ВИБРОПЛАТФОРМА ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ Российский патент 2012 года по МПК G01M7/02 G01V1/155 

Изобретение относится к технике испытаний изделий машиностроения, стройиндустрии, бытовой техники и других изделий на вибропрочность и виброустойчивость при воздействии на них сил в результате вибрации (колебаний) среды, с которой они контактируют в процессе эксплуатации, транспортирования и других техногенных и природных факторов, в том числе при авариях и других нештатных ситуациях.

Заявляемая виброплатформа предназначается для испытаний крупногабаритных, большегрузных изделий при воздействии на них горизонтальных вибраций в широком диапазоне частот. Основными проблемами создания таких виброплатформ являются конструкции опор и возбудителей колебаний. Преимущественно в качестве привода колебательных движений виброплатформы применяется гидропривод с электрогидравлическим следящим принципом управления режимами работы виброплатформы. В состав гидропривода входят насосная установка с распределительно-управляющей аппаратурой, гидроцилиндр (или несколько синхронно работающих параллельных цилиндров). Одной из проблем такого конструктивного решения виброплатформ является обеспечение шарнирного безлюфтового силового соединения гидроцилиндра с вибростолом и основанием, т.к. наличие люфтов искажает заданную форму циклов возбуждаемых знакопеременных колебаний (синусообразную, пилообразную или случайную), и, кроме того, наличие люфтов приводит к ударным нерегламентированным нагрузкам, что снижает долговечность шарнирных узлов виброплатформы.

Вторым важным требованием к конструкции большегрузных крупногабаритных виброплатформ являются проблемы опор, соединяющих платформу с основанием (фундаментом), обеспечивающих жесткую ее фиксацию в вертикальном направлении и подвижность в направлении горизонтальных колебаний.

Известны конструкции платформ, в которых опоры выполнены в виде стоек (минимум 4 шт.) с шарнирными концевыми элементами соединения их с платформой и с фундаментом.

Аналогом заявляемой виброплатформы может рассматриваться виброплатформа ВП-100, разработанная СКБИМ и изготовленная заводом испытательных машин (г.Армавир) в 70-е годы, а также размещенная в Интернет информация "Виброплатформы и сейсмоплатформы" http://exportpastach.com.ua/d isp 12.html.

В связи с возможными "галопирующими" воздействиями на платформу моментов сил (что возникает при определенной высоте центра тяжести платформы с испытываемым изделием относительно оси действия возбуждающей горизонтальной силы) шарнирные опоры испытывают знакопеременные нагрузки, воздействия которых на опоры аналогичны описанным выше соединениям силового гидроцилиндра с фундаментом и вибростолом.

Проблема гибких опор усугубляется тем, что опоры подвержены действию на них продольных сжимающих и изгибающих нагрузок, что приводит к риску потери их продольной устойчивости.

Сущность изобретения виброплатформы испытательной состоит в том, что возбудитель колебаний - актюатор выполнен в виде двух плунжерных одностороннего действия встречно направленных горизонтальных гидроцилиндров, плунжерами упирающихся в стол, а корпусами в основание, при этом цилиндры снабжены электрогидравлическими сервоклапанами, соединенными с насосной установкой и с электрической системой управления, при этом сигналы управления сервоклапанами идентичны по частоте и амплитуде и взаимно сдвинуты по фазе на 180°.

Кроме описанного выше виброплатформа отличается от известных прототипов тем, что опоры стола выполнены в виде стоек, закрепленных на основании платформы, и гибких звеньев, вертикально ориентированных, верхние концы которых закреплены на стойках, а нижние - на столе. При этом звенья выполнены жесткими в осевом направлении и упругоподатливыми в направлении горизонтальных рабочих колебательных движений стола.

На рисунках 1 и 2 схематично изображена заявляемая виброплатформа, вид в плане и вид сбоку с частичными разрезами по основным агрегатам.

