SU934272A1 - Возбудитель циклической нагрузки дл вибростендов и усталостных испытательных машин - Google Patents

Description

(54) ВОЗБУДИТЕЛЬ ЦИКЛИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ ВИБРОСТЕНДОВ И УСТАЛОСТНЫХ , ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ МАШИН

Изобретение относитс  к испытательной технике в частности к устройствам дл  создани  циклической нагрузки, и может найти применение в вибростендах и усталостных машинах.

Известен возбудитель циклической нагрузки , содержащий кривошипно-шатунный механизм и устройство дл  задани  формы нагружени , соедин ющее шатун с приспособлением дл  креплени  испытуемого издели  1.

Недостатком такого возбудител  циклических нагрузок  вл етс  то, что он обеспечивает воспроизведение синусоидальной формы цикла, а также сложность изготовлени  и применени  зубчатых и планетарных передач.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  возбудитель циклической нагрузки дл  вибростендов и усталостных испытательных мащин, содержащий кривошипно-шатунный механизм и устройство дл  создани  формь цикла нагружени , соедин ющее щатун с приспособлением дл  креплени  испытуемого издели . Задание формы цикла нагружени  осуще- .

ствл етс  за счет подачи разной величины давлени  воздуха от двух рессиверов в над поршневую и поДпоршневую полости двухкорпусного цилиндра 2.

5 Недостатком указанного устройства  вл ютс  его малые функциональные возможности , ограниченные воспроизведением только синусоидальной и треугольной формами цикла нагружени .

Цель изобретени  - расширение воспро изводимых форм циклов нагружени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в возбудителе циклической нагрузки дл  вибростендов и усталостных испытательных машин, содержащем кривошипно-щатунный

f5 механизм и устройсто дл  задани  формы цикла нагружени , соедин ющее щатун с приспособлением дл  креплени  испытуемого издели , устройство задани  формы цикла нагружени  выполнено в виде установленной в шатуне упругой поворотной втулки,

° в которой от внутренней поверхности выполнены соосные радиальные пазы, и установленной во втулке оси, концы которой соединены с приспособлением дл  креплени  издели , причем на оси имеютс  параллельные

лыски, а толщина оси в зоне лысок равна ширине паза втулки. Дл  получени  ассиметричных циклов в один из пазов втулки может быть введена съемна  вставка жесткости .

На фиг. 1 изображен описываемый возбудитель циклической нагрузки с частичным разрезом; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - трапецевидна  форма нагружени ; на фиг. 4 - настройка устройства задани  формы цикла нагружени  дл  получени  трапецевидной формы цикла нагружени ; на фиг. 5 - синусоидальна  форма цикла нагружени ; на фиг. 6 - настройка устройства задани  цикла нагружени  дл  получени  синусоидальной формы цикла нагружени ; на фиг. 7 - форма импульсной нагрузки; на фиг. 8 - настройка устройства задани  формы цикла нагружени  дл  получени  изображенной на фиг. 7 формы импульсной нагрузки; на фиг. 9 - форма ассиметрической нагрузки; на фиг. 10настройка устройства дл  задани  формы цикла нагружени  дл  получени  ассиметричной формы цикла нагружени .

Возбудитель циклической нагрузки соетоит из кривошипно-шатунного механизма 1 устройства 2 задани  формы цикла нагружени  и приспособлени  3 дл  креплени  испытуемого издели . Кривошипно-шатунный механизм 1 содержит кривошип 4, шатун 5 и корпус 6. Устройство 2 задани  формы цикла нагружени , соедин ющее шатун 5 с приспособлением 3, содержит поворотную упругую втулку 7 и ось 8, соедин ющую проушину 9 приспособлени  3 с устройством 2. Упруга  поворотна  втулка 7 закреплена в металлической гильзе 10, котора  установлена в проушине 11 шатуна 5. Фиксаци  поворотной втулки 7 осуществл етс  двум  парами болтов 12 и 13. Упруга  поворотна  втулка 7 имеет профилированное отверстие 14, образованное цилиндрическими поверхност ми с радиусом R, выход щими из центра отверсти  втулки, которые сопр жены с плоскими поверхност ми 15 паза 16 шириной в, и высотой h. Плоские поверхности 15 паза 16 сопр жены цилиндрическими поверхност ми 17. В отверстие 14 вставлена ось 8, соедин юща  шатун 5 с приспособлением 3. Ось 8 имеет цилиндрическую поверхность 18 с радиусом, приблизительно равным радиусу цилиндрических поверхностей 17 отверсти  14, и лыски 19, расположенные на одинакоБОм рассто нии от оси а-а, при этом ось 8 в зоне лысок 19 равна ширине паза 16. Две лары болтов 20 служат дл  ориентации лысок 19 по отношению к оси в-в, перпендикул рно ей или параллельно. Дл  расширени  номенклатуры формы циклов нагружеНИИ в свободные пазы втулки могут устанав . ливатьс  вставки 21 (фиг. 6 и 10) разной конфигурации и жесткости.

Возбудитель циклической нагрузки работает следующим образом.

