Ротационный испытательный стенд Советский патент 1992 года по МПК G01M7/08 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к центробежным ис- пытательным стендам, и может быть использовано для динамических испытаний приборных устройств на воздействие длительно действующих интенсивно изменяющихся ускорений.

Известны низкочастотные вибростенды, содержащие установленную на неподвижном основании основную платформу с приводом ее вращения, установленную-на основной платформе дополнительную плат- Форму с возможностью вращения на рассто- янии от оси вращения основной, и

установленный, с возможностью вращения на дополнительной платформе испытательный стол, ось вращения которого отстоит от оси вращения дополнительной платформы на расстоянии, при этом дополнительная платформа и испытательный стол кинематически связаны с приводом основной платформы, Данные стенды позволяют нагружать испытуемое изделие периодическим низкочастотным ускорением.

Их недостатком является низкое быстродействие привода дополнительной платформы, и, как следствие, низкая точность, а также невозможность воспроизведения заIS

00

1 о

CJ

данных ускорений с большой интенсивностью их изменения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стенд для испытаний изделий на воздейстие импульса ускорения, содержащий установленную на неподвижном основании платформу с приводом ее вращения, установленную на платформе поворотную планшайбу, снабженную управляемым реверсивным приводом, размещенным на платформе, стол для размещения испытуемого изделия, установленный на поворотной планшайбе и снабженный индивидуальным приводом. Стенд позволяет воспроизводить заданные двухосевые ускорения с крутым передним фронтом нарастания за счет использования инерционного привода в виде маятникового элемента.

Но данный стенд не позволяет воспроизводить интенсивно изменяющиеся ускорения в течение всего процесса испытания, так как используемый в нем инерционный привод функционирует только в начальной фазе испытания.

Целью изобретения является увеличение эксплуатационных возможностей за счет расширения диапазона воспроизводимых нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что в ротационном испытательном стенде, содержащем установленную на основании с возможностью вращения платформу с приводом ее вращения, установленную на периферии платформы с возможностью поворота относительно оси, параллельной оси вращения платформы, планшайбу, привод поворота планшайбы, включающий установленный на платформе двигатель, связанный трансмиссией с планшайбой, и инерционный механизм, содержащий два груза, устройство управления приводом поворота планшайбы, и установленные на противоположных плечах планшайбы столы для закрепления испытуемого изделия и противовеса с механизмами их поворота, он снабжен реверсивным приводом перемещения грузов инерционного механизма, которые жестко связаны между собой и размещены в диаметральных направляющих, выполненных на планшайбе, а система управления приводом поворота планшайбы включает датчик и задатчик углового положения планшайбы, первый элемент сравнения, к входам которого подключены датчик и задатчик, первый усилитель, подключенный к выходу элемента сравнения и включенный в цепь питания двигателя, датчик отклонения (грузов от симметричного положения), второй элемент сравнения, к входам

которого подключены датчик отклонения грузов и выход первого элемента сравнения, и подключенный к выходу второго элемента сравнения второй усилитель,

включенный в цепь питания реверсивного привода перемещения грузов.

На фиг. 1 представлен стенд, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сбоку на инерционный механизм; на фиг. 3 - структурная схема

01 системы управления приводом поворота планшайбы.

Стенд содержит установленную на основании с возможностью вращения платформу 1 с приводом 2, снабженную

5 противовесом 3 и установленный на ее периферии с возможностью вращения планшайбу 4 в виде балки. Планшайба 4 снабжена приводом 5 ее поворота, установленным на платформе 1 и связанным с ней

0 посредством углового редуктора 6.

На диаметрально противоположных плечах планшайбы 4 установлены столы 7 и 8 для закрепления испытуемого изделия 9 и противовеса 10 соответственно с механиз5 мами 11 и 12 их ориентации в силовом ротационном поле центрифуги соответственно. На планшайбе4 выполнен инерционный механизм ее поворота, содержащий установленные диаметрально направляющие 13, на

0 которых установлены грузы 14 и 15, снабженные реверсивным приводом 16 поступа- тельного перемещения (например, линейным электродвигателем постоянного тока), размещенным по оси планшайбы 4,

5 якорь 17 которого связан с грузами 14 и 15 валами 18.

Система управления приводом поворота планшайбы 4, содержит задатчик 19 и датчик 20 углового положения планшайбы 4

0 (установленный на ее валу (не показан), первый элемент сравнения 21, усилитель 22 выходного сигнала элемента 21 сравнения, привод 5 планшайбы 4, трансмиссию 6, второй элемент сравнения 23 и датчик 24 откло5 нения грузов от симметричного положения (нулевому сигналу датчика 24 соответствует симметричное относительно оси планшайбы 4 положение грузов 14 и 15), и усилитель 25 привода 16, при этом вход усилителя 22

0 привода 5 соединен с выходом первого элемента 21 сравнения выходных сигналов за- датчика 19 и датчика 20 углового положения планшайбы 4, а вход усилителя 25 привода 16 соединен с выходом второго элемента 23

5 сравнения выходных сигналов первого элемента 21 сравнения и датчика 24 отклонения грузов от симметричного положения.

Съем и передача измерительной и управляющей информации осуществляется посредством токосъемника 26.

Стенд работает следующим образом.

