Стенд для испытания изделий на воздействие интенсивно изменяющихся ускорений

 

Использование: динамические испытания приборных устройств. Сущность: интенсивно изменяющееся ускорение создается путем поворота платформы 3, установленной на вращающейся раме 1 и несущей симметрично расположенные относительно оси ее поворота столы 9,11, хотя бы один из которых служит для установки испытуемого изделия 10, с помощью инерционного привода. Этот привод содержит две планшайбы 20, 21, установленные на раме симмметрично относительно оси ее вращения с возможностью противофазного поворота относительно их осей, параллельных оси вращения рамы, два инерционных элемента в виде кареток 28,29, каждый из которых установлен в диаметральных направляющих 26,27 одной из платформ, и индивидуальные приводы поступательного перемещения инерционных элементов. Одна из планшайб снабжена штырями 36,37, а рама - взаимодействующими с ними упорами, ограничивающими угол поворота планшайбы величиной 8^o. Каждая из планшайб связана с валом платформы зубчатой передачей 24,25 с передаточным отношением i = 8. Оси поворота платформы и вращения рамы взаимно перпендикулярны. Платформа выполнена в виде крестовины, на концах одной из поперечин которой установлены столы, а на концах другой - балансировочные грузы 18,19, обеспечивающие постоянство момента инерции, установленной на раме подвижной системы относительно оси вращения рамы. 4 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности, к ротационным испытательным установкам, и может быть использовано для динамических испытаний приборных устройств на воздействие непериодических интенсивно изменяющихся ускорений.

Известны стенды для испытания изделий на воздействие линейных ускорений, описанные в /1/. Такие стенды, как правило, содержат планшайбу с приводом ее вращения и установленную на планшайбе поворотную платформу с возможностью вращения относительно оси, параллельной оси вращения планшайбы. На поворотной платформе закрепляют испытуемое изделие. Разворот платформы осуществляется за счет дисбаланса или специальным пневмоцилиндром.

Подобные стенды позволяют воспроизводить только крутой передний фронт нарастания перегрузки с последующим длительным воздействием.

Наиболее близким по технической сущности и по назначению является стенд для испытания изделий на воздействие переменных ускорений /2/, содержащий раму с собственным приводом, внутри которой установлена с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной оси вращения основной рамы, дополнительная рама, состоящая из двух крестообразных несущих, концы которых жестко связаны платформами, расположенными симметрично относительно оси вращения этой рамы, поворотный стол для закрепления испытуемого изделия, установленный на одной из платформ, на диаметрально противоположной поворотному столу стороне крестообразно несущей установлен дополнительный поворотный стол, оси вращения столов параллельны оси вращения дополнительной рамы, столы снабжены общим приводом вращения, закрепленным на крестообразной несущей вдоль оси дополнительной рамы и связанный с ним посредством угловых редукторов в виде конических передач, имеющих разные геометрические параметры, на остальных платформах закреплены противовесы, центры масс столов с изделиями и центры масс противовесов лежат на равных расстояниях от оси вращения дополнительной рамы, которая снабжена приводом, размещенным на основной раме, и вспомогательным инерционным механизмом ее разгона.

Недостатком прототипа являются ограниченные эксплуатационные возможности, выражающиеся в том, что инерционный механизм разгона действует только в начальной фазе испытания, вследствие чего данные стенды позволяют воспроизводить интенсивно изменяющиеся ускорения в начальной фазе испытания.

Целью изобретения является: расширение эксплуатационных возможностей стенда, повышение точности воспроизведения интенсивно изменяющихся линейных ускорений в течении всего процесса испытания и уменьшение энергопотребления привода дополнительной рамы.

