МЕХАНИЧЕСКИЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ И ТАРИРОВКИ ПРИБОРОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ГРУНТА Советский патент 2006 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к устройствам класса 42 к, подкласс 21/01. Подобные механические стенды известны, например, Механический стенд для динамических испытаний по авт. св. №207437, Низкочастотный вибростенд по авт. св. №207441 и др. Однако, на наш взгляд, ближайшим прототипом предлагаемого ниже устройства может служить следующий механический стенд (фиг.1), нашедший применение в в/ч 51105, 25840 и др.

В корпусе-раме 1, между верхним и нижним основаниями, на двух параллельных направляющих стойках 2 размещен подвижный стол 3, подпружиненный четырьмя цилиндрическими пружинами 4 сжатия (по две пружины с каждой стороны). На верхнем основании смонтировано подъемное устройство 5 с расцепляющимися серьговым захватом 6. Подвижный стол с тарируемым прибором 7 с помощью двухплечевого упора сочленяется с подъемным устройством (стопорится чекой) и вращением маховика поднимается тяговый ходовым винтом на нужную высоту, сжимая при этом две верхних пружины и ослабляя нижние. Для начала движения стола необходимо выдернуть из серьгового захвата чеку 8. Под действием сжатых пружин стол приходит в колебательное движение, осциллограмма записи которого приведена на фиг.2. Движение стола относительно корпуса устройства регистрируется различными датчиками. Такой механический стенд с габаритными размерами в направлении движения стола ˜2,5 метров (монтируется в обычных лабораторных и служебных помещениях с высотой потолка до 4 м) позволяет получить перемещение подвижного стола ˜(±10÷15 см) при собственной частоте колебаний подвески 20÷10 Гц. Рассмотренный механический стенд не позволяет решить весь круг вопросов, предъявляемых к тарировке существующих приборов, предназначенных для регистрации параметров движения грунта или сооружений в ближней зоне ядерных взрывов. В настоящее время поставлена задача проведения испытаний и тарировки таких приборов, как виброграф больших перемещений (ВБП-3), виброграф ВБП-5, маятниковый самописец перемещений СП (СПМ) и др. приборов. Причем практика работы с этими приборами показала необходимость проведения тарировочных работ во всем диапазоне измерения перемещений при более полном воспроизведении действующих нагрузок. Исходя из этих требований, механический стенд должен позволять получить перемещение подвижного стола не менее ±0,5 м при частоте ˜1÷8 Гц. Характер изменения нагрузки, кроме того, что указано на фиг.2, должен иметь вид импульсивного нагружения до максимума по амплитуде с последующим затухающим колебанием системы с различными декрементами затухания и жесткостью (фиг.3).

Как видно из приведенных выше данных, механический стенд, принятый за прототип, решить поставленную задачу не в состоянии.

С целью устранения указанных недостатков, а именно:

- невозможности воспроизведения характера движения грунта при ядерных взрывах;

- невозможности получения перемещений до 1 м при сохранении габаритных размеров стенда по высоте не более 2,5÷3 м;

- невозможности простой регулировки жесткости подвески - ниже предлагается новый механический стенд.

В предлагаемом устройстве, изготовленном в в/ч 51105, и имеющем габаритный размер по высоте 2,2 м, воспроизводится характер движения грунта при ядерных взрывах с амплитудой первой фазы до одного метра и квазипериодом последующих колебаний от 0,12 до 1,25 с, как с остаточными деформациями (фиг.2), так и без них. (фиг.3).

Разработанный нами стенд позволил провести тарировочные и испытательные работы нескольких партий приборов ВБП-3, ВБП-5, ЖИС (жидкостный измеритель скорости), СП, СПМ и др. во всем их рабочем диапазоне и показал при этом надежность работы, простоту подготовки опытов и значительную экономию времени, сил и средств по сравнению с полевыми испытаниями.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТЕНДА

1. Собственная частота - 0,8÷8 Гц

2. Вес испытаем ого прибора - до 50 кг

3. Перемещение объекта испытаний - до 1,2 м.

4. Диапазон скоростей - 0,1÷5 м/с

5. Запись процесса: а) перемещения - карандашом на вращающемся барабане и реохордным датчиком на осциллограф;

б) скорости - индукционным датчиком на осциллограф.

Кроме движения в вертикальной плоскости (вверх-вниз) на стенде можно получить одновременное движение объекта испытания в вертикальной и горизонтальной плоскости путем наклона корпуса - рамы относительно вертикальной оси, вплоть до горизонтального положения стенда. Горизонтальное положение тарируемого прибора на подвижном столе при наклонах стенда достигается при помощи клиновых подставок.

