Установка для испытаний объектов на совместное воздействие вибрации, повышенных внутреннего давления и температуры

Установка относится к испытательному оборудованию. Задачей, решаемой с помощью установки, является испытание объекта и его элементов на одновременное, совместное воздействие температурных, вибрационных нагрузок и давления. Установка для испытаний объектов на совместное воздействие вибрации, повышенных внутреннего давления и температуры состоит из: вибровозбудителя, к подвижной части которого закреплен переходной стол для закрепления испытываемого объекта, помещаемого в установленную над вибровозбудителем температурную камеру, и системы подачи высокого давления в испытываемый объект через стенки температурной камеры. Температурная камера, внутренняя поверхность которой имеет покрытие из теплоизоляционной ткани «Суперсил», установлена на опорном столе и в ней закреплен спиральный электронагревательный элемент, окружающий испытываемый объект. Переходной стол установлен вне температурной камеры, под ней на подвижную часть вибровозбудителя, далее последовательно установлены теплозащитный экран и теплоотражающий зеркальный нихромовый листовой экран, при этом переходной стол представляет собой плиту из жаропрочной стали, к которой жестко присоединены трубы водяного охлаждения, причем плита и трубы дополнительно соединены ребрами жесткости, имеющими отверстия для дополнительного обдува воздухом, а на трубы жестко закреплены опорные площадки для установки испытываемого объекта.

Установка для испытаний объектов на совместное воздействие вибрации, повышенных внутреннего давления и температуры относится к испытательному оборудованию.

Известна испытательная установка (см. А.С. СССР №1186984, МПК² G 01 M 7/04 опубликовано 1985 году) содержащая термокамеру, установленный под ней вибровозбудитель, размещенный в термокамере стол, связанный с подвижной частью вибровозбудителя, приспособление для закрепления испытуемых изделий, в котором по трем ортогональным осям выполнены центральные отверстия, средства крепления приспособления к столу, включающие шпильку и навинченную на нее гайку, устройства для захвата и поворота приспособления с изделиями на 90° относительно горизонтальных осей каждое из которых включает введенный в камеру через отверстие горизонтальный выдвижной поворотный шток, имеющий на конце крестообразный захват с четырьмя стержнями, вводимыми в ответные глухие отверстия, выполненные в приспособлении.

Недостатком данной установки является невозможность ее использования для испытаний крупногабаритных объектов, подачи давления в объект испытаний, а также отсутствие защиты подвижной части вибровозбудителя от воздействия температуры.

Известна установка для комбинированного испытания изделий электронной техники на воздействие вибрации и температуры (см. патент RU 2052785; С1 МПК 6 G 01 М 7/04, опубликован 20.01.96). Данную установку принимаем в качестве прототипа.

Изобретение относится к средствам испытаний изделий электронной техники на воздействие вибрации и температуры.

На этой установке испытание изделий при последовательном воздействии вибрации в трех взаимно перпендикулярных направлениях обеспечивается поворотом относительно горизонтальных осей приспособления в виде куба, закрепляемого в термокамере на размещенном в ней столе, связанном с подвижной частью вибровозбудителя, установленного под термокамерой. Каждые из устройств для захвата приспособления с испытуемыми изделиями и поворота его на 90° включает введенный в термокамеру через отверстие выдвижной горизонтальный поворотный шток, имеющий на конце крестообразный захват с четырьмя стержнями, вводимыми в ответные глухие отверстия приспособления. Вертикальное перемещение приспособления обеспечивается полым выдвижным вертикальным штоком с захватом, аналогичным захватам поворотных штоков. Приспособление закрепляется на столе шпилькой, пропущенной через центральное отверстие приспособления, и навинчиваемой на нее гайкой. В полости штока размещен накидной гаечный ключ. На одной из рабочих граней ключа выполнено отверстие, в котором установлен подпружиненный шарик, служащий для удержания на весу гайки. Изобретение обеспечивает более жесткое крепление приспособления к столу и устранение резонансов приспособления в рабочем диапазоне частот.

Недостатком данной установки является, невозможность ее использования для испытаний крупногабаритных объектов, подачи давления в объект испытаний, а также отсутствие защиты подвижной части вибровозбудителя от воздействия температуры.

Задачей, решаемой с помощью установки для испытаний объектов на совместное воздействие вибрации, повышенных внутреннего давления и температуры является испытание объекта и его элементов на одновременное воздействие температурных, вибрационных нагрузок и давления, с сохранением работоспособности испытательного оборудования.

Технический результат указанных испытаний заключает в возможности прогнозирования поведения объектов в заданных условиях эксплуатации.

Указанная задача решена с помощью установки для испытаний объектов на совместное воздействие вибрации, повышенных внутреннего давления и температуры содержащей вибровозбудитель, к подвижной части которого закреплен переходной стол для закрепления испытываемого объекта, помещаемого в установленную над вибровозбудителем температурную камеру и систем подачи высокого давления в испытываемый объект через стенки температурной камеры. Установка отличается тем, что она дополнительно снабжена системой подачи высокого давления в испытываемый объект через стенки температурной камеры, переходной стол установлен вне температурной камеры, под ней на стол установлены последовательно теплозащитный экран и теплоотражающий зеркальный нихромовый листовой экран, при этом переходной стол представляет собой плиту из жаропрочной стали, к которой жестко присоединены трубы водяного охлаждения, причем плита и трубы дополнительно соединены ребрами жесткости, имеющими отверстия для дополнительного обдува воздухом, а на трубы жестко закреплены опорные площадки для установки испытываемого объекта, так же установка отличается тем, что температурная камера установлена на опорном столе и в ней закреплен спиральный электронагревательный элемент, окружающий испытываемый объект, а внутренняя поверхность температурной камеры имеет покрытие из теплоизоляционной ткани «Суперсил». Снабжение установки системой подачи высокого давления в объект испытаний, позволяет подвергать его одновременному воздействию не только вибрации и высокой температуры, но и повышенного внутреннего нагружения.

