УСТРОЙСТВО, ПЕРЕДАЮЩЕЕ ВИБРАЦИИ ОТ ВИБРОСТЕНДА К ИСПЫТУЕМОМУ ВИБРОИЗОЛЯТОРУ Российский патент 2005 года по МПК G01M7/02 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к приспособлениям и устройствам для испытаний виброизоляторов и других изделий на вибростендах.

Приспособления или устройства, передающие вибрации от вибростенда к испытуемому изделию, известны.

Известно, например, приспособление для испытания малогабаритных радиоэлектронных изделий, которое выполнено в виде сплошного куба или плиты, прикрепленных к столу вибростенда (вибратора) в одной или четырех точках, описанное в книге “Испытательная техника: В 2-х кн. /Под. ред. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 1982 - Кн.1, 528 с., (с.327)” [1].

При невозможности разместить испытуемые изделия на поверхности куба или пластины применяют сборные корпуса приспособлений, изготовленные из нескольких пластин (галет), которые скреплены шпильками (см. [1] стр.328, рис.22). В корпусах пластин делают выемки для размещения печатной платы со смонтированными изделиями. Размеры выемок выбирают в соответствии с размерами изделий. Базовую пластину делают большой толщины, в ней предусматривают отверстия для крепления приспособления к столу испытательного стенда.

Известен также экспериментальный стенд для исследования характеристик виброизоляторов, опубликованный в журнале “Двигателестроение” № 5 - с.31, 1981 г., принятый за прототип [2]. Стенд содержит электродинамический вибратор ВЭДС-200, на который устанавливается исследуемый виброизолятор, измерительную схему и комплект съемных грузов. При этом рассматривается исследование только по оси (вертикальная ось) виброизолятора.

Существенными недостатками аналога и прототипа являются:

неуниверсальность по обеспечению испытаний типоразмерного ряда различных виброизоляторов;

неуниверсальность по обеспечению испытаний виброизоляторов в осевом, вертикальном, горизонтальном направлениях на сдвиг, кручение и изгиб;

испытание на сдвиг по горизонтальной плоскости производится без нагружения виброизоляторов в соответствии с действующей номинальной нагрузкой и деформацией упругого элемента виброизолятора;

испытание в основном производится только по оси виброизолятора, т.е. в вертикальном направлении, а при испытании на сдвиг, кручение и изгиб характер нагружения рабочим грузом является недостаточно симметричным.

Изобретение направлено на усовершенствование известных приспособлений и устройств, передающих вибрацию от вибростенда к испытуемому виброизолятору с нагружаемым рабочим грузом.

Технический результат изобретения:

1. Точность определения основных характеристик и свойств (коэффициента динамичности, динамической жесткости, собственной частоты колебаний и т.д.) виброизоляторов в осевом, вертикальном, горизонтальном направлениях, а также на сдвиг, кручение и изгиб в нагруженном состоянии.

2. Сокращение затрат и времени на определение характеристик виброизоляторов.

3. Достижение высокой эффективности ударовиброзащиты объекта благодаря возможности точного подбора соответствующих конкретному объекту виброизоляторов.

Это достигается благодаря тому, что:

испытуемое на сдвиг изделие-виброизолятор в устройстве предусмотрено в количестве двух штук для обеспечения симметрии центра тяжести устройства с осью симметрии стола вибростенда, совпадающей по направлению с возбуждающей силой;

средство крепления виброизоляторов к столу вибростенда выполнено в виде цельной или составной центральной (возбуждаемой) стойки с основанием в виде стакана, установленного внутренним диаметром на фланец стола вибростенда, а к самой стойке с помощью специальных крепежных средств с каждой ее стороны симметрично крепится виброизолятор с соответствующей опорной планкой;

средство крепления нагружающего виброизолятор рабочего груза для симметричного нагружения выполнено в виде П-образной сборной конструкции, состоящей из двух нагружаемых боковых стоек и полки с продольными пазами для крепления нагружаемых боковых стоек с возможностью регулировки расстояния между ними и центральным отверстием под сменную шпильку крепления нагружающих рабочих масс, а нагружаемые боковые стойки выполнены с центральными вертикальными пазами под сменную шпильку крепления к опорной планке соответствующего виброизолятора для изменения высоты полки при испытании, например, виброизоляторов другого типоразмерного ряда, а фиксация боковых стоек осуществляется крепежными элементами, например штифтами и специальными гайками.

На фиг.1 представлен общий вид устройства.

На фиг.2 представлены нагружаемые боковые стойки с полкой в сборе, образующие П-образную форму.

На фиг.3 представлена возбуждаемая центральная стойка.

На фиг.4, 5, 6 представлены схемы крепления устройства для испытания виброизоляторов по оси на изгиб и кручение с использованием тех же деталей, входящих в комплект.