Сущность изобретения поясняется чертежами,

где на фиг.1 схематично изображен прототип предлагаемого механического стенда;

на фиг.2 дана осциллограмма записи движения, создаваемого прототипом;

на фиг.3 изображен общий вид предлагаемого стенда в вертикальном положении;

на фиг.4 дана осциллограмма записи движения подвижного стола без остаточных деформаций.

ОПИСАНИЕ СТЕНДА

Корпус 9 стенда - рамная конструкция с верхней 10 и нижней 11 плитами-основаниями, имеющая элементы крепления к полу помещения и к стенам. Между плитами размещены два стержня 12, являющиеся направляющими для подвижного стола 13. Подвижный стол имеет элементы крепления на нем тарируемого прибора, проушины для крепления пружинной подвески и два конусных двухсторонних упора 14 для сцепления с винтовым подъемным серьговым захватом. Подвеска стола выполнена в виде горизонтально или под углом расположенных амортизационных тросов 15, регулируемой жесткости. Регулировка жесткости осуществляется натяжными устройствами 16, закрепляемыми, в зависимости от требуемых амплитуд перемещений и ускорений объекта, в различных местах рамы.

На верхнем основании рамы закреплено винтовое подъемное устройство 17 с серьговым захватом 18 и тяговыми петлеобразными резиновыми тросами 19. Нижний серьговой захват 20 соединен с основанием рамы падающим элементом 21, например, цепью или металлическим тросом.

Для определения истинного характера движения стола с тарируемым прибором 22 предусмотрены элементы крепления индукционного, реохордного или других датчиков с осциллографической аппаратурой и механического записывающего устройства барабанного типа 23.

РАБОТА СТЕНДА

При подготовке стенда к работе раму жестко скрепляют с полом и стеной помещения, располагая под требуемым углом к вертикали. Тарируемый прибор жестко скрепляется с основанием стола. Натяжными устройствами создают подвеске требуемую жесткость (контролируя период колебаний Т_о).

Для получения движения стола в соответствии с осциллограммой фиг.2 необходимо, сочленив верхний захват с упором стола и вставив стопорную чеку, поднять стол на нужную высоту (вращением маховика) и извлечь дистанционно (например, проволочной тягой) чеку. Под действием амортизаторов подвески стол совершает затухающие колебания. Контрольные датчики фиксируют характер движения. Тарируемый прибор записывает регистрируемый параметр.

Для создания характера движения соответствующего фиг.3 необходимо сочленить нижний серьговой захват с упором подвижного стола, петлеобразные тяговые тросы соединить с верхним упором стола и, вращением маховика подъемного устройства, создать требуемый натяг петлеобразного тягового троса.

При дистанционном извлечении чеки из нижнего захвата стол двигается вверх. В верхнем положении петлеобразные тросы соскальзывают с упора и освобождают стол. Дальнейшее движение совершается под действием горизонтальной пружинной подвески (резиновых тросов - амортизаторов).

Механический стенд для испытаний и тарировки приборов, предназначенных для регистрации параметров движения грунта, состоит из корпуса-рамы, подвижного стола, упругой подвески и тягового устройства. Упругая подвеска выполнена в виде горизонтально расположенных амортизационных тросов, имеющих регулируемую жесткость. Тяговое устройство имеет петлеобразные резиновые тросы, соскальзывающие с упора подвижного стола в верхнем положении его движения. Нижний захват стола закреплен на раме гибким ниспадающим после расцепления элементом, например, цепью или тросом. Технический результат - воспроизведение характера движения грунта при ядерных взрывах с амплитудой I-ой фазы до 1 метра и квазиполупериодом последующих колебаний 0,125-1,25 с без увеличения габаритов устройства в направлении движения стола. 4 ил.

Механический стенд для испытания и тарировки приборов, предназначенных для регистрации параметров движения грунта, содержащий корпус-раму с двумя направляющими стойками, на которых размещен подвижный стол для установки испытуемых приборов, упругую подвеску стола, подъемное устройство с захватывающим элементом и регистрирующие приспособления, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых перемещений и действующих нагрузок при воспроизведении характера движения грунта, например при ядерных взрывах, без увеличения габаритов устройства в направлении движения стола, в нем упругая подвеска выполнена в виде горизонтально расположенных амортизационных тросов регулируемой жесткости, соединенных с подвижным столом, связанным с подъемным устройством посредством петлеобразных резиновых тросов, соскальзывающих с упора подвижного стола в верхнем его положении, а нижний захват стола соединен с рамой гибким ниспадающим после расцепления тросом.