Учебная установка по динамике механизмов Советский патент 1991 года по МПК G09B23/08 

фиг

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, в курсах теории машин и механизмов, теории колебаний при изучении колебаний узлов и агрегатов пространственных систем.

Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации пространственных колебаний исполнительного органа механизма и его виброзащиты. I На фиг.1 представлена установка, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - схема размещения элементов сред- Ьтва регистрации.

Установка содержит основание 1, размещенную на основании посредством упру- Ых элементов 2 фундаментную плиту 3, монтированные на плите генератор колебаний, выполненный в виде кривошипно- ползунного механизма 4, электропривод 5, &ал которого посредством муфты 6 связан с валом генератора колебаний, средство для регистрации частоты вращения вала электропривода 5, представляющее собой, например, тахогенератор 7, средство для регулирорания частоты вращения вала элек- Троприводэ, например реостат(не показан), Средство регистрации пространственных колебаний системы, модель исполнительного органа механизма и виброизоляторы.

Модель исполнительного органа механизма состоит из горизонтальной замкнутой рамы 8 с„ручками 9 управления, инерционного тела 10, размещенного внутри рамы 8 и жестко с ней связанного, и г)ычага 11, связанного нижним концом с ге- ера тором колебаний, а верхним - с рамой. Инерционное тело 10 моделирует неуравновешенные агрегаты механизма.

Виброизоляторы представляют собой, Например, упругие элементы 12, размещенные между рамой 8 и верхним концом рычага 11.

Средство регистрации пространственных колебаний системы состоит из шести вибродатчиков 13-18 и трех кронштейнов 19-21, на первом из которых установлен один вибродатчик 13, на втором - два вибродатчика 14 и 15 и на третьем - три вибродатчика 16-18, причем кронштейны закреплены на раме 8 на равных расстояниях от центра 22 масс модели исполнительного органа так, что оси чувствительности вибродатчиков параплельны осям инерции Jx i, Jyi, Jzi модели исполнительного органа.

Упругие элементы 2 расположены под равными углами р к продольной плоскости xizi так, что их оси пересекаются в точках,

лежащих выше центра 23 масс плиты 3 и смонтированных на ней электропривода 5 и генератора колебаний.

, Кроме этого, модель исполнительного

органа механизма и виброизоляторы выполнены сменными,

Установка работает следующим образом.

Включают электропривод 5 и реостатом

устанавливают заданную частоту вращения вала электропривода, контролируя ее по та- хогенератору 7.

Вращение зала электропривода через муфту 6 передается на вал кривошипно-ползунного механизма 4, в результате чего остаточная неуравновешенность механизма вызывает пространственные колебания фундаментной плиты 3 с размещенными на ней элементами установки, близкие к реальным, т.е. прямолинейные вдоль оси х, связанные с угловыми колебаниями вокруг оси у, и четыре не связанные формы колебаний по остальным координатам.

Пространственная вибрация от генератора колебаний через рычаг 11 и виброизо- лятрры 12 передается на раму 8 с ручками 9 управления исполнительным органом механизма (например, режущим инструментом). Суммарные амплитуды колебаний ручек 9

управления, а следовательно, и исполнительного органа механизма регистрируются вибродатчиками 13-18, а амплитуды прямолинейных Ci-Сз и угловых Di-Оз колебаний рамы 8 определяются из следующих уравнений динамики:

40

+

+

D3

1 ( So ai So ais

S15

где So - нормированная чувствительность датчиков;

Sis-Sis чувствительность датчиков в направлении координатных осей;

- виброперемещения, соответствующие показаниям датчиков;

х, у, z - координаты точек крепления датчиков.

Интегральную оценку пространственной вибронагруженности модели исполнительного органа механизма определяют по формуле:

(

3 + 4- + + afo + a

и).

Заменяя модель исполнительного органа механизма и виброизоляторы или комбинируя их, а также-задавая различную частоту вращения электропривода, моделируют различные случаи пространственных колебаний механических систем и виброзащиты их исполнительных органов.

Использование изобретения позволяет объективно и наглядно демонстрировать качественную картину колебаний различных механических систем и количественно оценить степень их виброзащиты.

Формула изобретения 1. Учебная установка по динамике механизмов, содержащая основание, размещенную на основании посредством упругих элементов фундаментную плиту, смонтированные на плите генератор колебаний, выполненный в виде кривошипно-ползунного механизма, электропривод, вал которого связан с валом генератора колебаний, сред5

0

0

5

-

ство для регистрации частоты вращения аа-1 ла электропривода, средство для регулирования частоты вращения последнего и средство регистрации пространственных колебаний системы, состоящее из шести вибродатчиков и трех кронштейнов, на первом из которых установлен один вибродатчик, на втором - два вибродатчика и на третьем - три вибродатчика, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации пространственных колебаний исполнительного органа механизма и его вибрб защиты, она снабжена моделью положительного органа механизма, состоящей из замкнутой рамы с ручками управления инерционного тела, размещенного внутри рамы и жестко связанного с последней, и рычага, связанного нижним концом с генератором колебаний, а верхним - с рамой, и виброизоляторами, размещенными между рамой и верхним концом рычага, при этом кронштейны закреплены на раме на равных расстояниях от центра масс модели исполнительного органа так, что оси чувствительности вибродатчиков параллельны осям инерции последней.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что модель исполнительного органа механизма и виброизоляторы выполнены сменными.

7х/7 ///

фиг 2

Изобретение относится к демонстрационным приборам по динамике механизмов и позволяет расширить диапазон решаемых задач путем демонстрации пространственных колебаний исполнительного органа механизма и его вибразащиты. При включении электропривода 5 вращение от его вала через муфту 6 передается на генератор 4 колебаний и фундаментную плиту 3, установленную на основании 1 посредством упругих элементов 2. Вибрация от генератора колебаний через рычаг 11, виброизоляторы 12 передается модели исполнительного органа механизма, имеющей раму 8 и инерционное тело 10, которые в результате этого начинают совершать колебания. Последние фиксируются средством регистрации, имеющим установленные на раме 8 шесть вибродатчиков, оси чувствительности которых параллельны осям инерции модели исполнительного органа. Используя показания вибродатчиков аналитически рассчитывают амплитуды прямолинейных и угловых колебаний рамы 8 и интегральную оценку пространственной вибронагруженности модели исполнительного органа механизма. Модель исполнительного органа механизма и виброизоляторы выполнены сменными. 1 з.п ф-лы, 3 ил Ј О ° ел со Os ел