Выполнение охлаждаемого переходного стола в виде плиты из жаропрочной стали, к которой жестко присоединены трубы водяного охлаждения, причем плита и трубы дополнительно соединены ребрами жесткости, имеющими отверстия для дополнительного обдува воздухом, а на

трубы жестко закреплены опорные площадки для установки испытываемого объекта, позволяет исключить создание тепловых мостов между опорными площадками и плитой. Использование труб в качестве охлаждающего элемента исключает возможность образования застойных водяных зон и, как следствие, возможность парообразования

Зеркальный экран представляет собой тонкий нихромовый лист, который экранирует тепловое излучение от разогретого объекта испытаний, а также является дополнительным теплоизолятором для охлаждаемого стола, закрепленного на подвижной части (скользящей плите стола) вибровозбудителя вне нагревательной камеры. Это позволяет, после нагревания испытуемого объекта, иметь свободный доступ для подтягивания гаек, а так же защитить скользящий стол вибровозбудителя от перегрева.

Температурная камера, внутренняя поверхность которой имеет покрытие из волокнистой теплоизоляционной ткани «Суперсил», позволяющей снизить температуру наружных поверхностей камеры до 80°С, закреплена на опорном столе, установленном на полу. Дополнительно на охлаждаемый переходной стол, и на поверхность опорного стола, под "Суперсил" укладывается защитный экран, представляющий собой кремнеземную ткань с освобождением под опорные площадки и служащий дополнительной теплоизоляцией и защитой для поверхности подвижной части вибровозбудителя от попадания крошек "Суперсила".

Температурная камера снабжена спиральным электронагревательным элементом, окружающий испытываемый объект не соприкасаясь с ним, что позволяет подвижной части вибровозбудителя осуществлять независимые продольные колебания, и в то же время температурной камере прогреваться до необходимой температуры, не нагружая собственным весом подвижную часть вибровозбудителя. А использование защитного теплоизоляционного экрана, охлаждаемого переходного стола и зеркального нихромового листового экрана позволяет обеспечить температуру на подвижной части

вибровозбудителя не более 60°С, тем самым сохраняя его работоспособность.

На фиг.1 приведено изображение предлагаемой установки

На фиг.2 приведено изображение охлаждаемого переходного стола.

Установка для испытаний объектов на совместное воздействие вибрации, повышенных внутреннего давления и температуры состоит из: вибровозбудителя поз.1; подвижной части поз.2 (скользящей плиты стола) вибровозбудителя; на которой через охлаждаемый переходной стол поз.3 и зеркальный экран поз.4, закрепляется объект испытаний поз.11.

На опорном столе поз.5 установлена температурная камера поз.7 со спиральным электронагревательным элементом поз.9, выполненным из нихромового прутка, и установленным через теплоизоляционный материал "Суперсил" на днище камеры, которое также является поверхностью опорного стола поз.5. На охлаждаемый переходной стол, и на поверхность опорного стола, под "Суперсил" укладывается защитный экран поз.6 На боковой поверхности имеется теплоизолированный люк поз.8, через который проходят трубопроводы поз.10 для подачи и сброса давления в испытуемый объект.

Измерение температуры в камере и в объекте испытаний производится с помощью установленных в них термопар (на рисунке не показаны).

Охлаждаемый переходной стол представляет собой плиту поз.12 из жаропрочной стали, к которой жестко присоединены трубы водяного охлаждения поз.13. Плита и трубы дополнительно соединены ребрами жесткости поз.14, имеющими отверстия для дополнительного обдува воздухом, а на трубы жестко закреплены, усиленные ребрами поз.15, опорные площадки поз.16 для установки испытываемого объекта. Это позволяет исключить создание тепловых мостов между опорными площадками и плитой, оставляя возможность для доступного закрепления переходного стола, через имеющиеся отверстия в плите, к подвижной части вибровозбудителя поз.1

Работа на установке для испытаний объектов на совместное воздействие вибрации, повышенных внутреннего давления и температуры производится следующим образом.

После проверки правильности сборки установки включаем подачу воды в трубы поз.13 переходного охлаждаемого стола поз.3. Включаем спиральный электронагреватель поз.9 и нагреваем объект испытаний до необходимой температуры. Подаем давление необходимой величины в объект испытаний по трубопроводу поз.10 и приводим в действие вибровозбудитель поз.1 с заранее настроенными параметрами, частоты и амплитуды колебаний, необходимыми при данном испытании.

Таким образом, производится испытание объекта на совместное воздействие температуры, давления и вибрации.

1. Установка для испытаний объектов на совместное воздействие вибрации, повышенных внутреннего давления и температуры, содержащая вибровозбудитель, к подвижной части которого закреплен переходной стол для закрепления испытываемого объекта, помещаемого в установленную над вибровозбудителем температурную камеру, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена системой подачи высокого давления в испытываемый объект через стенки температурной камеры, переходной стол установлен вне температурной камеры, под ней на стол установлены последовательно теплозащитный экран и теплоотражающий зеркальный нихромовый листовой экран, при этом переходной стол представляет собой плиту из жаропрочной стали, к которой жестко присоединены трубы водяного охлаждения, причем плита и трубы дополнительно соединены ребрами жесткости, имеющими отверстия для дополнительного обдува воздухом, а на трубы жестко закреплены опорные площадки для установки испытываемого объекта.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что температурная камера установлена на опорном столе и в ней закреплен спиральный электронагревательный элемент, окружающий испытываемый объект.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность температурной камеры имеет покрытие из теплоизоляционной ткани «Суперсил».