Вибростенд Советский патент 1979 года по МПК G01M7/00 B06B1/10 

Изобретение относится к оборудованию для испытания изделий из виброперегрузки, а именно к вибростендам, и может найти применение в машиностроительной промышленности. Известны вибростенды, содержащие вибратор направленного действия, связанную с ним несущую платформу, размещенный на ней стол для установки испытываемого изделия и механизм перемещения стола в направлении, перпендикулярном к оси вибратора 1. Иедостатком известного вибростенда является невозможность создания многокомпанентных колебаний стола и осуществления режимов резонансного вибронагружения изделия. Наиболее близким к изобретению по техническому существу является вибростенд, содержащий вибратор направленного действия, связанную с ним платформу, колебательную систему, включающую стол для установки испытуемого изделия, упругую подвеску стола и средства регулирования собственной частоты колебательной системы, и размещенные на платформе кронщтейны с приспособлениями для закрепления упругой подвески 2. В этом вибростенде упругая подвеска стола выполнена в виде балки с защемленными конпами, а средства регулирования собственной частоты колебате.тьной системы представляют собой прокладки из демпфирующего материала, которые могут передвигаться в упомянутых приспособлениях вдоль копцов балки. Недостатком этого вибростенда является невозможность создания различных форм колебаний. Цель изобретения - создание различных форм колебаний стола. Для этого в предлагаемом вибростенде упругая подвеска выполнена в виде трех равножестких пружин, средние витки каждой лз которых закреплены в приспособлении, и трех тяг, каждая из которых жестко связана с концами одной из и щарнирно с возможностью установочного поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости стола, соединена со столом, в каждом из кронштейнов выполнен круговой паз для установочного перемещения в нем приспособления, а средства регулирования собственной частоты представляют собой сменные грузы, закрепленные на столе. На фиг. 1 изображен предлагаемый вибростенд, вид сверху; на фиг. 2 - сечение по Л-Л на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4-7 - схемы расположения упругих элементов подвески

стола для создания различных форм колебаний стола.

Вибростенд содержит вибратор / направленного действия, связанную с ним платформу 2, колебательную систему, включающую стол 5 для установки испытуемого изделия, уиругую нодвеску стола 3, выполненную в виде трех равножестких иружин 4, 5 и 6, средние витки каждой из которых закреплены в приспособлении, образованном втулками 7 и 5, и трех тяг 9, 10 и 11, каждая из которых жестко связана с концам,и одной из пружин 4, 5 и 6 и шарнирами 12, 13 и 14 с возможностью установочного поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости стола 5, и соединена со столом 5. На платформе 2 установлены кронштейны 15, 16 и 17, в каждом из которых выполнен круговой паз 18 для установочного перемещения в нем втулок 7 и 8. Стол 3 снабжен отверстиями 19 для закрепления испытываемого изделия и шпильками 20 для закрепления грузов 21, являющихся средствами регулирования собственной частоты колебательной системы. Шпильки 20 установлены так, что их оси расположены в плоскости, образованной главными центральными осями инерции стола /д., 1у. Равножесткие пружины 4, 5 v. 6 установлены без осевого натяга и выполнены с соотношением длины 2 рабочей части к среднему диаметру D, равным 1,45-1,55.

Работа вибрастенда осуществляется следующим образом.

Вертикальные колебания платформы 2 передаются через кронштейны 15-17, пружины 4-6, тяги 9-//, и вызывают колебания стола, формы которых зависят от инерционных характеристик стола с испытываемым изделием, жесткости пружин н положения 4-6 относительно стола 3.

Для осуш,ествления однокомпонентных вибраций стола 3 тяги устанавливаются так, чтобы центры жесткости пружин (точки Л, б и С) были в горизонтальной плоскости, т. е. чтобы главные центральные оси инерциН /,х, /у, /; стола с испытываемым изделием совпали с главными центральными осями X, У, Z жесткости системы пружин (см. фиг. 4). Колебания стола будут несвязанными, поэтому вертикальные колебания вибратора / возбуждают независимые линейные колебания стола по оси Z, амплитуда которых зависит от соотношения частоты колебан11Й вибратора и собственной частоты стола с испатываемым изделием. При совпадении этих частот стол колеблется в резонансном режиме, что позволяет существенно увеличить виброперегрузки, действующие на изделие. Выполнение пружин 4-6 равножесткими позволяет избежать суб- и ультрагармонических, а также комбинированных резонансов колебательной системы и повысить устойчивость работы устройства. Собственные частоты колебательной системы регулируются изменением массы стола набором грузов 21. Для обеспечения однокомпонентной вибрации одинаковые по массе грузы крепятся к столу на равном расстоянии от его оси.

При установке тяг так, чтобы их оси были или наклонны, или параллельны оси (см. фиг. 5 и 6), центры жесткости А, В и

С располагаются на окружности радиусами R или /, и лежат в плоскости, параллельной плоскости X, у. Горизонтальные главные центральные оси инерции стола с изделием и главные центральные оси жесткости системы упругих элементов становятся параллельными, а вертикальные оси совпадают. Возникают две независимые формы колебаний стола Z и § и две связанные формы - Х -ф.

Подбором грузов 21, расноложенных симметрично оси Z, система настраивается на резонанс частот связанных форм X или ф, что приводит к двухкомпанентным- колебаниям стола в плоскости X, Z.

Дополнительная регулировка частот связанных колебаний производится изменением положения тяг 9-// и угла &.

В случае установки тяг под различными углами к оси (см. фиг. 7) главные центральные оси инерции стола с испытываемым изделием и главные центральные оси жесткости системы упругих элементов не совпадают, что приводит к связанности форм колебаний стола. Вертикальные колебания вибратора / возбуждают связанные линейные X, У, Z угловые ф, ф, Ъ колебания стола, амплитуды и формы которых зависят от соотношения собственных частот колебательной системы и частоты колебания вибратора.

Собственные частоты регулируются изменением положения тяг 9-11, а также подбором грузов 21.

Дополнительная регулировка амплитуд

колебаний стола осуществляется изменением положения центра тяжести стола с изделием относительно оси вибратора путем закрепления грузов 21 различной массы несимметрично относительно оси вибратора.

Формула изобретения

Вибростенд, содержащий вибратор направленного действия, связанную с ним

платформу, колебательную систему, включающую стол для установки испытуемого изделия, упругую подвеску стола и средства регулирования собственной частоты колебательной системы, и размещенные на

платформе кронштейны с приспособлениями для закрепления упругой подвески, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью создания различных форм колебаний, упругая подвеска выполнена в виде трех равножестких пружин, средние витки каждой из которых закреплены в приспособлении, и трех тяг, каждая из которых жестко связана с концами одной из пружин и шарнирно с возможностью установочного поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости стола, соединена со столом, в каждом из кронштейнов выполнен круговой паз для установочного перемещения в нем приспособления, а средства регулирования собст6

венной частоты представляют собой сменные грузы, закрепленные на столе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР Л 364854, кл. G 01 М 7/00, 1970.

2.Патент США ЛЬ 3640124, кл. 73-71.6,

i и I ,

Фиг. 2

Z f,f,, 7.-X tj /

ipui. ч

гсг, X ( f

i)z,o;x sf,,f:.v x,f и

(риг.5

3()( A