Вибростенд
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
>682782 (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 13.09.74. (21) 2059874/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Оп у бликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 19.10.79 (51) М.Кл С 01 М 7/00
В 06 В 1/10
Государственный комитет .СCCP (53) УДК 620.178.53 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения (71) Заявитель
Э. А. Келлер
Пермский политехнический институт (54) ВИБРОСТЕНД
Изобретение относится к оборудованию для испытания изделий из виброперегрузки, а именно к вибростендам, и может найти применение в машиностроительной промышленностии. 5
Известны вибростенды, содержащие вибратор направленного действия, связанную с ним несущую платформу, размещенный на ней стол для установки испытываемого изделия и механизм перемещения стола в направлении, перпендикулярном к оси вибратора (1).
Недостатком известного вибростенда является невозможность создания многокомпанентных колебаний стола и осуществле- 15 ния режимов резонансного вибронагружения изделия.
Наиболее близким к изобретению по техническому существу является вибростенд, содержащий вибратор направленного 20 действия, связанную с ним платформу, колебательную систему, включающую стол для установки испытуемого изделия, упругую подвеску стола и средства регулирования собственной частоты колебательной системы, и размещенные на платформе кронштейны с приспособлениями для закрепления упругой подвески (2).
В этом вибростенде упругая подвеска стола выполнена в виде балки с защемленными концами, а средства регулирования собственной частоты колебательной системы представляют собой прокладки из демпфирующего материала, которые могут передвигаться в упомянутых приспособлениях вдоль концов балки.
Недостатком этого вибростенда является невозможность создания различных форм колебаний.
Цель изобретения — создание различных форм колебаний стола.
Для этого в предлагаемом вибростенде упругая подвеска выполнена в виде трех равножестких пружин, средние витки каждой из которых закреплены в приспособлении, и трех тяг, каждая из которых жестко связана с концами одной из пружин и шарнирно с возможностью установочного поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости стола, соединена со столом, в каждом из кронштейнов выполнен круговой паз для установочного перемещения в нем приспособления, а средства регулирования собственной частоты представляют собой сменные грузы, закрепленные на столе.
На фиг. 1 изображен предлагаемый вибростенд, вид сверху; на фиг. 2 — сечение по А — А на фиг. 1; на фпг. 3 — сечение по
Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 7 — схемы расположения упругих элементов подвески
682782 стола для создания различных форм колебаний стола.
Вибростенд содержит вибратор 1 направленного действия, связанную с нпм платформу 2, колебательную систему, включающую стол 8 для установки испытуемого изделия, упругую подвеску стола 8, выполненную в виде трех равножестких пружин
4, 5 и б, средние витки каждой из которых закреплены в приспособлении, образованном втулками 7 и 8, и трех тяг 9, 10 и 11, каждая из которых жестко связана с концами одной из пружин 4, 5 и б и шарнирами 12, 18 и 14 с возможностью установочного поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости стола 8, и соединена со столом 8. На платформе 2 установлены кронштейны 15, 16 и 17, в каждом из которых выполнен круговой паз 18 для установочного перемещения в нем втулок 7 и 8.
Стол 8 снабжен отверстиями 19 для закрепления испытываемого изделия и шпильками 20 для закрепления грузов 21, являющихся средствами регулирования собственной частоты колебательной системы. Шпильки 20 установлены так, что их оси расположены в плоскости, образованной главными центральными осями инерции стола I,, I„. Равножесткие пружины 4, 5 и б установлены без осевого натяга,и выполнены с соотношением длины 2 рабочей части к среднему диаметру D, равным 1,45 — 1,55.
Работа вибрастенда осуществляется следующим образом.
Вертикальные колебания платформы 2 передаются через кронштейны 15 — 17, пружины 4 — 6, тяги 9 — 11, и вызывают колебания стола, формы которых зависят от инерционных характеристик стола с испытываемым изделием, жесткости пружин и положения пружин 4 — б относительно стола 8.