При включении устройства кривошипношатунный механизм 1 передает через устройство 2 нагрузки на приспособление 3. Непосредственно передача нагрузки приспоблению 3 осуществл етс  .через поворотную упругую втулку 7 и ось 8. При движении шатуна 5 вверх ось 8 внедр етс  в паз 16 поворотной упругой втулки 7 (фиг. 4) и, вследствие деформации последней, будет формироватьс  участок оа (фиг. 3), который соответствует увеличению деформации (нагрузки). Увеличение деформации происходит до тех пор, пока максимально удаленные точки поверхности 18 оси 8 не достигнут кромок перехода плоских поверхностей паза 16 в криволинейные поверхности отверсти  14, в которое первоначально вводитс  ось 8. После этого ось 8 движетс  в вертикальном пазу 16, где деформации будут посто нными (т.е. нагрузка будет посто нной - участок ав). Таким образом, чем длиннее пр моугольный участок поверхностей паза 16, тем больше участок ав. При этом амплитуда оси 8 выбираетс  такой, что при ее движении она не достигает крайних положений , т.е. поверхностей 17 паза 16, следовательно возрастани  нагрузки на участке ав не будет.

При движении шатуна 5 вниз ось 8 выходит из верхней части паза 16, чем обеспечиваетс  падение нагрузки на участке cd, и ось 8 уходит в цилиндрические поверхности отверсти  14, что .соответствует точке с. При дальнейшем движении шатуна 5 вниз ось 8 постепенно входит в верхнюю часть паза 16, чем обеспечиваетс  падение нагрузки на участке cd, а на пр молинейном участке 15 паза 16 деформаци  посто нна, т.е. нагрузка на ось 8 посто нна (участок de). После этого шатун 5 совершает движение вверх и ось 8 выходит из паза 16, чем обеспечиваетс  падение нагрузки на участке ef. Таким образом , получаетс  трапецевидный цикл.

Claims (2)

1. Дл  получени  синусоидального (треугольного ) цикла втулки 7 поворачиваетс  и фиксируетс  болтами 12, устанавливаемыми в отверсти  по оси с-с в положение, показанное на фиг. 6. В свободное пространство .паза 16 вставл ютс  вставки 21 дл  установки оси 8 всреднее положение. При движении шатуна 5 нагрузка на ось 8 передаетс  через материал втулки 7 попеременно на верхнюю и нижнюю цилиндрические поверхности оси 8, чем достигаетс  попеременное увеличение и падение нагрузки или получение синусоидального или близкого к треугольному циклу. При этом, вследствие того, что происходит обжатие упругого материала втулки 7, требуемь1е дл  нагружени  объекта перемещени  шатуна 5 будут существенно больше, чем имеющиес  люфты в соединени х возбудител . Этим достигаетс  перекрытие люфтов и повышение точности и плавности нагружени . Дл  получени  импульсных нагрузок поворотную упругую втулку 7 и ось 8 устанавливают в положение, показанное на фиг. 8. При движении шатуна 5 вверх в начальный момент происходит скольжение лысок 1/9, оси 8 в пазу 16 т.е. нагрузка равна нулю, и врем  необходимое дл  прохождени  паза 16 до встречи с поверхност ми 17, соответствует участку оа. После этого ось входит в контакт с поверхностью 17, и создаетс  импульс нагрузки as, а при движении вниз происходит падение нагрузки до нул , затем ось 8 скользит в пазу 16, что соответствует участку cd, до обжати  нижней части поверхностей 17 паза 16, что соответствует участку de и т.д. Дл  получени  ассиметричных циклов можно использовать вставки 21 разной конструкции, устанавливаемых в разных положени х в пазу, как показано, например , на фиг. 10. Геометри  сечений оси 8 вход щих в паз 16, подбираетс  с учетом упругих свойств материала втулки 7 и необходимости получени  амплитуды нагрузки заданной величины. Использовани  изобретени  позвол ет использовать один вибростенд или усталостную испытательную маШину дл  создани  широкого класса нагрузок, что уменьшает потребный дл  проведени  испытаний парк испытательного оборудовани . Формула изобретени  1.Возбудитель циклической нагрузки дл  вибростендов и усталостных испытательных машин, содержаш,ий кривошипно-шатунный механизм и устройство дл  задани  формы цикла нагружени , соедин ющее шатун с приспособлением дл  креплени  испытуемого издели , отличающийс  тем, что, с целью расширени  воспроизводимых форм циклов нагружени , устройство задани  формы цикла нагружени  выполнено в виде установленной в шатуне упругой поворотной втулки, в которой от внутренней поверхности выполнены соосные радиальные пазы, и установленной во втулке оси, концы которой соединены с приспособлением дл  креплени  издели , причем на оси имеютс  параллельные лыски, а толшина оси в зоне лысок равна ширине паза втулки. 2.Возбудитель по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью получени  ассиметриччых циклов, в один из пазов втулки введена съемна  вставка жесткости. Источники информации, прин тые во вниманиепри экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 316481, кл. G 01N 3/36, 1969.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 676906, кл. G 01 N 3/34, 1977 (прототип).

   Фиг. 2. 8 Фиг. 5 Фиг. б

   б

   Фиг. 7

   16

   Фиг. 8