Испытуемое изделие 9 и его противовес 10 закрепляются на столах 7 и 8 соответственно. Планшайба 4 ориентируется таким образом, чтобы изделие 9 находилось на оси вращения платформы 1. Включается система управления приводом поворота планшайбы 4. При этом, поскольку в начале испытания планшайба 4 находится в положении, принимаемом за нулевое, выходной сигнал 1-го элемента 21 сравнения, являющийся задающим для привода 16, имеет нулевое значение. Привод 16 перемещает грузы 14 и 15 в положение, соответствующее исходному (нулевому), симметричное положение грузов 14 и 15 относительно оси планшайбы 4, и обеспечивает это положение подвижных элементов при раскручивании платформы 1 приводом 2 до расчетной угловой скорости, которая в дальнейшем поддерживается постоянной.

По сигналу задатчика 19 планшайба 4 начинает программное изменение своего углового положения, обеспечивая заданное изменение радиуса вращения изделия 9 и воспроизведение величины абсолютного ускорения, действующего в расчетной точке приборного устройства 9. При этом, поскольку система управления является системой управления по отклонению, на выходе первого элемента 21 сравнения всегда присутствует сигнал рассогласования, по которому привод 16 перемещением грузов 14 и 15 создает неуравновешенность планшайбы 4, действие центробежных сил на которую создает на валу планшайбы дополнительный крутящий момент, действующий согласно с моментом привода 5.

Например, планшайба 4 поворачивается против часовой стрелки, одновременно грузы 14 и 15 перемещаются вправо, направления перемещений показаны стрелками. При перемещения планшайбы 4 против часовой стрелки, подвижные элементы 14 и 15 перемещаются в противоположном направлении. В случае, если планшайба 4 находится в одном постоянном положении, (угол.ее поворота (pi const), выходной сигнал первого элемента 21 сравнения имеет нулевую величину, а привод 16 обеспечивает симметричное положение грузов 14 и 15 относительно оси планшайбы, При этом планшайба 4 уравновешена относительно своей оси (в силу симметричного расположения ее масс), и инерционный механизм дополнительного крутящего момента не создает.

В процессе испытания столы 7 и 8 по заданной программе поворачивают изделие 9 и противовес 10 посредством механизмов их поворота 11 и 12, обеспечивая противофазные движения столов 7 и 8. При этом на изделие 9 действуют инерционные нагрузки заданной величины потрем взаимно перпендикулярным направлениям(приводы механизмов 11 и 12 не показаны).

Введение дополнительного инерционного механизма поворота планшайбы, дей0 ствующего согласно с основным электромеханическим приводом, позволяет улучшить динамику привода планшайбы, за счет управления в процессе испытания, искусственно создаваемой неуравновешенно5 стью планшайбы в силовом ротационном поле центрифуги. Такое техническое решение позволяет воспроизводить интенсивно изменяющиеся ускорения в широком диапазоне амплитуд и длительностей, а также

0 уменьшить мощность основного приводного двигателя планшайбы. Более широкие динамические возможности привода планшайбы обеспечивают и повышение точности воспроизведения,испытательных воз5 действий.

Формула изобретения Ротационный испытательный стенд, содержащий установленную на основании с возможностью вращения платформу с при0 водом ее вращения, установленную на периферии платформы с возможностью поворота относительно оси, параллельной оси вращения платформы, планшайбу, привод поворота планшайбы, включающий ус5 тановленный на платформе двигатель, связанный трансмиссией с планшайбой, и инерционный механизм, содержащий два груза, устройство управления приводом поворота планшайбы, и установленные на

0 противоположных плечах планшайбы столы для закрепления испытуемого изделия и противовеса с механизмами их поворота, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможно5 стей за счет расширения диапазона воспро- изводимых нагрузок, он снабжен реверсивным приводом перемещения грузов инерционного механизма, которые жестко связаны между собой и размещены в

0 диаметральных направляющих, выполненных на планшайбе, а система управления приводом поворота планшайбы включает датчик и задатчик углового положения планшайбы, первый элемент сравнения, к вхо5 дам которого подключены упомянутые датчик и задатчик, первый усилитель, подключенный к выходу элемента сравнения и включенный в цепь питания двигателя, датчик отклонения грузов от симметричного положения, второй элемет сравнения, к

входам которого подключены датчик откло- го элемента сравнения второй усилитель, нения грузов и выход первого элемента включенный в цепь питания реверсивного сравнения, и подключенный к выходу второ- привода перемещения грузов.

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей за счет расширения диапазона воспроизводимых нагрузок. Стенд содержит платформу 1 с приводом 2 ее вращения, установленную на периферии платформы планшайбу 4 с приводом ее поворота, включающим двигатель 5, связанный трансмиссией 6 с планшайбой 4, и инерционный механизм, содержащий два размещенных на-диаметральной направляющей 1 планшайбы груза 14 и 15, жёстко связанных между собой, и реверсивный привод 16 перемещения грузов. Система управления приводом поворота планшайбы включает датчик и задатчик углового положения планшайбы, первый элемент сравнения, к входам которого подключены датчик и задатчик, первый усилитель, включенный в цепь питания двигателя, датчик отклонения грузов от симметричного положения, второй элемент сравнения, к входам которого подключены датчик и выход первого элемента сравнения, и второй усилитель, вклю- ченный в цепь питания привода 16. Программное перемещение грузов создает неуравновешенность планшайбы, обуславливающую действие дополнительного крутящего момента на планшайбу. 3 ил. со С