СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ИМПУЛЬСНЫХ УСКОРЕНИЙ Российский патент 1996 года по МПК G01M7/08 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к ротационным испытательным стендам для воспроизведения линейных ускорений с высокой интенсивностью нарастания.

Известен стенд для динамических испытаний изделий [1] содержащий основание, установленную на нем платформу с приводом ее вращения, установленную на периферии платформы с возможностью вращения относительно оси, параллельной оси вращения платформы, планшайбу с приводом ее вращения, включающую двигатель с угловым редуктором и инерционный механизм разгона, установленный на периферии планшайбы с возможностью поворота относительно оси, параллельной оси вращения платформы, стол для закрепления испытуемого изделия, размещенный на планшайбе, привод поворота стола, средства фиксации инерционного механизма разгона планшайбы и систему управления, инерционный механизм разгона планшайбы выполнен в виде двух масс, размещенных в радиальных направляющих, выполненных в платформе перпендикулярно оси входного вала углового редуктора, шкива, закрепленного на входном валу этого редуктора в центре платформы, двух гибких тросов, одни концы которых связаны с массами, а вторые закреплены на шкиве, а в конце направляющих на периферии платформы установлены амортизаторы.

Недостатком данного стенда является сложность конструкции для реализации интенсивно изменяющихся ускорений.

Наиболее близким по технической сущности является ротационный испытательный стенд [2] содержащий установленную на основании платформу с противовесом и приводом ее вращения, установленную на периферии платформы поворотную планшайбу, ось поворота которой параллельна оси вращения платформы, привод поворота планшайбы, включающий установленный на платформе двигатель, связанный трансмиссией с планшайбой, и инерционный механизм, устройство управления приводом поворота планшайбы и установленные на противоположных плечах планшайбы столы для закрепления испытываемого изделия и противовеса с механизмами их поворота.

Недостатком прототипа является низкая интенсивность нарастания испытательного воздействия.

Изобретение направлено на увеличение интенсивности нарастания ускорений и упрощение конструкции стенда.

Задача увеличения интенсивности нарастания ускорения решается путем увеличения скорости поворота планшайбы за счет притормаживания платформы и использования сил инерции, возникающих при этом для ускоренного поворота планшайбы.

Это достигается тем, что в стенде для испытаний изделий на воздействие импульсных ускорений, содержащий установленную на основании платформу с противовесом и приводом ее вращения, установленную на периферии платформы поворотную планшайбу, ось поворота которой параллельна оси вращения планшайбы, реверсивный привод поворота планшайбы, установленный на платформе, и установленные на противоположных плечах планшайбы столы для закрепления испытываемого изделия и противовеса с механизмами их поворота, устройство для приторможивания платформы, включает закрепленный на основании в зоне вращения платформы легко срезаемый элемент, выполненный в виде перфорированного кольцевого сектора, установленного по дуге окружности с центром, лежащим на оси вращения платформы, установленный на периферии планшайбы с возможностью поступательного перемещения и взаимодействия со срезаемым элементом нож, и привод ножа, закрепленный на планшайбе, причем перфорация в срезаемом элементе расположена на уровне режущей кромки ножа в опущенном положении.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид сбоку на заявляемый стенд, на фиг. 2 вид сверху.

Позиции на чертежах обозначают: основание 1; платформа 2; приводом платформы 3; планшайба 4, привод планшайбы 5, угловой редуктор 6; столы 7 и 8; изделия 9; весовой макет 10; привод столов 11; трансмиссии 12 и 13; зубчатые передачи 14 и 15; стаканы 16; срезаемые элементы 17; круговые проточки 18; нож 19; привод ножа 20.

Стенд содержит установленную на основании 1 платформу 2 с приводом 3 ее вращения, установленную на платформе 2 с возможностью вращения относительно оси параллельной оси вращения платформы, планшайбу 4, снабженную управляемым реверсивным приводом 5, размещенным на платформе и связанным с планшайбой 4 посредством углового редуктора 6. На диаметрально противоположных плечах планшайбы с возможностью противофазного вращения установлены основной 7 и дополнительный 8 столы для закрепления испытуемого изделия 9 и его весового макета 10, соответственно, снабженные общим реверсивным приводом 11 вращения, закрепленным на планшайбе 4 по ее оси и связанным со столами 7 и 8 посредством трансмиссий 12 и 13 и зубчатых передач 14 и 15, соответственно.

