приводит к по влению боковых угловых и -линейных колебаний испытательного стола.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение угловых колебаний и увеличение точности пр молинейного перемещени .

Это достигаетс  благодар  тому, что в предлагаемом стенде прецизионны направл ющие стола выполнены полуэак/жнутьюта , а испытательньй стол закреплен ка опорном шарнире сателлита (шатуна ) с помощью упругой св зи. Упруга  св зь выполнена в виде Н-образног блока из трех пакетов взаимно перпендикул рных разрезных плоских пружин, который имеет высокую жесткость в направлении движени  стола и обладает хорошей податливостью в любом из п ти других возможных линейных и угловых Малых колебаний пальца шатуна относи .тельно испытательного стола. .

Регулируема  величина силового замыкани -стола и полуза1 нутых направл ющих осуществл етс  при помощи витой цилиндрической пружины.

На Фиг. 1 представлена конструктивно-кинематическа  схема описываемого стенда; на фиг. 2 -,поперечный разрез полузамкнутой направл ющей; на фиг.З Н-образный блок плоских разрезных пружин, соедин ющий испытательный сто с опорным шарниром сателлита.

Испытываемый прибор 1 расположен на испытательном столе 2 (фиг. 1), который может перемещатьс  вдоль прецизионной направл к цей 3, -выполненной полузамкнутой (фиг. 2) и установленной на жесткой .траверзе 4. Дл  лучшего учета вли ни  вектора ускорени  земного-т готени  и обеспечени  техники безопасности направление движени  испытательного стола 2 прин то вертикальным. Вита  цилиндрическа  пружина 5 осуществл ет регулируемое

силовое Зс1мыкание стола 2 и направл ющей 3. Св зь стола 2 с пальцем 6 опорного шарнира сателлита 7 (шатуна ) вЕШОЛнена упругой в виде Н-образного блока 8 трех взаимно перпендикул рных пакетов 9 разрезных плоских пружин, соединенных угольниками 10 (фиг. 3). Места присоединени  упругого блока 8 к столу 2 обозначены буквой С, а буквой Ш - места присое динени  к Опорному шарниру сателлита 7. Така  конструкци  упругого блока 8 имеет высокую жесткость в направлении движени  стола 2 и обеспечивает хорошую податливость в любом другом из п ти возможных малых перемещений (линейных и угловых) стола 2 относительно сателлита 7. Сателлит 7 установлен на подвижной оси водила 11 планетарной эпициклической, передачи . Ее неподвижное колесо 12 закреплейона станине 13 соосно шпинделю 14. Радиус начальной окружности зубчатого колеса 12 равен диаметру сателлита 7, а ось пальца 6 опорного шарнира стола 2 находитс  на начальной окружности сателлита 7. Тем самым и реализованасхема кривошипно-пол унного механизма с длиной кривоши-. па, равной длине шатуна.

Электродвигатель 15 посто нного тока через муфту 16, шпиндель 14 и эпициклическую передачу приводит в двжение стол 2 с испытываег/ШЕМ прибором 1. Замкнута  система электропривода 17 содержит импульсный датчик угла поворюта 18, предназначенный дл  работы в цепи обратной св зи по регулированию скорости электродвигател  15.

С целью уравновешивани  масс стола 2 и испытываемого прибора 1 введен противовес 19, а дл  уравновешивани  главного вектора сил инерции служит противовес 20. Регулируемый фрикционный тормоз 21 в процессе раббты стенда предотвращает отход друг от друга одноименных профилей зубьев сателлита 7 и неподвижного колеса 12 под действием возможных колебаний момента сил относительно оси сателлита 7.

Работает стенд следующим образом. При задании электроприводом 17 определенной равномерной скорости вращени  о; валу электродвигател  15 через планетарную эпициклическую передачу получает перемещение стол 2 с испытываемым прибором 1. Ускорение движени  стола 2 измен етс  по гармоническому закону.

W-2ru Co«u t

где. т - радиус водила 11 и сателлита 7, и - углова  скорость вращени  водила 11, рад/с.

Это перемещение стола 2 по прецизионным направл ющим 3 осуществл етс  благодар  высокой жесткости Н-образного блока 8 плоских пружин в направлении движени  стола. Малые угловые и линейные колебани  пальца 6 сателлита 7, вызванные погрешностью изготовлени  и сборки стенда, компенсируютс  упругим Н-образным блоком 8 плоских пружин благодар  его хорошей податливости в других п ти направлени х возможных перемещений.

Съем сигналов с испытываемого прибора в таком стенде может осуществл тьс  при помощи гибких проводов, расположенных в легких и жестких звень х шарнирно-рычажного механизма токосъема (на чертежах не показан)

Предлагаемый стенд благодар  большой величине хода стола 2 позвол ет проводить испытани  -приборов на низких частотах и при больших значени х перегрузок. ,

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР 169845, кл. В 06 b 1/12, 1963.

2. Павлов Г.Г. и др. Разработка и исследование калибровочных стендов.

Сб. трудов ЛПИ им. М.И.Калинина, № 282, Машиностроение , 1967.

Л -Л

Фиг. 2