ВИБРОСТЕНД ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ Российский патент 2005 года по МПК G01M7/06 

Изобретение относится к испытательной технике. Преимущественная область применения - испытания изделий на вибропрочность и виброустойчивость.

Широко известны вибростенды (одно- и двухкомпонентные) для испытаний крупногабаритных изделий, в которых активная платформа установлена на нескольких опорах-возбудителях вибрации, преимущественно на гидроцилиндрах, работающих синхронно и синфазно, возбуждаемых гидроприводом с электрогидравлическим следящим сервоприводом [см. Виброплатформа ВП-3К-100 в сводном каталоге "Специальное конструкторское бюро испытательных машин (СКБИМ), Завод испытательных машин (ЗИМ). Испытательные машины и стенды. Сводный каталог", ОНТИПРИБОР, М., 1967 г.].

Основными недостатками таких вибростендов являются неравномерность значений параметров вибрации в разных точках площади активной платформы, вызываемая неизбежно имеющих место не идентичностью возбуждаемых амплитуд колебаний и сдвигами по фазе между отдельными возбудителями. Неравномерность проявляется также в случаях несовпадения центра тяжести испытываемого изделия с геометрическим центром активной платформы из-за существенной податливости рабочей жидкости в полостях гидроцилиндров опор. И еще, в двухкомпонентных вибростендах при горизонтальных колебаниях активной платформы из-за превышения центра тяжести испытываемого изделия над плоскостью платформы. В этом случае на платформу действует переменный крутящий момент, вызывающий крутильные колебания платформы (галопирование) из-за существенной сжимаемости рабочей жидкости в полостях гидроцилиндров (известно, что объемный модуль упругости минерального масла, применяемого в качестве рабочей жидкости в цилиндрах гидропривода вибростенда, более чем на два порядка меньше модуля продольной упругости стали).

К недостаткам известных вибростендов следует также отнести высокую сложность и стоимость многоцилиндровых гидравлических систем.

Этих недостатков лишен заявляемый вибростенд испытательный, имеющий один гидроцилиндр возбуждения горизонтальных колебаний и один силовой гидроцилиндр возбуждения вертикальных колебаний рабочей платформы, расположенный горизонтально относительно платформы и возбуждающий вертикальные колебания платформы с помощью рычагов, имеющих стабильную и высокую жесткость.

Сущность изобретения состоит в том, что вибростенд испытательный снабжен жесткой рамой, параллельной рабочей платформе, и Г-образными жесткими рычагами, средние точки которых шарнирно закреплены на основании, горизонтальные плечи рычагов соединены жесткими опорами с рабочей платформой, а вертикальные плечи соединены шарнирно с жесткой рамой, связанной шарнирно с возбудителем виброперемещений.

На чертеже схематично изображен вибростенд испытательный двухкомпонентный, соответственно вид сбоку и в плане. Платформа изображена условно прозрачной.

Вибростенд испытательный содержит основание (станину) 1, рабочую горизонтальную платформу 2, служащую для установки и закрепления испытываемых изделий, вертикальные опоры 3 платформы 2, жесткую раму 4, расположенную параллельно платформе 2, Г-образные рычаги 5, средние точки которых шарнирно закреплены на основании 1, горизонтальные плечи которых шарнирно соединены с опорами 3, а вертикальные плечи шарнирно соединены с рамой 4, систему гидропривода, включающую силовой гидроцилиндр 6, возбудитель горизонтальных колебаний платформы 2, корпус которого соединен с основанием 1, а шток с платформой 2, силовой гидроцилиндр 7 возбудитель вертикальных колебаний платформы 2, корпус которого соединен с основанием 1, а шток с рамой 4. Система гидропривода содержит также насосную установку 8, электрогидравлические сервоклапаны 9 и 10 и трубопроводы 11-16, соединяющие насосную установку 8 через сервоклапаны 9 и 10 с рабочими полостями гидроцилиндров 6 и 7.

