Устройство для подвески изделия при его испытании на вибрационном или ударном стенде Советский патент 1975 года по МПК G01M7/00 

1

Изобретение относится к испытательным машинам.

При «спыталии изделий на вибрационных и ударных стендах появляется необходимость использовать стенд, грузоподъемность которого меньше веса изделия. В таких случаях прибегают к подвеске изделия с помощью упругих элементов (пружин, резиновых шнуров и т. п.), жестюость которых выбирается с тем условием, чтобы собственная частота подвешенного изделия была в несколько раз меньше минимальной частоты возбуждаюш,ей силы. Недостатком такой подвески является необходимость замены упругих элементов или их «переналадки (например, укорачи.вание резиновых шнуров) при изменении веса изделия, что само по себе является трудоемким процессом и не может быть осуш,ествлено в случае изменения веса изделия в процессе испытания (на.дример, вследствие заполнения изделия жидкостью).

В известной мере от1мечеН|Ные трудности могут быть преодолены при использовании известных устройств для подвески грузов, содержащих упругий элемент, поворотный относительно горизонтальной оси кулачок, поверхность которого имеет круговой участок с центром окружности «а оси поворота кулачка и участок переменного радиуса :возрастающего по направлению к упругому элемен2

ту, ги:бкую связь для соединения упругого элемента с изделием, облегающую упомянутые участки поверхности кулачка. ДостоинCTBOiM таких устройств является возможность автогматического уравновешивания изделия при изменении его веса. Однако, средства автоматического обеспечения постоянства собственной частоты колебаний подвешенного изделия при изменении его веса в них не предусмотрены.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что участок поверхности кулачка, имеющий переменный радиус кривизны, выполнен по параболе, фокус которой расположен на оси поворота кулачка. Это позволяет автоматически обеспечить постоянство собственной частоты колебаний подвешенного изделия при изменении его веса. На чертеже изображена принципиальная

схема описываемого устройства.

Устройство содержит упругий элемент 1, закрепленный одним концом на основании 2, кулачок 3, который люжет поворачиваться относительно горизонтальной оси 4, и гибкую

связь 5 для соединения упругого элемента 1 с изделием 6. В качестве упругого элемента могут быть использованы обычные пружины растяжения или сжатия, пневматические амортизаторы и другие элементы с подобными свойствами. Гибкая связь может быть

выполнена например в виде тонкой стальной ленты, троса и т. п. Поверхность кулачка 3 имеет круговой участок 7 с центром окружности на оси поворота кулачка и сопряженный с ним участок 8 переменного радиуса, выполненный по параболе, фокус которой также находится на оси поворота кулачка. Радиус кривизны участка 8 увеличивается по направлению к упругому элементу 1. Гибкая связь прилегает к участкам 7, 8 поверхности кулачка и прикреплена к последнему в месте сопряжения этих участков зажимом 9.

Подготовка устройства к работе осуществляется в два этапа. Па первом этапе (положение I), обозначенное штрих-пунктирной линией) изделие 6 устанавливается над столом испытательного стенда 10 таким образом, чтобы отсутствовали провисания ветвей гибкой связи и деформация упругого элемента. При этом кулачок находится в начальном положении относительно оси 4. На втором этане осуществляется плавное опускание изделия на стол испытательного стенда (см. положение П). При этом кулачок поворачивается на такой угол, что вертикальность сходящей с кругового участка 7 ветви гибкой связи не нарушается, а длина контакта другой ветви гибкой связи с участком 8 переменного радиуса возрастает на величину деформации упругого элемента. Плечо действия силы со стороны упругого элемента приобретает такое значение, при котором моменты относительно оси поворота кулачка будут равны, т. е. вес изделия уравновещен.

Параметры устройства выбираются такими, чтобы выполнялись два условия:

условие сохранения равновесия системы

,

где Q - вес изделия 6,

г - радиус кругового участка 7, С - жесткость упругого элемента 1, г- текущее значение радиуса участка 8, Ф - угол поворота кулачка 3,

и условие постоянства собственной частоты колебаний подвешенного изделия

-iK

cR4

const, mr

где л - собственная частота колебаний подвешенного изделия,

т - масса изделия

(остальные обозначения те же, что и в первом условии).

Указанным условиям удовлетворяет выполнение участка 8 поверхности кулачка 3 по параболе, фокус которой находится на оси поворота кулачка. При изменении веса изделия изменяется (в результате поворота кулачка 3) и плечо действия силы со стороны упругого элемента 1, а следовательно, изменяется и угловая жесткость устройства, под которой понимается приведенная к оси поворота кулачка 3 линейная жесткость упругого элемента 1, определяемая величиной . Поэтому уменьшение собственной частоты подвешенного изделия при увеличении его веса автоматически компенсируется ее увеличением вследствие возрастания угловой жесткости и

наоборот.

Предмет изобретения

Устройство для подвески изделия при испытании его на вибрационном или ударном стенде, содержащее упругий элемент, поворотный относительно горизонтальной оси кулачок, поверхность которого имеет круговой

участок с центром окружности на оси поворота кулачка и участок переменного радиуса, возрастающего по иаправлепню к упругому элементу, гибкую связь для соединения упру/гого элемента с изделием, облегчающую упомянутые участки поверхности кулачка, отличающееся тем, что, с целью автоматического обеспечения постоянства собственной частоты колебаний нодвещенного изделия при из:менении его веса, участок поверхности кулачка, имеющий переменный радиус кривизны, выполнен по параболе, фокус которой расположен на оси новорота кулачка.

//////Ул/////