Для осуществления однокомпонентных вибраций стола 8 тяги устанавливаются так, чтобы цснтры жесткости пружин (точки А, В и С) были в горизонтальной плоскости, т. е, чтобы главные центральные оси инерции 1,, I„,, I- стола с испытываемым изделием совпали с главными центральными осями Х, Y, Z жесткости системы пружин (см. фиг. 4). Колебания стола будут несвязанными, поэтому вертикальные колебания вибратора 1 возбуждают независимые линейные колебания стола по оси Z, амплитуда которых зависит от соотношения частоты колебаний вибратора и собственной частоты стола с испатываемым изделием. При совпадении этих частот стол колеблется в резонансном режиме, что позволяет существенно увеличить виброперегрузки, действу1ощие на изделие. Выполнснпе пружин 4 — 6 равножесткими позволяет избежать суб- и ультрагармонпческих, а также комбинированных резонансов колебательной системы и повысить устойчп5
l0
65 вость работы устройства. Собственные частоты колебательной системы регулируются изменением массы стола набором грузов 21.
Для обеспечения однокомпонентной вибрации одинаковые по массе грузы крепятся к столу на равном расстоянии от сго оси.
При установке тяг так, чтобы их оси были или наклонны, или параллельны оси (см. фиг. 5 и 6), центры жесткости А, В и
С располагаются на окружности радиусами
R или R и лежат в плоскости, параллельной плоскости Х, Y. Горизонтальные главные центральные оси инерции стола с изделием и главные центральные оси жесткости системы упругих элементов становятся параллельными, а вертикальные оси совпадают. Возникают две независимые формы колебаний стола Z и О .и две связанные формы — Х"-- ф
Подбором грузов 21, расположенных симметрично оси 7, система настраивается на резонанс частот связанных форм Х или ф что приводит к двухкомпанентным колебаниям стола в плоскости Х, Z.
Дополнительная регулировка частот связанных колебаний производится изменением положения тяг 9 — 11 и угла б.
В случае установки тяг под различными углами к оси (см. фиг. 7) главные центральные оси инерции стола с испытываемым изделием и главные центральные оси жесткости системы упругих элементов не совпадают, что приводит к связанности форм колебаний стола. Вертикальные колебания вибратора 1 возбуждают связанные линейные Х, У, Z и угловые ср, ф О колебания стола, амплитуды и формы которых зависят от соотношения собственных частот колебательной системы и частоты колебания вибратора.
Собственные частоты регулируются изменением положения тяг 9 — 11, а также подбором грузов 21.
Дополнительная регулировка амплитуд колебаний стола осуществляется изменением положения центра тяжести стола с изделием относительно оси вибратора путем закрепления грузов 21 различной массы несимметрично относительно оси вибратора.
Формула изобретения
Вибростенд, содержащий вибратор направленного действия, связанную с ним платформу, колебательную систему, включа1ощую стол для установки испытуемого изделия, упругую подвеску стола и средства регулирования собственной частоты колебательной системы, и размещенные на платформе кронштейны с приспособлениями для закрепления упругой подвески, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью создания различных форм колебаний, упругая подвеска выполнена в виде трех равножестких пружин, средние витки каждой из ко682782
9 77 3 79 2
27 и
7 торых закреплены в приспособлении, и трех тяг, каждая из которых жестко связана с концами одной из пружин и шарнирно с возможностью установочного поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости стола, соединена со столом, в каждом из кронштейнов выполнен круговой паз для установочного перемещения в нем приспособления, а средства регулирования собственной частоты представляют собой сменные грузы, закрепленные на столе.
Источники информации, принятые во
5 внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР
¹ 364854, кл. G 01 М 7/00, 1970.
2. Патент СШЛ № 3640124, кл. 73-71.6, 1972.
682782
z,,e,e;.г=х=у моиг.5
Риг. Ч х,«У% 2 г P 4 Y 4 <
2rr,х ФУ,х=у
Риг. 7
Корректор С. Файн
Редактор О. Юркова
Заказ 765/968 Изд. № 485 Тираж 1090 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»
Составитель В. Шехтер
Техред А. Камышникова ),сгх z)z х,t,сг
