Стенд для виброиспытаний объектов Советский патент 1988 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной texHHKe и может быть использовано для определения уровня вибрации различного оборудования, например электродвигателей при их испытании на вибрацию.

Цель изобретения - повышение точности измерения осевых радиальных тангенциальных и крутильных компонентов вибра- 1ии при обеспечении надежного закрепления Испытуемого объекта на стенде, а также расширение номенклатуры испытуемых Ьбъектов.

: На фиг. 1 представлен стенд, обший вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Стенд для виброиспытаний объектов состоит из платформы 1, свободно сидяш,ей |с помошью шарниров 2 на пружинной под- ;веске. Пружинная подвеска выполнена в виде шарнирного механизма, имеющего стояк 3, на котором установлена с возможностью JoceBoro перемеш,ения втулка 4, выполненная ic буртиком 5 на одном торце и муфтой 6, установленной на другом торце втулки с ;возможностью осевого перемещения. Между |буртиком 5 втулки 4 и муфтой .6 установлен упругий элемент в виде равночастот- ной винтовой пружины 7 сжатия, стремящейся противодействовать взаимному пере- :мешению втулки 4 и муфты 6. Применение равночастотной пружины 7 позволит сделать .собственные частоты колебаний независимыми от массы, установленной на платформе. Симметрично стояку 3 размещены группы . звеньев, в каждой из групп имеется коромысло 8, концы которого шарнирами 2 соединены с платформой 1, а центр коромысла 8 посредством кольцевого выступа и опоры 9 скольжения соединен со стояком 3 таким образом, что платформа с пружинной подвеской имеет возможность съема и свободного вращения вокруг оси стояка 3. На коромысле 8 симметрично относительно стояка 3 размещены упоры 10 и 11. Упоры 10 посредством шатунов 12 соединены шарнир- но с буртиком 5 втулки 4. Муфта 6 посредством рычагов 13 шарнирно соединена с серединой шатунов 12. Для создания дополнительной виброизоляции платформы 1 в тангенциальном и осевом направлениях шарниры 2 установлены между резиновыми втулками 14. Втулки 14 размещены между упорами 10 и П. На платформе 1 установлены четыре опоры 15, имеющие форму болтов с головками в виде усеченного конуса, являющиеся средством закрепления контролируемого объекта 16. Опоры 15 выполнены съемными в виде резьбового соединения с платформой 1, а на последней выполнены резьбовые отверстия 17 (фиг. 2) с координатами, совпадающими с установочными размерами контролируемых объектов 16. Для удобства монтажа и съема опор 15 на них предусмотрены отверстия под ключ. На платформе 1 выполнено также центровое отверстие для обеспечения возможности

0

5

0

5

0

5

0

5

установки фланцевых электродвигателей. Такая конструкция устройства позволяет платформе 1 под действием возмущений смещаться в радиальном, осевом и тенгенциаль- ном направлениях, вращаться вокруг вертикальной оси, а устройству измерять не только радиальную, но также осевую, тангенциальную и крутильные компоненты вибрации, необходимо лишь установить на нижней стороне платформы под опорами с помощью переходника 18 вибропреобразователи 19 в указанных выше направлениях. В случае измерения радиальной вибрации вибропреобразователь можно крепить непосредственно к нижней части опоры. Крутильные компоненты вибрации можно измерить с помощью специальных вибропреобразователей для измерения угловых вибраций (не показан), установленных соответствующим образом в непосредственной близости от опор. Выходы вибропреобразователей соединены с многоканальным блоком регистрации вибраций (не показан), который позволяет отмечать амплитуду вибраций в различных частотных диапазонах.

Стенд для виброиспытаний объектов работает следующим образом.

В зависимости от установочных размеров контролируемого объекта выбирается то или иное расположение опор 15 на платформе. Далее контролируемый объект, например двигатель фланцевого или лапового исполнения, насаживается установочными отверстиями на конические поверхности опор, благодаря чему обеспечивается надежное закрепление контролируемого объекта, особенно при его пуске, когда наиболее возможна опасность его опрокидывания с платформы. Измерение проводят следующим образом. Электродвигатель приводят во вращение с заданной скоростью и с помощью вибропреобразователей 19 регистрируют уровень вибраций по каждому из измеряемых направлений.

