Центробежный стенд Советский патент 1983 года по МПК G01P21/00 

(5) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СТЕНД

Изобретение относится к испытатеЯь ной технике и предназначено для динамических испытаний ,навигационных приборов. Известны центробежные стенды с переменным радиусом, содержащие вращающуюся платформу, каретку, перемещающуюся в радиальном направлении по направляющим, закрепленным на плат форме, противовес, соединенный с кареткой, и привод радиального перемещения. Испытательноевоздействие (изменение центростремительного ускорения) достигается за счет изменения радиуса установки испытуемого объекта путем .перемещения каретки с объектом по платформе С 1 2 . Недостатком рассматриваемых стендо является ограниченность возможностей воспроизведения испытательных воздействий (только знакопостоянные ускорения) . Наиболее близким по технической , сущности к предлагаемому является стенд, содержащий платформу с приводом, выполненную в виде двух соосных направляющих, охваченных подвижными противовесами, связанными между собой равноплечным четырехзвенным механизмом, середины двух противолежащих звеньев которого шарнирно связаны рычагом привода перемещения, и разгонно-тормозные массы f3 . Данный стенд воспроизводит только знакопостоянные (нулевые) ускорения. Воспринимаемое чyвctвитeльным элементом объекта ускорение зависит от угла разворота каретки вокруг вертикальной оси. Указанный угол определяется труднорегулируемыми факторами, что не дает возможности добиться точного воспроизведения требуемых законов, и, следовательно, снижает качество испытаний. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения задаваемых режимов испытаний и расширение диапазо на воспроизводимых воздействий ускорения. Указанная цель достигается тем, что каретки выполнены в виде поворот ных относительно вертикальной оси платформ, снабженных автономными управляемыми электроприводами и ориент рующими устройствами, которые выполнены в виде равных рычагов, шарнирно связанных между собой и со звеньями, и консольно закрепленной на каретке штанги, на которой установлена с возможностью относительного движения втулка, шарнирно соединенная с рычагами . На чертеже представлена коИструктивнаА схема центробежного стенда, аксонометрия. Центробежный стенд включает вс себя платформу, состоящую из основа.ния 1, закрепленного на шпинделе 2, и направляющих 3, противовесы k, исполнительные неуравновешенные массы 5 и 6, равноплечные звенья 7 механизма перемещения, каретки 8, рычаг 9 привода перемещения, соединенный с двигателем.to s4epe3 редуктор 11. На каретке 8 установлен двигатель 12, с валом которого соединен стол 13. Ориентирующее устройство каретки состоит из равных рычагов 1Л, шарнирно связанных между собой И со звеньями 7, ходовой втулки 15 и штанги 16, консольно закрепленной на каретке 8, Привод шпинделя главного движения на чертеже не показан .Центробежный стенд работает еледующим образом. Привод главного движения вращ.ает платформу с постоянной скоростью. При включении второго двигателя 10 механизм радиального перемещения приводит в относительное движение каретки 8. При этом втулка 15 начина скользить по штанге 16. Так как звенья 7 и попарно равны, то положение штанги 16 относительно оси вращения платформы и, следовательно, угол разворота каретки 8 остаются не изменными. При включении двигателя 1 начинает вращаться вокруг своей оси стол 13. Благодаря установке рычагов , втулки 15 и штанги 16 моменты М. и Mj, действующие на каретку 8 со стор ны рычагов 7, и аэродинамический моент Мд уравновешиваются нормальной реакцией со стороны штанги 16 на втулку 15. Поэтому для данного случая of., имеем где 3 - момента инерции объекта; Ц - угол разворота. Уравнение (1 ) имеет простое решениеf const 0.