Стенд для испытания изделий на воздействие ускорений Советский патент 1993 года по МПК G01P21/00 

мы 1,. Дополнительная рама снабжена собственным приводом ее поворота, установленным на раме Г по оси ее вращения. Концы двух крестообразных несущих жестко связаны платформами 8, 9, 10, 11. На крестообразной несущей 4 рамы вблизи платформы 8, 9 диаметрально-противоположно установлены поворотный столы 12,

13 для закрепления испытываемого изделия

14 и его макета 15 соответственно. Оси вращения Ьтоло НЬр ал/гельны оси вращения дополнительной рамйг Столы снабжены общим приводом. 16 их poBOpofa, закрепленным на ра неЗ. И а платформах 10 и 11 установлены противовесы соответственно.

Дополнительная рама снабжена управляемым инерционным приводом, действующим согласно с приводом и имеющим установленные вдоль крестообразных несущих прямолинейные направляющие 21, установленные в направляющих инерционные массы 22 - 25, связанные между собой равноплечим шарнирным четырехзвенни- ком 26, реверсивный привод 27 поступательного перемещения инерционных масс, установленный привод 27 поступательного перемещения инерционных масс, установленный по оси вращения рамы 3. Совокупный привод рамы 3 снабжен системой управления. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к ротационным испытательным установкам. Сущность изобретения: стенд содержит прямоугольную раму 1, установленную на неподвижном основании и приводимую во вращение приводом. Внутри рамы 1 установлена дополнительная рама с Двумя крестообразными несущими из стоек 4, ось вращения которой пересекается с осью вращения ..--.-. ; : . ,.;

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к ротацирнным испытательным установкам, и может быть использовано для динамических испытаний приборных устройств на воздействие непериодических линейных ускорений с высокой интенсивностью нарастания.

Известны стенды для градуировки акселерометров, содержащие вращающуюся платформу, и дополнительную платформу, ось вращения которой пересекает ось вращения платформы, снабженную приводом её вращения.

Наиболее близким по технической сущности является стенд для испытаний приборов на воздействие переменных ускорений, содержащий основную раму с приводом, дополнительную раму, установленную внутри основной, ось вращения которой перпендикулярна оси вращения основной, и снабженную приводом, установленным на основной раме, установленный на дополнительной раме поворотный стол для закрепления испытуемого изделия, ось вращения которого параллельна оси вращения дополнительной рамы, снабженный приводом, закрепленным на дополнительной раме, Данный стенд позволяет воспроизводить линейные ускорения с крутым передним фронтом нарастания, что обеспечивается ускоренным поворотом неуравновешенной дополнительной рамы в поле центробежных сил. Недостатком стенда является невозможность воспроизведения участков интенсивно изменяющихся ускорений в течении всего процесса испытания, в том числе и крутого заднего фронта.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей стенда и повышение точности воспроизведения

ускорений за счет обеспечения синхронизации .действия моментов основного и инерционного привода дополнительной рамы. Поставленная цель достигается тем, что

в стенде для испытаний изделий на воздействие ускорений, содержащем основную раму с собственным приводом, внутри которой установлена с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной оси вращения основной рамы, дополнительная рама, снабженная системой управления ее привода, состоящая из двух крестообразных несущих, концы которых жестко связаны платформами, расположенными симметрично относительно оси

вращения этой рамы, привод вращения до-.

полнительной рамы, расположенный на Основной раме, поворотный стол для закрепления испытуемого изделия, установленный на одной из платформ, ось вращения которого параллельна оси вращения дополнительной рамы, на диаметрально противоположной поворотному столу стороне крестообразной несущей установлен

дополнительный поворотный стол, ось вращения которого параллельна оси вращения основного стола, столы снабжены общим приводом вращения, закрепленным на крестообразной несущей вдоль оси дополнительной рамы и связанный с ним посредством угловых редукторов в виде конических передач, имеющих равные геометрические параметры, на -остальных платформах закреплены противовесы, причем центры масс столов с изделиями и центры масс противовесов лежат на равных расстояниях от оси вращения дополнительной рамы, которая снабжена вспомогательным инерционным приводом,