Устройство, передающее вибрации от вибростенда к испытуемому виброизолятору с нагруженным рабочим грузом, состоит из испытуемых на срез по горизонтальной плоскости двух виброизоляторов, содержащих упругий элемент 1, возбуждаемую 2 и нагружаемую 3 опорные планки, возбуждаемой центральной стойки 4 с основанием 5 в виде стакана, средства крепления нагружаемого груза к планкам 3 виброизоляторов, выполненного в виде П-образной сборной конструкции, содержащей две боковые стойки 6 и полку 7 с грузом 8, закрепленным шпилькой 9 к центральной части полки 7, средств крепления виброизоляторов с одной стороны к центральной стойке, а с другой стороны к боковым стойкам 6, выполненным в виде шпилек 10, 11, специальных болтов 12.

Для испытания виброизоляторов с широким пределом типоразмеров стойки 4, 6 и полка 7 выполнены с соответствующими пазами А, В, С.

Пазы А, С, выполненные на стойках 4, 6, обеспечивают возможность изменения расстояния от центральной части испытуемых виброизоляторов до стола 13 вибростенда 14, а пазы В на полке 7 обеспечивают возможность изменения расстояния от опорной планки 3 каждого виброизолятора до центральной стойки 4, т.е. в зависимости от высоты (толщины) конкретно испытуемого виброизолятора.

Пазы В на полке 7 выполнены, предпочтительно, по две штуки и расположены от края полки к ее центру длиной не менее максимальной высоты из числа испытуемых виброизоляторов.

Головки болтов 15 крепления боковых стоек 6 к полке 7 утоплены в углублениях Д пазов В, чем обеспечивается надежное крепление рабочего груза 8 к полке 7 шпилькой 9.

Паз С в центральной стойке 4 снабжен пакетом регулировочных пластин 16, различных по толщине, для обеспечения изменения положения шпильки 10 относительно стола 13 вибростенда 14, а для надежности крепления и фиксации их стойка 4 снабжена прижимным устройством 17.

Крепление центральной стойки 4 к столу 13 вибростенда 14 осуществляется шпилькой 19 и дополнительно болтами 20.

Целесообразно, чтобы в комплект вибростенда входило такое количество деталей, которое обеспечило бы сборку устройства в трех вариантах. Первый вариант - для испытания виброизоляторов с минимальными размерами, второй - со средними и третий - максимальными.

При этом для всех вариантов детали и элементы 7, 8, 9, 12, 15 остаются общими.

Кроме того, для облегчения массы устройства некоторые детали предпочтительно изготовить из алюминия или из полимерных композитных материалов, что имеет существенное значение для маломощных вибростендов, где величина нагружающей виброизолятор массы ограничена.

Испытание виброизоляторов на вибростендах обеспечивает возможность экспериментального определения основных характеристик виброизоляторов, т.е. динамической жесткости по трем взаимно перпендикулярным направлениям, коэффициента потерь и частоты свободных колебаний.

На фиг.1 по представленной схеме расположения элементов устройства показаны варианты испытания на срез, то есть по горизонтальным осям Х и Y, а для испытания по вертикальной оси Z достаточен один виброизолятор (фиг.4), который одной планкой с помощью шпильки 18 непосредственно крепится к столу 13 вибростенда, а с другой (сверху) устанавливается также непосредственно груз 8 с фиксацией шпилькой 9, а на кручение и изгиб - по схемам, представленным на фиг.5, 6.

Испытание виброизоляторов производится в следующей последовательности:

закрепляют виброизоляторы в устройстве, а устройство - к столу 13 вибростенда 14;

на полке 7 боковых стоек 6 закрепляют шпилькой 9 груз 8;

устанавливают один датчик на столе вибратора 14 или на стакане 5 стойки 4, а второй - вблизи шпильки 9 крепления рабочего груза 8;

каждый датчик подключают к своему микрофонному усилителю;

собирают полную измерительную схему;

включают вибростенд;

плавно изменяют частоту, начиная с 4 до 150 Гц, поддерживая при этом уровень вибрации стола все время постоянным;

для каждой точки записывают два показания, т.е. частоту возбуждения вибростола и уровень вибрации на виброизоляторе;

определяют резонансный пик тщательно с медленным изменением частоты по положению стрелки, отмечающей уровень вибрации виброизолятора;

строят резонансную кривую;

по полученным результатам и по резонансной кривой в соответствии с известными формулами, приведенными, например, в [2], определяют коэффициент потерь виброизолятора, динамическую жесткость и частоту свободных колебаний виброизолятора.

