УСТАНОВКА ЦЕНТРОБЕЖНАЯ Российский патент 2005 года по МПК G01M1/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытаний изделий на воздействие линейных ускорений.

Известна центрифуга (А.С. СССР №236072, кл. G 01 М 7/00, 1967 г., опубл. бюллетень №40, 1969 г.), содержащая Т-образную раму, установленную на фундаменте, вертикальный вал, привод вертикального вала, размещенный на раме, две опоры для вертикального вала, расположенные верхняя - в плоскости рамы, а нижняя - на фундаменте, и размещенную на вертикальном валу несущую балку, выполненную в виде трубы, один конец которой предназначен для крепления испытуемого изделия, а на другом закреплен противовес, снабженный размещенным в трубе грузом, имеющим возможность осевого перемещения.

Недостатком известной центрифуги является то, что она позволяет производить испытания либо крупногабаритных тяжелых изделий на небольшие перегрузки, либо относительно меньшего веса и габарита на большие перегрузки. Переход с одного режима испытаний на другой требует большой перестройки в конструкции стенда. Это снижает эксплуатационные возможности центрифуги. Кроме того, в данной центрифуге статическая балансировка осуществляется лишь одним грузом противовеса. Это сужает диапазон статической балансировки центрифуги.

В качестве прототипа рассмотрим центрифугу (А.С. СССР №877381, кл. G 01 М 7/00, 1973 г., опуб. бюллетень №40, 1981 г.), содержащую Т-образную раму, установленную на фундаменте, вертикальный вал, привод вертикального вала, размещенный на раме, две опоры для вертикального вала, расположенные верхняя - в плоскости рамы, а нижняя - на фундаменте, и размещенную на вертикальном валу несущую балку, выполненную в виде трубы, один конец которой предназначен для крепления испытуемого изделия, а на другом закреплен противовес, снабженный размещенным в трубе грузом, имеющим возможность осевого перемещения, а несущая балка, шарнирно установленная на приводном валу, имеет отверстия для изменения местоположения ее оси качания.

Недостатками известной центрифуги является то, что противовес, снабженный с целью расширения диапазона статической балансировки дополнительным грузом с двумя крепежными пальцами, входящими в отверстия несущей балки, не имеет возможности плавного перемещения относительно несущей балки, а конструкция центрифуги не допускает возможности изменения положения испытуемого изделия, а следовательно, направления приложения нагрузки.

Общим недостатком вышеприведенных центрифуг является то, что расположение жестко закрепленных верхней опоры вертикального вала на раме, над несущей балкой, а нижней опоры на фундаментной плите создает технические трудности в обеспечении соосности посадочных мест подшипников вала и требует высокой жесткости рамы для уменьшения вредного влияния вибраций и прогибов на работу установки. Это влечет за собой существенное усложнение и увеличение металлоемкости конструкции.

Технической задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции с одновременным повышением надежности и удобства эксплуатации при ее работе, а также расширение диапазона эксплуатационных возможностей путем изменения величины линейных ускорений и направления приложения нагрузки.

Указанная техническая задача решается центрифугой, содержащей раму, установленную на фундаменте, вертикальный двухопорный вал с верхней и нижней опорами, привод вала, установленный на раме, а также несущую балку, шарнирно закрепленную на вертикальном валу с возможностью изменения местоположения ее оси качания. Несущая балка представляет собой коробчатый корпус с жестко закрепленными на его противоположных сторонах цапфами с надетыми на них подшипниками. В направляющих корпуса установлены две параллельные штанги, имеющие возможность плавного перемещения относительно оси качания. На одном конце штанг установлен противовес с дополнительными грузами, имеющий возможность перемещения вдоль штанг, а на другом - держатель для испытуемого изделия. Держатель выполнен в виде съемной фермы с крестообразными втулками, надетыми на штанги с возможностью продольного перемещения и поворота относительно оси штанг. Установка снабжена устройством вывешивания несущей балки, состоящим из закрепленных с возможностью вращения и регулируемого вертикального перемещения опорных элементов с рабочей поверхностью для подшипников цапф. Указанные опорные элементы, выполненные в виде призм, опертых основанием на втулку с изменяемым по высоте положением, размещены в плите, закрепленной на вертикальном валу под корпусом несущей балки, а верхняя опора вала выполнена подвижной в виде карданной передачи.

Отличительными признаками от прототипа являются:

- выполнение соединения верхней опоры вала приводного электродвигателя с несущей балкой подвижным значительно расширяет диапазон радиальных, угловых и осевых смещений соединяемых валов, упрощая тем самым конструкцию установки и монтажно-наладочные работы, а также повышает надежность работы центробежной установки за счет устранения дополнительных нагрузок, вызываемых возможной несоосностью валов;

- жестко закрепленные на противоположных сторонах корпуса цапфы с надетыми на них подшипниками и устройство вывешивания позволяют вывесить несущую балку для проведения статической балансировки, что повышает надежность работы центробежной установки за счет устранения действия неуравновешенных центробежных сил, возникающих в результате недостаточной балансировки несущей балки;

- установка штанг в направляющих корпуса с возможностью их плавного перемещения относительно оси качания обеспечивает их параллельность и возможность изменения радиуса вращения, а следовательно, влияние на величину линейного ускорения без изменения конструкции несущей балки;

- держатель, выполненный в виде съемной фермы с крестообразными втулками, надетыми на штанги с возможностью продольного перемещения и поворота относительно оси штанг, позволяет дополнительно изменять радиус вращения и направление испытательных нагрузок центробежной установки.

На фиг.1 изображена центробежная установка в разрезе.

На фиг.2 - вид сверху.

На фиг.3 - устройство вывешивания.