вспомогательный инерционный привод дополнительной рамы включает взаимоперпендикулярные направляющие, установ1 ленные вдоль крестообразных несущих, концы которых закреплены на платформах, четыре инерционных груза, установленные с возможностью перемещения в радиальных направляющих симметрично относительно оси поворота дополнительной рамы, реверсивный привод поступательного перемещения инерционных грузов, установленный на крестообразной несущей по оси дополнительной рамы и связанный с одним из инерционных грузов, и равноплечий че- тырехзвенный механизм, связывающий инерционные массы между собой, система управления приводом поворота дополнительной рамы размещена на основании и содержит ээдатчик и датчик углового пбло- жения дополнительной рамы, два элемента сравнения, два усилителя и датчик положения инерционные грузов, причем задатчики и датчик углового положения дополнительной рамы подключены к соответствующим входам первого элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом второго элемейта сравнения и через первый усилитель с приводом дополнительной рамы, выходдатчика положения инерционных грузов подключен ко второму входу второго элемента сравнения, выход которого через второй усилитель соединен с приводом перемещения инерционных грузов;

На фиг. 1 - предлагаемый стенд, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг,4 - система управления приводом дополнительной рамы.

Стенд содержит прямоугольную раму 1 (фиг.1), установленную на неподвижном оснований и приводимую во вращение приводом 2. Внутри рамы 1 установлена дополнительная рама Зс двумя крестообразными несущими из стоек 4, ось вращения которой 5 пересекается с осью вращения основной рамы 1. Дополнительная рама 3 посредством конических передач 6 связана с собственным приводом 7, установленным на раме 1 по оси ее вращения. Концы двух крестообразных несущих попарно жестки связаны платформами 8, 9, 10,11 (фиг.1,2). На крестообразной несущей 4 дополнительной рамы 3 вблизи платформы 8,9 диаметрально противоположно установлены поворотные столы 12. 13 для закрепления испытуемого изделия 14 и его весового макета (противовеса) 15 соответственно. Оси вращения столов 12, 13 параллельны оси вращения дополнительной рамы 3, Столы 12. 13 снабжены общим приводом 16 их поворота, закрепленным из

крестообразной несущей дополнительной рамы 3 и связанным с ними посредством конических передач 17, 18. На платформах 10 и 11 размещены противовесы столов 19

5 и 20 соответственно. Дополнительная рама 3 снабжена дополнительными управляемым инерционным приводом, действующим согласно с приводом 7 и включающим установленные вдоль оси крестообразных

0 несущих прямолинейно направляющие 21, концы которых закреплены на платформах 8, 9, 10,11, установленные в направляющих инерционные грузы 22, 23. 24, 25, связанные между собой равноплечим шарнирным

5 четырехзвенником 26, реверсивный привод 27 поступательного перемещения инерционных грузов 22, 23, 24, 25, установленный по оси вращения дополнительной рамы 3 на крестообразной направляющей 4. Система

0 управления приводом дополнительной рамы 3 (фиг. 4) размещена на неподвижном основании и включает задатчйк 28 и датчик 29 углового положения дополнительной рамы 3 (установленный на ее валу, на фиг.1, 2,

5 3 не показан), первый элемент 30 сравнения, усилитель 31 выходного сигнал первого элемента 30 сравнения привод 7 дополнительной рамы 3. датчик 32 положения инерционных грузов 22, 23, 24, 25 (на чертежах

0 не показан), при этом нулевому сигналу датчика 32 соответствует симметричное относительно оси дополнительной рамы 3 положение инерционных грузов, второй элемент 33 сравнения, усилитель 33 и при5 вод 27. Съем и передача измерительной и управляющей информации осуществляются посредством токосъемника (на чертежах не показан).

Заявляемый стенд работает следующим

0 образом.

Дополнительная рама 3 ориентируется таким образом, чтобы испытуемое изделие 14 находилось на оси вращения основной рамы 1. Инерционные грузы 22, 23, 24, 25

5 размещают на равных расстояниях от оси вращения дополнительной рамы 3. Включается система управления стендом (фиг.4), при этом поскольку угол поворота дополнительной рамы и выходной сигнал задатчика