Виброплатформа включает в себя основание 1 (раму), закрепляемое на силовом полу на месте эксплуатации и охватывающее по периметру вибростол 2, закрепленные на основании стойки 3, вертикальные гибкие звенья (пластины) 4, верхними концами закрепленные на стойках 3, а нижними концами на столе 2, гидроцилиндры 5 и 6 одностороннего действия с плунжерами 7 и 8, электрогидравлические сервоклапаны 9 и 10, гидропневматические аккумуляторы 11 и 12, непосредственно соединенные с напорными каналами сервоклапанов 9 и 10, насосную установку 13, электрический блок 14 управления сервоклапанами 9 и 10 и задания режимов работы виброплатфомы и измерения параметров испытаний, трубопроводы 15 и 16 подачи рабочей жидкости под давлением к сервоклапанам 9 и 10, кабели 17 и 18 подачи управляющих сигналов блока управления 14 на сервоклапаны 9 и 10, манометр 19 контроля давления на выходе насосной установки, вибродатчик 20 параметров колебаний платформы, связанный с блоком 14 кабелем 21.

Описанная виброплатформа работает следующим образом. Включается насосная установка 13 при нулевом значении сигналов управления сервоклапанами 9 и 10. При достижении рабочего давления, контролируемого по манометру 19, на сервоклапаны подаются электрические сигналы, идентичные по частоте (от общего генератора) и уровню и взаимно сдвинутые по фазе на 180°, плунжера 7 и 8 гидроцилиндров 5 и 6 совершают возвратно-поступательное (колебательное) движение, которое передается столу 2, на который они опираются.

Кроме отмеченных выше положительных качеств виброплатформы (безлюфтовые сопряжения взаимно подвижных силовых элементов) компактность и лаконичность конструкция платформы обеспечивает возможность сборки ее, отладки и предварительных испытаний на заводе изготовителе без специального фундамента, и для монтажа на месте эксплуатации достаточно простого силового пола.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании объектов машиностроения, стройиндустрии, бытовой техники и других изделий на вибропрочность и виброустойчивость. Заявлена виброплатформа испытательная, включающая в себя закрепляемое на фундаменте основание, горизонтальный стол для размещения на нем испытываемых изделий, закрепленные на основании опоры стола. Опоры стола обеспечивают возможность горизонтального колебательного смещения его относительно неподвижного основания. Виброплатформа также содержит гидравлический актюатор (возбудитель колебаний платформы), насосную установку, электрогидравлическую систему подачи управляемого потока рабочей жидкости к возбудителю колебаний (актюатору), электрическую систему управления работой виброплатфомы и измерения параметров колебаний стола, трубопроводы и кабели связи гидравлических и электрических агрегатов виброплатформы. Опоры стола выполнены в виде стоек, закрепленных на основании платформы и гибких звеньев, вертикально ориентированных, верхние концы которых закреплены на стойках, а нижние - на столе. Технический результат: повышение устойчивости платформы, равномерность распределения параметров вибрации по всей рабочей поверхности платформы, компактность. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Виброплатформа испытательная, включающая в себя, закрепляемое на фундаменте основание, горизонтальный стол для размещения на нем испытываемых изделий, закрепленные на основании опоры стола, обеспечивающие возможность горизонтального колебательного смещения его относительно неподвижного основания, гидравлический актюатр (возбудитель колебаний платформы), насосную установку, электрогидравлическую систему подачи управляемого потока рабочей жидкости к возбудителю колебаний (актюатору), электрическую систему управления работой виброплатформы и измерение параметров колебаний стола, трубопроводы и кабели связи гидравлических и электрических агрегатов виброплатформы, отличающаяся тем, что актюатр выполнен в виде двух плунжерных одностороннего действия встречно направленных горизонтальных гидроцилиндров упирающимися в стол плунжерами, а корпусами в основание, снабженных электрогидравлическими сервоклапанами, соединенными с насосной установкой и с электрической системой управления, при этом сигналы управления сервоклапанами идентичны по частоте и амплитуде и взаимно сдвинуты по фазе на 180°.

2. Виброплатформа по п.1, отличающаяся тем, что опоры стола выполнены в виде стоек, закрепленных на основании платформы и гибких звеньев вертикально ориентированных, верхние концы которых закреплены на стойках, а нижние - на столе, при этом звенья выполнены жесткими в осевом направлении и упругоподатливыми в направлении горизонтальных рабочих колебательных движений стола.