Под действием собственного веса Р платформа вместе с закрепленным на ней электродвигателем поступательно переместится по вертикали вниз на величину 6i и вызовет деформацию пружины 11. Между величинами бь и 62 существует следующая зависимость, определяемая конструкцией и геометрией шарнирного механизма:

б, К-б2,

(1)

где К. - коэффициент пропорциональности, в случае присоединения шатуна 12 к середине рычага 13 . Возникающую при этом упругую силу пружины 7 PZ можно определить с помошью метода возможных перемещений из соотнощения

Р,Лб| Р2Аб2,(2)

где М, Дб2 - соответственно, возможные перемещения платформы и пружины, между

которыми в случае присоединения шатуна 12 к середине рычага 13 согласно формуле (1) существует следующая зависимость:

Аб1 4-Д52.

Из соотношений (2) и (3) получим значение упругой силы пружины

,4Р,.

Тогда жесткость пружины 7 можно определить по формуле:

Г 1«г

iDOf,,

(5)

6г (Jf/4

где Ci - жесткость в вертикальном направлении платформы с пружинной подвеской в виде шарнирного механизма определяется в зависимости от заданной частоты собственных колебаний платформы с электродвигателем по формуле:

/.

i

W

где М - масса платформы с электродвигателем.

Подставляя (5) в (6), получим:

(7)

рде f -A.JLi

частота собственных колебаний платформы с электродвигателем на пружинной подвеске в виде той же самой пружины 11, но без использования шарнирного механизма.

Из формулы (7) видно, что использование шарнирного механизма в пружинной подвеске приводит к уменьшению частоты собственных колебаний платформы с электродвигателем в четыре раза, что обеспечивает реальную возможность получения

10

15

20

25

30

35

низких частот (менее 5 Гц) собственных колебаний платформы с электродвигателем и, как следствие, позволяет намного повысить точность измерения уровня вибраций.

Стенд может быть использован для проведения точных измерений всех компонентов вибраций двигателей любого типоиспол- нения, а также для создания эффективных способов амортизации машин.

Формула изобретения

Стенд для виброиспытаний объектов, содержащий основание, шарнирно закрепленную платформу с пружинной подвеской, средства крепления контролируемого объекта на платформе в виде элементов с коническими головками, установленные на платформе вибропреобразователи и подключенный к ним блок измерения и регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения осевых, радиальных, тангенциальных и крутильных компонентов вибрации при обеспечении надежного закрепления испытуемого объекта на стенде, пружинная подвеска выполнена в виде шарнирного механизма, имеющего стояк, закрепленный на основании, установленную на стояке с возможностью осевого перемещения втулку, выполненную с буртиком на одном торце, установленную с возможностью осевого перемещения на противоположном торце втулки муфту, коромысло, концы которого шарнирно закреплены на платформе, а центр - на стояке, установленные на коромысле симметрично относительно стояка упорьТ, щатуны, шарнирно закрепленные одними концами на упорах коромысла, а другими - на буртике втулки, и рычаги, шарнирно соединенные с серединами соответствующих шатунов одними концами, а другими - с муфтой, а пружина расположена между буртиком втулки и муфтой.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для онределения уровня вибрации электродвигателей. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение номенклатуры испытуемых объектов. Поставленная цель достигается за счет конструктивного выполнения пружинной подвески в виде стояка 3, установленной на нем втулки 4 с буртиком 5, муфтой, расположенной на втулке с возможностью осевого перемеш,е- ния. Платформа соединена со стояком 3 посредством кольцевого выступа и опоры 9 скольжения и шарнирами 2 - с коромыслом 8. Буртик 5 втулхи 4 соединен шарнирно посредством шатунов 12 с упорами 10 коромысла 8, рычаги 13 соединяют муфту б с серединой шатунов 12, а пружина 7 разме- щена между муфтой 6 и буртиком 5 втулки. Устанавливают испытуемый объект 16 на платформе 1 и приводят во вращение с заданной скоростью и с помощью вибропреобразователей 19 регистрируют уровень вибрации по каждому из измеряемых направлений. I з.п.ф-лы, 2 ил. S (Л 4i Ю О to О5