На основании 1 в зоне вращения платформы 2 смонтировано устройство торможения платформы, включающее размещенные равномерно по окружности с центром на оси вращения платформы N штук стаканов держателей 16, закрепленные вертикально на основании, и в которых установлены N штук срезаемых элементов 17, имеющих фигурную круговую проточку 18. Группа срезаемых элементов 17 образует сектор. На периферии платформы 2 с возможностью взаимодействия со срезаемыми элементами 17 установлен нож 19, снабженный приводом 20 линейного вертикального перемещения.

Стенд работает следующим образом. В исходном положении планшайба 4 ориентируется таким образом, чтобы изделие 9, закрепленное на столе 7, находилось на оси вращения платформы. Нож 19 поднят (как показано на фиг. 1). В стаканы 16 устанавливаются срезаемые элементы 17, как показано на фиг. 1. Платформа 2 раскручивается приводом 3 до расчетной угловой скорости ω_o. Приводом 20 опускают нож 19, который, взаимодействуя с элементами 17, срезает их. Срезание элементов 17 происходит по проточке 18 в месте наименьшего сопротивления материала. При срезании элемента 17 платформа теряет часть своей энергии, в результате чего начинает кратковременно двигаться ускоренно и приобретает угловую скорость ω, причем w < ω_o .... Опускание ножа 19 происходит после прохождения им последнего срезаемого элемента 17 из сектора по ходу вращения платформы 2 по команде системы управления. Опускание ножа 19 происходит под действием сил тяжести и привода 20, что позволяет уменьшить время его опускания. После срезания всех элементов 17 нож 19 поднимается приводом 20. Ускоренное движение платформы 2 за счет тангенциальных инерционных сил, действующих на планшайбу 4, вызывает ускоренный поворот планшайбы 4, а, следовательно, и быстрое увеличение радиуса вращения изделия 9, на которое действуют центробежные силы с высокой интенсивностью нарастания. Далее приводом 5 программно поворачивают планшайбу 4, обеспечивая воспроизведение главного вектора инерционных сил, относительно направления которого поворачивают оси избирательности изделия 9, реализуя воспроизведение полезной инерционной нагрузки, действующей по этой оси, и вредной поперечной составляющей.

При реализации заявляемого технического решения увеличивается интенсивность нарастания переднего фронта ускорения, что достигается за счет использования инерционных сил.

Таким образом, используя эффект динамического взаимовлияния звеньев совокупной механической системы, более простыми средствами можно реализовывать интенсивное нарастание центробежной нагрузки. Использование "крутящего удара" для создания кратковременно действующих инерционных тангенциальных сил обусловлено недостаточной энергоотдачей существующих гидро-пневмо-электромеханических преобразователей энергии. Изменяя материал срезаемых элементов 17, его геометрию (в частности глубины проточки 18), а также их взаимное размещение друг относительно друга и количество в секторе от испытания к испытанию, регулируют время действия и величину ускорения, возникающего при торможении платформы, а следовательно, и время действия и величину инерционных сил, действующих на планшайбу. Простота замены срезаемых элементов 17 от испытания к испытанию упрощает обслуживание стенда.

Сущность: поворотной планшайбе 4, которая установлена на периферии вращающейся платформы 2 и несет поворотный стол 7 для закрепления испытуемого изделия 9, сообщается импульс ускорения путем притормаживания платформы. Ось поворота планшайбы параллельна оси вращения платформы. Устройство для притормаживания платформы включает закрепленный на основании 1 в зоне вращения платформы легко срезаемый элемент 16 и установленный на периферии платформы с возможностью поступательного перемещения и взаимодействия со срезаемым элементом нож 18 с приводом 19. Элемент 16 выполнен в виде перфорированного кольцевого сектора, установленного по дуге окружности с центром, лежащим на оси вращения платформы. Перфорация в срезаемом элементе расположена на уровне режущей кромки ножа в опущенном положении. Изобретение обеспечивает увеличение интенсивности нарастания ускорения и упрощение конструкции стенда. 2 ил.

Стенд для испытания изделий на воздействие импульсных ускорений, содержащий установленную на основании платформу с противовесом и приводом ее вращения, установленную на периферии платформы поворотную планшайбу, ось поворота которой параллельна оси вращения платформы, реверсивный привод поворота планшайбы, установленный на платформе, и стол для закрепления испытуемого изделия, установленный с возможностью поворота на планшайбе, отличающийся тем, что он снабжен устройством для притормаживания платформы, включающим закрепленный на основании в зоне вращения платформы легко срезаемый элемент, выполненный в виде перфорированного кольцевого сектора, установленного по дуге окружности с центром, лежащим на оси вращения платформы, установленный на периферии платформы с возможностью поступательного перемещения и взаимодействия со срезаемым элементом нож и привод ножа, закрепленный на платформе, причем перфорация в срезаемом элементе расположена на уровне режущей кромки ножа в опущенном положении.