(2) Указанное обстоятельство означает, что закон изменения ускорения Wx-i определяется полностью такими легкоуправляемыми факторами, как скорость си, радиус установки объекта о и скорость его изменения (Vj, и 2i /. огт uouououua ы . 7ц . Применение третьего двигателя 12 , установленного на каретке 8, расширяет возможности управления. Требуемый закон изменения ускорения можно получать не только с помощью двигателя 10.. радиального перемещения, изменяя f , но и с помощью двигателя 12, вращая стол 13 вокруг вертикальной оси, а также комбинированным способом - двигателями 10 и 12 вместе, Допустим, что плоскость стола 13 лежит в системе координат ., которая связана со столом, имеет начало 0 на оси вращения стола (которая совпадает с осью соответсйгвующих шарнирнов) , и вращается to скоростью . Пусть при этом ось чувствительности объекта, закрепленного на столе 13i совпадает с осью Тогда ускорение, воспринимаемое чувствительным элементом объекта, /у2 равно W cos Ч2 . (3) Имея двигатели 10 и 12, можно выбирать наиболее удобный способ получения переменных ускорений в зависимости от вида требуемого закона. На пример, законы типа W.,r,a + bt + cv ... МОЖНО получать с помощью двигателя 10 ( р var, ч 0); гармонические законы.типа Wj(, + sinbt - с помощью двигателя 12 Тр const, ); более сложные законы - с помощью двух двигателей 10 и 12 {нап|эиMep,W5(2(a + bt+ ...)sin kt p var, var). , Меняя напряжение на якоре двигателя 12, можно получить любой угол поворота его вала том числе Й ,2 2Нетрудно видеть, что при этом Wj(2 О- Таким образом, в общем случае можно воспроизвести ускорение, воспринимаемое чувствительным элементом объекта, Wx2i принимающее значение Wj JfДиапазон законов, воспроизводимых на предлагаемом стенде, может быть расширен. Например, для получения закона вида ...) sin kt на базовом объекте и прототипе необходимо найти решение уравнения , о ,) Y t lc«+bt+c- +..Jsfn-kt (4), в виде р р (t)(5) Это является сложной задачей,.под i дающейся решению в самых простых случаях. В предагаемом изобретении достаточно решиэ:ь уравнение V лТ JVdit-WHer2a.V) / i V {a+tji+c 4... 1 . (b) , A Найдя решение уравнения (6) в фор ме (5), получим при вращении вала двигателя 12 с постоянной скоростью (2 2 требуемый закон. Точность воспроизведения задаваем режимов испытаний повышается благода ря применению ориентирующего устройсТва. Объясняется это тем, что благо даря введению указанного устройства ИJCKлючaeтcя влияние таких факторов, как изменение температуры и вязкост смазки в подшипниках, их температурны деформации и износ и т.п., которые трудно учитывать и регулировать, но № 14 ; которые влияют на угол поворота , следовательно, на закон измеиеиия скорения на базовом объекте и прототипе. Формула изобретения . 1. Центробежный стенд, содержащий платформу с приводом, выполненную в виде двух соосных направляющих, охваченных подвижными противовесами, связанными между собой равноплечим и и четырехзвенным механизмом, середины двух противолежащих звеньев которого шарнирно связаны рычагом привода перемещения, и разгонно-тормозные иассы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности произведения задаваемых режимов испытаний и расширение диапазона воспроизводимых воздействий ускорения, каретки выполнены в виде поворотных относительно вертикальной оси платформ, снабженных автономными управляемыми электроприводами и ориентирующими устройствами. 2. Стенд по п. 1, о гт л и ч а ю щ и и с я тем, что ориентирующее устройство выполнено- в виде равных рычагов, шарнирно ввязанных между собой и со звеньями, и консольно закрепленной на каретке штанги, на которой установлена с возможностью относительного движения втулка, шарнирн( соединенная с рычагами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР К« 658426, кл. G 01 Р 21/00, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР М 52t095, кл. G 01 Р 21/00, 1976. 3.Авторское свидетельство СССР . № 708235, кл. G 01 Р 21/00, 1977.