0 28 углового положения рамы 3 равны нулю, выходной сигнал с первого элемента сравнения 30. являющийся задающим для привода 27, имеет также нулевое значение. Поэтому привод 27 перемещает инерцион5 ные грузы 22.23, 24. 25 в положение, строго соответствующее исходному (инерционные грузы размещены на равных расстояниях от оси вращения рамы 3), и обеспечивают это положение инерционных грузов при раскру- чивании платформы 1 приводом 2 до расчетной угловой скорости, которая в дальнейшем поддерживается постоянной. Далее по сигналу задатчика 28 дополнительная рама начинает программно изменять свое угловое положение. При этом на выходе первого элемента 30 сравнения присутствует сигнал ошибки отработки приводом дополнительной рамы задающего сигнала задатчика 28. Этот сигнал ошибки является задающим для привода 27 инерционных грузов 22, 23, 24, 25. По сигналу ошибки е (фиг.4) привод 27 перемещает инерционные грузы таким образом, чтобы последние за счет изменения своего положения создавали неуравновешенность дополнительной рамы. Напри- мер. при повороте дополнительной рамы 3 от исходного положения (фиг.2) иНер11й6н- ные грузы 22.23 перемещаются к столам 12, 13 соответственно, а грузы 24, 25 - к оси вращения дополнительной рамы 3. При этом равнодействуюигэя центробежных сил. действующих на инерц йбнныё ;грузьт создает крутящий момент, действующий согласно с моментом привода 7. За суммарного крутящего момента дополни- тельная рама быстро отрабатывает задающее воздействие задатчика 30, что4 позволяет воспроизводить изданном стен деускорения с высокой интенсивностью нарастания или спада в течении всего процесса испытания.

В случае, если сигнал ошибки Ј измени- ет знак (пусть необходимо пбвёр нуть дбполнительную раму в исходное положение) привод 27 перемещает грузы 25 и 25:отоси вращения дополнительной рамы 3, а грузы 22, 23 - к оси вращения рамы 3. При этом равнодействующая центробежных сил, действующих на эти инерционные грузы, созда- ет крутящий момент, действующий согласно с моментом привода 7 (т.к. сигнал ошибки Ј сменил знак) и стремящийся BepWyft ратиу

3 в исходное положение. Следует отметить, что рама 3 при испытаниях поворачивается на угол от 0 до 70°. В этом диапазоне изменения углов поворота рамы 3 наиболее эффективно действует описываемый привод рамыЗ. Вслучм;е слй о гго/гнйтёльнаярама 3 должна быть повернута на угол постоян- ной величины (по программе), то сигнал ошибки равен нулю и привод 27 перемещает инерционные грузы таким образом, что последние размещаются на равных расстояниях от оси вращения дополнительной ра- мы 2. В этом случае, равнодействующая центробежных сил, действующих На йнер ционные грузы 22 - 25 равна нулю и рама 3 удерживается в требуемом положении только приводом 7. Таким образом, управляемый инерционный привод дополнительной рамы 3 действует во всем рабочем диапазоне изменения углов поворота дополнительной рамы 3, что позволяет воспроизводить линейные ускорения с интенсивно изменяющимися участками нарастания и спада, и как следствие, повысить достоверность проводимых испытаний. В процессе программных Поворотов дополнительной рамы 3 воспроизводят заданное абсолютное уско- рё нйе, действующеев расчетной точке испытуемого изделия. Одновременно приводом 16 посредством программных поворотов стола 12, изделие 14 ориентируют относительно направления действия абсолютного ускорения с целью получения за- даййУх его составляющих, действующ вдоль1 взаимно перпендикутгрнТйх осей,- оизделией. При необходимости

гШШтеЛьная быть снабжена упЩ1л ёШм1 с| ёдс1Рвами ее фиксаций в исходном положении. Введение в стенд до- поЛнйтельй6г6 п 6%й|йТн№спротй. во вёсрм изделия, параметры1 движения которого находятся в противофазе с пара-: метрЗм Г в и кёния основнбгЬ стола, позволяет устранить паразитные взаимовлияния между приводами дополнительной рамы и столов.1 что позволяет повысить точность воспроизведения заданных испытательных воздействий. Таким образом, введение в стенд дополнительного управляемого инерционного привода рамы 3 позволяет улучшить динамику ее привода.. Такое техническое решение позволяет создавать дополнительный крутящий момент, действующий согласно с электромеханическим прйбОЙЬм Дополнительной рамы; за счет сил инё рцйй, действующих на инерционные массы; . жестко связ-анныё с уравновешенной отно сительно своей оси поворота, дополнительной рамой. Динамическое управление в проц ёссё тЙспйтШйя йскусст венно создаваемой неуравновешенностью дополнительной рамы в силовом ротацйон- ноМ поле, позволяет воспроизводить интенсивно изменяющиеся линейные ускорения в широком диапазоне амплитуд и длительностей, а также уменьшить мощностьосновного двигатели дополНйтель ной рамы.

