СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ ВИБРОИЗОЛЯТОРОВ Российский патент 2018 года по МПК G01M7/04 B06B1/00 

Изобретение относится к испытательному оборудованию.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является вибростенд по патенту РФ №91540, В06В 1/00 от 07.12.2009 г., содержащий основания, защищаемый объект, измерительную аппаратуру и генераторы вибрационных и ударных воздействий (прототип).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокие возможности испытаний многомассовых систем и сравнительно невысокая точность для исследования систем, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта.

Технически достижимый результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта.

Это достигается тем, что в стенде для испытаний упругих элементов виброизоляторов, содержащем основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m₂ и c₂, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента, причем на основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр.

На фиг. 1 представлена схема стенда, на фиг. 2 - математическая модель двухмассовой системы виброизоляции, на фиг. 3 - характеристики логарифмического декремента затухания свободных колебаний двухмассовой системы виброизоляции в зависимости от входного ударного импульса, на фиг. 4 - общий вид стенда.

Стенд для испытаний упругих элементов виброизоляторов содержит основание (каркас) 11, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов 2 закреплена переборка 1, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m₂ и c₂. В качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор 3, расположенный на переборке 1. На переборке 1 установлена стойка 6 для испытания собственных частот упругих элементов 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов. При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором 10 перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента 7, 8, 9.

Возможен вариант цифрового датчика перемещений с передачей данных на компьютер (на чертеже не показано).

На переборке 1 закреплен датчик виброускорений 4, а на основании 11 - датчик виброускорений 5, сигналы от которых поступают на усилитель 12, затем осциллограф 13, магнитограф 16 и компьютер 17 для обработки полученной информации. Для настройки работы стенда используется частотомер 14 и фазометр 15.

Возможен вариант, когда на каждом из исследуемых упругих элементов 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закреплены тензодатчики на концах этих испытываемых элементов (на фиг. 1 показан датчик 18 на упругом элементе 7). При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе 7, 8, 9, фиксируется как индикатором 10 перемещений, так и тензодатчиками. По показаниям индикатора 10 проводится экспресс-оценка характеристик, а при обработке сигналов с тензодатчиков, поступающих на усилитель 12, затем осциллограф 13, магнитограф 16 и компьютер 17 для обработки полученной информации, - определяются резонансные частоты, соответствующие параметрам каждого из упругих элементов 7, 8, 9, и при обработке полученных амплитудно-частотных характеристик, выявляют оптимальные характеристики: жесткость и коэффициент демпфирования каждого из упругих элементов 7, 8, 9.

Стенд для испытаний упругих элементов виброизоляторов работает следующим образом.

Сначала включают эксцентриковый вибратор 3, который установлен на переборке 1, которая расположена на виброизоляторах 2, и снимают амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) системы «переборка судна на его корпусе» с помощью датчиков виброускорений 4 и 5. Сигналы с датчиков виброускорений 4 и 5 поступают на усилитель 12, затем осциллограф 13, магнитограф 16 и компьютер 17 для обработки полученной информации. Для настройки работы стенда используется частотомер 14 и фазометр 15.

Для того чтобы определить собственные частоты каждой из исследуемых систем виброизоляции, производят имитацию ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записывают осциллограммы свободных колебаний (на чертеже не показано), при расшифровке которых судят о собственных частотах систем по формуле (см. фиг. 3 и формулу).

где c₁ и m₁ - соответственно жесткость упругих элементов виброизоляторов и масса основания,

c₂ и m₂ - соответственно жесткость и масса переборки, h₁ - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, которая связана с логарифмическим коэффициентом затухания δ₁ колебательной системы.

Возможен вариант, когда для проведения гармонического анализа между переборкой 1 и основанием 11 закрепляют вибратор 19, например пьезоэлектрический, сигналы от которого поступают на пьезоусилитель 20, а затем на компьютер 17 для обработки полученной информации.

Возможен вариант, когда для проведения гармонического анализа виброизолирующей системы «переборка 1 на виброизоляторах 2», а также выявления виброизолирующих свойств дополнительного упругого элемента 21 (фиг. 1), размещенного между переборкой 1 и стойкой 6 для испытания собственных частот упругих элементов 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов, моделирующего виброизолирующие свойства двухмассовой системы «переборка 1 на виброизоляторах 2 - стойка 6 с упругими элементами 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов», пьезоэлектрический вибратор 19 закрепляют на переборке 1, сигналы с которого по линии связи поступают на пьезоусилитель 20, затем на компьютер 17 для обработки полученной информации.

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Стенд содержит основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m₂ и c₂. В качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов. При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента. На основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Стенд для испытаний упругих элементов виброизоляторов, содержащий основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m₂ и c₂, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента, причем на основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр, причем для определения собственных частот каждой из исследуемых систем виброизоляции производится имитация ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записываются осциллограммы свободных колебаний, при расшифровке которых определяют собственные частоты систем виброизоляции и логарифмический декремент затухания колебаний по формуле:

где c₁ и m₁ - соответственно жесткость упругих элементов виброизоляторов и масса основания, c₂ и m₂ - соответственно жесткость и масса переборки, h₁ - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, которая связана с логарифмическим коэффициентом затухания δ₁ колебательной системы, причем на каждом из исследуемых упругих элементах разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закреплены тензодатчики на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется как индикатором перемещений, так и тензодатчиками, причем по показаниям индикатора проводится экспресс-оценка характеристик, а при обработке сигналов с тензодатчиков, поступающих на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, - определяются амплитудно-частотные характеристики, и выявляются оптимальные характеристики: жесткость и коэффициент демпфирования каждого из упругих элементов.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что для проведения гармонического анализа между переборкой и основанием закреплен вибратор, например пьезоэлектрический, сигналы от которого поступают на пьезоусилитель, а затем на компьютер для обработки полученной информации.

3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что для проведения гармонического анализа виброизолирующей системы «переборка на виброизоляторах», а также выявления виброизолирующих свойств дополнительного упругого элемента, размещенного между переборкой и стойкой для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов, моделирующего виброизолирующие свойства двухмассовой системы «переборка на виброизоляторах - стойка с упругими элементами рессорных и тарельчатых виброизоляторов», пьезоэлектрический вибратор закрепляют на переборке, сигналы с которого по линии связи поступают на пьезоусилитель, затем на компьютер для обработки полученной информации.