На фиг.4 - разрез по опорному узлу.

Центробежная установка представляет собой фундаментную опору 1, вертикальный вал 2, несущую балку 3, закрепленную на верхнем торце вертикального вала, приводной электродвигатель 4, размещенный на раме 15, карданную передачу 5, связывающую электродвигатель с несущей балкой, устройство вывешивания, несущей балки для статической балансировки, расположенное в опорных узлах вала 2.

Несущая балка 3 выполнена в виде коробчатого корпуса с вваренными в него параллельными направляющими 18, в которых установлены с возможностью продольного перемещения относительно оси качания 10 две штанги 11, и опирается посредством двух цапф 6 на плиту 7, закрепленную на верхнем торце вертикального вала 2. На концах штанг 11 диаметрально противоположно установлены держатель 8 для установки изделия и противовес 9 с набором отдельных грузов 17.

Устройство для вывешивания несущей балки содержит неподвижный резьбовой болт 12 с муфтой 13 и опирающийся на ее торец опорный элемент, выполненный, например, в виде призмы 14, размещенный в пазу плиты 7, на рабочую поверхность призмы 14 опираются подшипники 16, установленные на цапфах 6 несущей балки 3.

Центробежная установка работает следующим образом:

В зависимости от заданной величины и направления линейного ускорения определяют необходимое число оборотов несущей балки 3 и путем плавного перемещения штанг 11 в направляющих 18 устанавливают необходимую длину плеч штанг. Испытуемый объект, установленный в держателе, устанавливают на штанги 11. Несущую балку 3 с помощью устройства для вывешивания приподнимают над опорами путем вращения болта 12, вертикально перемещающего муфту 13 и опирающуюся на нее призму 14 так, чтобы несущая балка свободно покачивалась в продольном направлении на подшипниках 16, установленных на цапфах 6. Несущую балку устанавливают в строго горизонтальное положение путем плавного перемещения противовеса 9 по штангам 11. Для тонкой балансировки используют дополнительные съемные грузы 17, которые при необходимости крепятся к противовесу 9. Горизонтальное положение выставляют по уровню, закрепленному на горизонтальной плоскости несущей балки. После чего несущую балку 3 опускают путем вращения болта 12 и закрепляют на плите 7. Затем производят включение электродвигателя 4, который посредством карданной передачи 5 разгоняет несущую балку 3 до заданного числа оборотов. Для изменения приложения действия испытательной нагрузки, держатель с установленным испытуемым объектом снимают со штанг, поворачивают на необходимый угол (90°, 180°, 270°), устанавливают на штанги и производят испытания, как описано выше.

Таким образом, за счет конструктивного выполнения узлов грубой и тонкой балансировки, устройства вывешивания, подвижного соединения вала с валом электродвигателя и возможности изменения радиуса вращения и положения испытуемого объекта решается задача повышения удобства и надежности работы установки, а также расширение диапазона ее эксплуатационных возможностей.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытаний изделий на воздействие линейных ускорений. Содержит установленную на фундаменте раму, вертикальный двухопорный вал, привод вала, несущую балку, шарнирно закрепленную на вертикальном валу с возможностью изменения местоположения ее оси качания. На одном конце несущей балки закреплен противовес с дополнительными грузами, на другом - держатель для испытуемого изделия, выполненный в виде съемной фермы с крестообразными втулками, надетыми на штанги с возможностью продольного перемещения и поворота относительно оси штанг. Установка снабжена устройством вывешивания несущей балки для ее статической балансировки. Верхняя опора вала выполнена подвижной. Технический результат - центробежная установка за счет применения коробчатой конструкции несущей рамы позволяет снизить собственную массу и тем самым уменьшить величину необходимого крутящего момента для испытания изделий. Введение карданной передачи между приводным электродвигателем и несущей рамой значительно расширяет диапазон радиальных, угловых и осевых смещений соединяемых валов электродвигателя и несущей рамы, упрощая тем самым конструкцию и технологию сборочных и монтажно-наладочных работ. Установка несущей рамы на цапфах в опорах плиты и наличие устройств вывешивания рамы и тонкой балансировки повышает точность балансировки и удобства ее эксплуатации. В конечном счете, этим обеспечивается надежная работа центробежной установки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Установка центробежная, содержащая установленную на фундаменте раму, вертикальный двухопорный вал с верхней и нижней опорами, привод вала, установленный на раме, несущую балку, шарнирно закрепленную на вертикальном валу с возможностью изменения местоположения ее оси качания, на одном конце несущей балки закреплен противовес с дополнительными грузами, на другом - держатель для испытуемого изделия, отличающаяся тем, что несущая балка представляет собой коробчатый корпус с жестко закрепленными на его противоположных сторонах цапфами с надетыми на них подшипниками, в направляющих корпуса с возможностью плавного перемещения относительно оси качания установлены две параллельные штанги, а закрепленный на одном конце штанг держатель выполнен в виде съемной фермы с крестообразными втулками, надетыми на штанги с возможностью продольного перемещения и поворота относительно оси штанг, установка снабжена устройством вывешивания несущей балки, состоящим из закрепленных с возможностью вращения и регулируемого вертикального перемещения опорных элементов с рабочей поверхностью для подшипников цапф, причем указанные опорные элементы размещены в плите, закрепленной на вертикальном валу под корпусом несущей балки, а верхняя опора вала выполнена подвижной.2. Установка центробежная по п.1, отличающаяся тем, что подвижная верхняя опора выполнена в виде карданной передачи.3. Установка центробежная по п.1, отличающаяся тем, что опорные элементы выполнены в виде призм, опертых основанием на втулку с изменяемым по высоте положением.