Новизна изобретения выявлена из сравнения с прототипом и заключается в следующем:

при испытании на срез упругого элемента 1 виброизолятора для обеспечения симметричности воздействия вынуждающих сил вместо одного используются два виброизолятора;

средство крепления к столу 13 вибростенда 14 виброизоляторов 1 выполнено в виде цельной или составной центральной стойки 4, основание которой выполнено в виде стакана 5, внутренним диаметром установленного на фланец стола 13 вибростенда 14, фиксация и крепление которого осуществляется центрально осессимметричной крепежной шпилькой 19, и болтами 20, установленными в радиальные резьбовые отверстия, предусмотренные на цилиндрической поверхности стакана 5, а вертикальная часть стойки 4 выполнена с симметричным пазом С, где размещена шпилька 10 крепления опорной планки 2 виброизоляторов к центральной стойке 4 и пакет сменных различной толщины пластин 16, 17 с прижимным их устройством 18;

средство крепления нагружаемого груза 8 к опорным планкам 3 виброизоляторов 1 выполнено в виде П-образной сборной конструкции, состоящей из двух боковых стоек 6 и полки 7 с продольными пазами В по краям под винты крепления ее к боковым стойкам 6, при этом полка 7 в центре выполнена с резьбовым отверстием под шпильку 9 крепления нагружаемых сменных масс 8, а боковые стойки 6 - передвигаемые как к центральной вертикальной оси вибростенда 14, так и по вертикали вверх или вниз, где первое обеспечивается пазами В на полке 7, а второе тем, что вертикальные боковые стойки 6 выполнены с центральными вертикальными пазами В под шпильку 11 крепления стойки 6 к опорной планке 3 соответствующего виброизолятора, а фиксация положения самих боковых стоек 6 произведена специальными гайками 12 и штифтами.

Предварительное осевое нагружение виброизоляторов 1 (фиг.1) на величину, соответствующую номинальной нагрузке и деформации вибороизоляторов в условиях эксплуатации на объекте, обеспечивается стойками 6 и полкой 7 с крепежными средстваими 15 при сборке устройства. Какие-либо другие устройства, передающие вибрации от вибростенда к испытуемому виброизолятору с нагружаемым грузом с указанными выше преимуществами, особенностями и отличительными признаками неизвестны.

Источники информации

1. Испытательная техника: в 2-х кн. /Под ред. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 1982 - Кн.1., 1982. - 528 с.

2. Янчеленко В.А., Марченко О.Я., Счастливцев Д.Ф. Экспериментальный стенд для исследований характеристик амортизаторов. Двигателестроение, 1981, № 5, с.31.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к приспособлениям и устройствам для испытания виброизоляторов и других изделий на вибростендах. Устройство обеспечивает вибрационные испытания виброизоляторов по трем взаимно перпендикулярным направлениям с симметрично воспринимаемой возмущающей силой и с учетом воздействия нормальной нагрузки и соответствующей статической деформации виброизолятора. Центральная возбуждаемая стойка крепится к столу вибростенда, а боковые нагружаемые стойки - к соответствующим опорным планкам виброизоляторов. При этом вторые опорные планки крепятся к центральной стойке. На нагружаемых боковых стойках и полке предусмотрены пазы, обеспечивающие изменение расположения мест крепления виброизоляторов в зависимости от их габаритных размеров. Возбуждающая сила, направленная по оси вибратора, передается через возбуждаемую центральную стойку и планки к упругому элементу каждого виброизолятора, который воспринимает сдвиговую колебательную энергию и, рассеивая значительную часть, снижает действие возмущающего усилия, передающегося через боковые стойки к нагружаемому грузу. Для испытания по вертикальной оси виброизолятора схема крепления соответствует его креплению к реальному виброизолируемому объекту. Испытание на кручение и изгиб производится изменением только схемы сборки. Технический результат - повышение точности определения характеристик виброизоляторов, сокращение затрат и времени на их определение и повышение эффективности ударовиброзащиты. 6 ил.

Устройство, передающее вибрации от вибростенда к испытуемому виброизолятору, содержащее испытуемый или испытуемые виброизоляторы, средство крепления виброизолятора(ов) к столу вибростенда, нагружаемый рабочий груз, средство крепления нагружаемого рабочего груза к виброизоляторам, отличающееся тем, что средство крепления виброизоляторов к столу вибростенда выполнено в виде цельной или составной центральной возбуждаемой стойки, основание которой выполнено в виде стакана, внутренним диаметром установленного на фланец стола вибростенда, фиксация и крепление которых осуществляется крепежной шпилькой и болтами, установленными в радиальные резьбовые отверстия, предусмотренные на цилиндрической поверхности стакана, которые при заворачивании упираются к цилиндрической поверхности стола вибростенда, а к самой центральной возбуждаемой стойке с помощью специальных крепежных средств с каждой ее стороны симметрично крепится виброизолятор с соответствующей опорной планкой, средство крепления нагружающего рабочего груза к соответствующим опорным планкам виброизоляторов выполнено в виде П-образной сборной конструкции, состоящей из двух боковых нагружаемых стоек и планки с продольными по краям пазами под винты крепления его к боковым нагружаемым стойкам, при этом полка в центре выполнена с резьбовым отверстием под шпильку крепления нагружающих сменных рабочих грузов, а боковые нагружаемые стойки - передвигаемые как к центральной вертикальной оси вибростенда, так и по вертикали вверх или вниз, где первое обеспечивается пазами на полке, второе тем, что вертикальные нагружаемые боковые стойки выполнены с центральными вертикальными пазами под шпильку крепления стойки к опорной планке соответствующего виброизолятора, а фиксация положения самих боковых стоек произведена крепежными элементами.