Поставленная цель достигается тем, что в стенде для испытания изделий на воздействие интенсивно изменяющихся ускорений, содержащем несущую раму с приводом ее вращения, установленные на раме поворотную платформу и инерционный привод поворота платформы, расположенные на платформе симметрично относительно ее оси поворота поворотные столы, хотя бы один из которых служит для установки испытуемого изделия и оси поворота которых параллельны оси поворота платформы, приводом поворота столов, инерционный привод поворота включает две планшайбы, которые установлены на несущей раме симметрично относительно оси ее вращения с возможностью поворота относительно их осей, параллельных оси ее вращения с возможностью их противофазного поворота и связаны каждая с валом платформы зубчатой передачей с передаточным соотношением i 8, направляющие расположены на планшайбах диаметрально и, в исходном положении перпендикулярно оси поворота платформы, два инерционных элемента, каждый из которых установлен в направляющих одной из планшайб, и индивидуальные приводы поступательного перемещения инерционных элементов, включающие каждый реверсивный двигатель вращательного действия и пару винт-гайка, связывающую вал двигателя с планшайбой, реверсивные двигатели подключены к системе управления параллельно, одна из планшайб снабжена штырями, а несущая рама упорами, расположенными с возможностью взаимодействия со штырями при повороте планшайбы на угол 8^o, при этом ось поворота платформы перпендикулярна оси вращения рамы, а платформа выполнена в виде крестовин, на концах одной из поперечин которой установлены столы, а на концах другой балансировочные грузы, обеспечивающие постоянство момента инерции установленной на раме подвижной системы относительно оси вращения рамы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан заявляемый стенд, вид спереди, на фиг.2 разрез А-А фиг.1, на фиг.3 разрез Б-Б фиг. 1, на фиг.4 расчетная схема инерционного привода.

Стенд для испытаний изделий на воздействие интенсивно меняющихся ускорений содержит несущую раму 1 /фиг.1/, установленную на основании и приводимую во вращение приводом 2, внутри которой установлена поворотная платформа 3, состоящая из двух крестовин, ось 4 вращения которой пересекается с осью вращения несущей рамы 1. Концы двух крестовин жестко связаны поперечинами 5,6,7,8, расположенными симметрично оси вращения этой платформы /фиг.2/. Вблизи поперечины 5 установлен поворотный стол 9 для закрепления испытуемого изделия 10, на диаметрально противоположной поворотному столу 9 крестовины установлен дополнительный поворотный стол 11 для закрепления весового макета 12 испытуемого изделия 10. Оси вращения столов 9 и 11 параллельны оси вращения платформы 3. Столы 9 и 11 снабжены общим приводом 13 их вращения, закрепленным на крестовине вдоль оси 4 платформы 3 и связанным с ними посредством трансмиссий 14 и 15, угловых редукторов 16 и 17 в виде конических передач, имеющих равные геометрические параметры. На поперечинах 7 и 8 закреплены противовесы 18 и 19, при этом центры масс столов с изделиями и центры масс противовесов лежат на равных расстояниях от оси вращения платформы 3.

Платформа 3 снабжена реверсивным инерционным приводом, содержащим две планшайбы 20 и 21, установленные с возможностью противофазного вращения на стойках 22 и 23 несущей рамы соответственно, оси вращения которых лежат в плоскости, проходящей через оси вращения несущей рамы 1 и платформы 3, и связанные посредством зубчатых конических передач 24 и 25 с валом 4 платформы 3, направляющие 26 и 27, установленные диаметрально на планшайбах 20 и 21 соответственно, и две каретки 28 и 29, каждая из которых установлена с возможностью линейного перемещения в диаметральных направляющих 26 и 27 соответственно.

Каждая из кареток 28 и 29 снабжена приводом индивидуального перемещения, включающим двигатель 30 и 31 вращательного действия, установленный на каретках 28 и 29 соответственно, и передачу винт-гайка, винтом 32 и 33 которой служит вал двигателя 30 и 31 соответственно, а гайкой 34 и 35 планшайбы 20 и 21 соответственно.

Одна из планшайб снабжена штырями 36 и 37, взаимодействующими с упорами 38 и 39, обеспечивающими поворот планшайб на угол 8^o. При угле поворота планшайб 8^o угол поворота дополнительной рамы 3 составляет 64 град. следовательно передаточное отношение зубчатых передач 24 и 25 /мультипликаторов/ равно 8.