Такое техническое рШёние управляемого инерционного прййода дополнительной рамы позволяет создавать дополнительные крутящие моменты в тече- . нии всего процесса испытания и обеспечить воспроизведение как переднего, так и заднего фронтов испытательного воздействия.

Форм ул / и з о б р е т е н и я 1. Стенд дл испытания изделий,«а воздействие , содержащий основную раму с собств/нным приводом, внутри которой установлена с возможностью вращения относительна оси, перпендикулярной оси вращения основной рамы/допблнительная рама, снабженная системой управления ее приводом, состоящая з двух крестообразных несущих, концы которых жестко связаны платформами, расположенными симметрично относительно оси вращения этой рамы, привод вращения дополнитёль- ной рамы, располохсённый на основной раме. стол для Закрепления -й п у могоизделия, установленный на одной из платформ, ось вращения которого параллельна оси вращения дополнительной рамы, на диаметрально противоположной поворотному столу стороне крестообразной несущей установлен дополнительный поворотный стол, ось вращения которого параллельна оси вращения основного стола, столы снабжены общим приводом вращения, закрепленным на крестообразной несущей вдоль оси дополнительной рамы и связанным с ним тюсрейством угловых редукторов в виде коничесйи ереда мею- щих равные Геометрические параметры, на остальных платформах закреплены .противовесы, причем центры Made столов с изделиями и центры масс противовесов лежат на равных расстояниях от оси вращения дополнительной рамы, которая снабжена вспомогательным йнерцИбнным приводом, от ли - чаю щ и и с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей стенда, вспомогательный инерционный привод дополнительной рамы включает взаимно

перпендикулярные радиальные направляющие, установленные вдоль крестообразных несущих, концы которых закреплены на платформах, четыре инерционных груза, устаноеленные с возможностью перемещения в радиальных направляющих симметрично относительно оси поворота дополнительной рамы, реверсивный привод поступательного перемещения инерционных грузов, установленный на крестообразной несущей по оси дополнительной рамы и связанный с одним из инерционных грузов, и равноплечий четырехзвенный механизм, шарнирно связывающий инерционные грузы между

собой.

2 Стенд по п. 1.отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения ускорений за счет обеспеченйя синхронизации действия моментов основного и инерционного приводов дополнительной рамы, система управления приводом дополнительной рамы размещена на основании и содержит зэдатчик и датчик

углового положения дополнительной рамы, два элемента сравнения, два усилителя и датчик положения инерционных грузов. причем задатчики датчйтг угУтвото пШбжё- ния дополнительной рамы подключены к сортветствующим входам первого элемента сравнения; выход которого сбединен с первым входом второго элементе сравнения и через первый усилитель - с приводом дополнительной рамы, выход датчика положения инерционных грузов подключен к второму входу второго элемента сравнения, выход которого через второй усилитель соединен с приводом перемещения инерционных грузов.

. ,-.., .-.. -../

. .,- -: .a.vK -ri.:.s;.i:- / - № f.. «%.-.. ..-.. :

- - -. S.W- 3 - - - . - -- - .---. .--. -. - .--- .

-,;.t;frr44 -V u-vJ ::- :.: ---V- -- - - ;-;- й ; : .--- .- vr l S fe V -----.; -. ,.:

..-- . , . . - . ., .,. .- - . . s i .,-; -. Viiif -1 -.--:- ,

;-. .- .К,л-( :Ь-Т4 :-:- ---- - .;.-.: A USJJ fe-v ;- .--. ,.«J - ;: .Ч - se 1 .-.--..

;:1:- -/,,й,, ; .v:;v ; , х ;иЙЙЙ Д й®Т-- 8 i-. .----..: .;

.- r;.; ..:-, ,:. . ; ; -;vj-;:KA ::;,4,-v;

-V-.

. $$Ј Ј,:

. з

фагЛ