Электрическая система управления и измерения содержит блок 17 с каналом измерения перемещения с датчиками (например, индуктивными) вертикальных 18 и горизонтальных 19 перемещений платформы 2 и каналом измерения ускорения с датчиками ускорения (аксельрометрами) вертикальных 20 и горизонтальных 21 вибраций платформы 2, соединенные с измерительными приборами блока 17 линиями связи 22-25 соответственно. Кроме того, функциональные задающие генераторы блока 17 соединены с электрогидравлическими сервоклапанами 9 и 10 линиями связи 26 и 27.

Заявляемый вибростенд испытательный работает следующим образом.

Режим вертикальных виброперемещений.

При включенной насосной установке 8 рабочая жидкость (минеральное масло) через сервоклапаны 9 и 10 поступает в силовые гидроцилиндры 6 и 7.

По сигналу блока управления 17 с помощью сервоклапана 9 и гидроцилиндра 6 по сигналу обратной связи датчика 18 платформа 2 устанавливается в среднее положение и жестко фиксируется, опоры 3 занимают вертикальное положение.

Режим вертикальных колебаний платформы 2 осуществляется следующим образом.

Сигнал, соответствующий заданному значению перемещения (обратная связь по сигналу датчика 18) или ускорения (обратная связь по сигналу датчика 20) и заданной частоты от блока 17 подается на сервоклапан 10, рабочая жидкость от насосной установки 8 через сервоклапан 10, формирующий переменный поток, подается в рабочую полость гидроцилиндра 7, возбуждая горизонтальные колебания связанной с ним рамы 4 и связанные с ней вертикальные плечи рычагов 5, горизонтальные плечи которых при этом совершают вертикальные колебания, передаваемые через опоры 3 платформе 2.

Режим горизонтальных виброперемещений.

Режим горизонтальных перемещений (колебаний) осуществляется при зафиксированном в среднем положении гидроцилиндре 6, раме 4 и рычагах 5. Электрическая система управления аналогично вышеуказанному режиму возбуждает горизонтальные колебания гидроцилиндра 6 и связанной с ним платформы 2; поддержание и измерение параметров вибрации осуществляется сигналами датчика перемещения 18 и датчика ускорения 20.

Таким образом, благодаря наличию в блоке 17 двух независимых каналов управления и измерения, вибростенд может работать в режиме двухкомпонентной вибрации горизонтальной и вертикальной. Кроме того, благодаря тому, что в заявляемом вибростенде все кинематические звенья, обеспечивающие вертикальные перемещения платформы 2 или фиксацию ее в вертикальном неподвижном положении, выполнены из металла (стали), многократно повышается равномерность распределения параметров вибрации (перемещения и ускорения) по всей рабочей поверхности платформы 2. Применение же в системе возбуждения вертикальных вибраций платформы 2 одного гидроцилиндра (вместо трех - четырех в известных вибростендах с заменой их функций простыми металлическими кинематическими звеньями (рычагами)) значительно упрощает конструкцию вибростенда, снижает стоимость ее изготовления и технического обслуживания.

Изобретение относится к испытательной технике. Преимущественная область применения - испытания изделий на вибропрочность и виброустойчивость. Вибростенд испытательный включает основание (станину), рабочую горизонтальную платформу, опоры, возбудители виброперемещений, систему гидроприводов и электрическую систему управления и измерения с датчиками измерения перемещения и ускорения. Стенд снабжен жесткой рамой, параллельной рабочей платформе, и Г-образными жесткими рычагами, средние точки которых шарнирно закреплены на основании, горизонтальные плечи рычагов соединены жесткими опорами с рабочей платформой, а вертикальные плечи соединены шарнирно с жесткой рамой, связанной шарнирно с возбудителем виброперемещений. Технический результат - снижение сложности и стоимости многоцилиндровых гидравлических систем стенда. 2 ил.

Вибростенд испытательный, включающий основание (станину), рабочую горизонтальную платформу, опоры, возбудители виброперемещений, систему гидроприводов и электрическую систему управления и измерения с датчиками измерения перемещения и ускорения, отличающийся тем, что он снабжен жесткой рамой, параллельной рабочей платформе, и Г-образными жесткими рычагами, средние точки которых шарнирно закреплены на основании, горизонтальные плечи рычагов соединены жесткими опорами с рабочей платформой, а вертикальные плечи соединены шарнирно с жесткой рамой, связанной шарнирно с возбудителем виброперемещений.