Стенд работает следующим образом.

Испытуемое изделие 10 закрепляется на столе 9, противовес 12 /или второе изделие/ на столе 11. Платформа 3 ориентируется относительно рамы так, как показано на фиг. 1, чтобы испытуемое изделие находилось на оси вращения рамы 1. При этом планшайбы 20 и 21 поворачиваются таким образом, что диаметральные направляющие 26 и 27 размещены перпендикулярно плоскости, проходящей через оси вращения несущей рамы, платформы и планшайб. Каретки 28 и 29 подводятся к центру планшайб 20 и 21 соответственно.

Рама 1 раскручивается до расчетной угловой скорости, которая в дальнейшем поддерживается постоянной. Каретки 28 и 29 перемещают по направляющим 26 и 27 в противоположных направлениях. При этом действующие на каретки центробежные силы генерируют на валу 4 крутящий момент, под действием которого платформа 3 поворачивается на заданный угол. Величина этого крутящего момента зависит от массы каретки, ее удалению /перемещению Х фиг.4/, угловой скорости несущей рамы, и в меньшей степени от угла поворота платформы /который в данной конструкции выбран небольшим 8 град./, и от расстояния между осями вращения несущей рамы и платформы.

Если необходимо повернуть платформу 3 в противоположном направлении, каретки 28 и 29 перемещают на противоположное плечо направляющих 26 и 27, при этом создается крутящий момент противоположного знака. Если требуется дальнейшее угловое движение платформы 3 прекpатить, то каретки перемещают к центру платформы.

Таким образом, осуществляя расчетное перемещение кареток в противоположных направлениях по направляющим обеспечивают требуемые угловые движения /повороты/ платформы 3.

Одинаковые линейные перемещения кареток 28 и 29 вдоль направляющих 26 и 27 обеспечиваются параллельным подключением двигателей 30 и 31 к системе управления.

Описанный инерционный привод обеспечивает генерацию значительных крутящих моментов, способствующих реализации на данном стенде интенсивно изменяющихся ускорений в течении всего времени испытания, а, следовательно, расширению эксплуатационных возможностей стенда.

Поскольку, для обеспечения перемещения кареток требуются двигатели меньшей мощности, чем для углового перемещения платформы, уменьшается энергопотребление привода платформы. 1

Формула изобретения

Стенд для испытания изделий на воздействие интенсивно изменяющихся ускорений, содержащий несущую раму с приводом ее вращения, установленные на раме поворотную платформу и инерционный привод поворота платформы, расположенные на платформе симметрично относительно ее оси поворота поворотные столы, хотя бы один из которых служит для установки испытуемого изделия и оси поворота которых параллельны оси поворота платформы, и привод поворота столов, отличающийся тем, что инерционный привод поворота платформы включает две планшайбы, которые установлены на несущей раме симметрично относительно оси ее вращения с возможностью поворота относительно их осей, параллельных оси ее вращения с возможностью их противофазного поворота и связаны каждая с валом платформы зубчатой передачей с передаточным отношением i 8, направляющие, расположенные на планшайбах диаметрально и, в исходном положении, перпендикулярно оси поворота платформы, два инерционных элемента, каждый из которых установлен в направляющих одной из планшайб, и индивидуальные приводы поступательного перемещения инерционных элементов, включающие каждый реверсивный двигатель вращательного действия и пару винт-гайка, связывающую вал двигателя с планшайбой, реверсивные двигатели подключены к системе управления параллельно, одна из планшайб снабжена штырями, а несущая рама - упорами, расположенными с возможностью взаимодействия со штырями при повороте планшайбы на угол 8^o, при этом ось поворота платформы перпендикулярна оси вращения рамы, а платформа выполнена в виде крестовины, на концах одной из поперечин которой установлены столы, а на концах другой - балансировочные грузы, обеспечивающие постоянство момента инерции установленной на раме подвижной системы относительно оси вращения рамы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4