Способ испытания изделий наВОздЕйСТВиЕ уСКОРЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01M19/00 G01P21/00 

(54) СПОСОБ ИСПЬГГАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ УСКОРЕНИЯ которого последовательно отделяют от противовеса 3J , Мощность двигателя, необходимая для радиального перемещения прибора и противовеса без учета сил тре ния и аэродинамического сопротивления, учитывая то, что механизм радиального перемещения идеальный, может быть определена из уравнения движения машинного агрегата в дифференциальной форме d3 vf 2 Считая, что мощность двигателя М Мз-Ч определяем величину мощности, необходимую для получения единицы интенсивности изменения ускорения, т.е. .) (р ii).b( 2П Sl где т, т - масса прибора и против веса; р р, - радиус установки прибо и противовеса; Si. - скорость вращения плат формы; П (S) ,Пу,() - первые передаточные фу ции прибора и противов са; Ч - угол поворота вала дви гателя радиального пер мещения; W - интенсивность изменени ускорения. При этом имеем -const; ;р -Ри; Р -Pv,. Тогда формула (l) принимает вид §.,(...,). Vii-ЫП) 4V Пусть масса каретки с прибором максимальная масса противовеса при длине связи прибора и противовеса L,3 м составляет ,5 кг; скорость fl 57 .S-fc ; скорость радиального перемещения р-3 м/с; скорость вращения вала двигателя радиального перемещения Ч 3001/0; максимальное значение функции положения прибора П{Ч)Р,0,9 м; первая передаточная функция ,01 (м) . Тогда на участке равномерного движения удел ная мощность (мощность на единицу 4интенсивности изменения ускорения) равна Для разгона или торможения системы в радиальном направлении на участке протяженностью 0,1 м ускорение составит р 46 м/с. При этом удельная мощность равна |5(т-ьт,)0,4б(,) Т.е. двигатель должен быть как минимум в четыре раза мощнее, чем это необходимо для осуществления рабочего режима испытаний. Цель изобретения - уменьшение мощности привода радиального перемещения каретки. Поставленная цель достигается тем, что разгон каретки при ее движении от оси вращения осуществляют дополнительной массой, присоединяемой к каретке в момент начала разгона, и отделяют от нее в момент окончания разгона; торможение осуществляют присоединением другой дополнительной массы к противовесу в момент начала торможения; при этом дополнительные массы связаны с массой всего противовеса соотношениями. Величина этого соотношения может быть найдена следующим образом. Пусть в начальном положении, когда каретка с прибором находится на минимальном радиусе р ,к ней присоединена дополнительная масса п., величина которой такова, что равнодействующая центробежных сил, действующих на каретку, противовес и массу гп , обеспечивает движение системы с постоянным ускорением р . В точке р масса Шх отделяется от каретки, при этом разгон заканчивается , Причем (т +т+1Т1)-р () (L-p) Л(3) Здесь гПу, - масса противовеса в конце участка разгона (т.е.- минимальная его масса). Выражая отсюда массу т., видим, что она является функцией перемещения р ( ,(Я (4) Для того, чтобы ограничиться некоторой массой постоянной величины 5 преобразуем выражение для m(f), ис ходя из условия равенства площадей ) Яыц)Г )dp „PMiiiv В ЭТОМ случае постоянную дополнител кую массу т находим следующим образом р т al4 г dp т г (6) РииИ где Н-р, длина участка разгон Учитывая, что в точке р р должн существовать равенство центробежны сил, действующих на каретку и проти вовес, выражаем массу .каретки m через массу противовеса W Подставляя () в (6) и раскрывая .интеграл, находим искомое соотношениеН(Ъ.Г) где W m i п р m i п 51 W р, SJ центростремительные ускорения каретки в начале и конце участка разгона. Аналогично находим выражение для массы т2, присоединяемой к противовесу на участке торможения -(И(--€ где Шу. - масса противовеса в конце участка равномерного движения (т.е. максимальная масса противовеса); W;:(L-Я,)Sг. , (L-5,)ft- цен тростремительные ускорения противове са в начале и конце участка торможения . Учитывая, что минимальная масса противовеса через максимальную выражается следующим образом 1- --P P - ь-Рн W перепишем выражение для массы п/ ..-(i-|(-.-)- На чертеже схематически представлено устройство, реализующее предлагаемый способ. Цифрами обозначены следующие участки движения (при перемещении карет PvnivifW участок разгона; II- участок равцомерного движения; III- участок торможения. На платформе 1 центробежного испытательного стенда установлен противовес, состоящий из полого корпуса 2 и пакета пластин 3, положенных на штан/г56 гу 4, которая одним концом жестко связана с кареткой 5 и имеет на другом конце упор 6j на штангу насажены дополнительные массы 7 и 8, Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Платформа 1 вращается с постоянной скоростью 51- . За исходное принимаем положение каретки . На каретку 5 действует максимальная сила F , так как. дополнительная масса 7 под действием центробежной силы прижата к каретке. На упор 6 действует сила F, которая меньше силы F на величину, определяемую массой 7, и которая, следовательно, обеспечит разгон системы с заданным ускорением р . В конце участка I разгона дополнительная масса 7 задерживается упором 9. При движении системы на участке II последовательное присоединение пластин 3 противовеса обеспечивает равенство центробежных сил F и F2 . На границе участков II и III к противовесу присоединяется дополни-, тельная масса 8, в результате чего F. становится больше F , следовательно, происходит торможение за счет разности центробежных сил, В конце участка 111система останавливается. При движении системы в обратном направлении масса 7 выполняет функции разгоняющей массы, а масса 8 - тормозящей. Использование предлагаемого способа испытаний изделий позволяет значительно уменьшить мощность привода радиального перемещения и, следовательно, энергетические затраты. При этом использование неуравновещенных масс обуславливает снижение мощности привода радиального перемещения более,чем на 400%, Формула изобретения Способ испытания изделий на воздействие ускорения, заключающийся в том, что каретку с установленным на ней испытуемым изделием, размещенную на платформе центрифуги, при вращении, последней, разгоняют, перемещают с постоянной скоростью, тормозят и в процессе перемещения уравновешивают центробежную силу, действующую на каретку с испытуемым изделием посредством связанного с ней составного противовеса, отдельные массы которого последовательно отделяют от проот-личающи. йся тивовеса, тем, что, с целью уменьшения мощности привода радиального перемещения каретки, разгон каретки при ее движе нии от оси вращения осуществляют дополнительной массой, присоединяемой к каретке в момент начала разгона, и отделяют от нее в момент окончания разгона, а торможение осуществляют присоединением другой дополнительной массы к противовесу в момент начала торможения, при этом дополнительные массы связаны с массой противовеса соотношениями )) где г. ,П1„,П1, - массы разгоняющая, тормозящая и полная масса противовеса; L - расстояние между цен трами масс каретки с прибором и протиповеса;расстояние от оси вращения до центра массы каретки с прибором в момент начала и окончания равномерного движения; протяже-нность участка разгона или торможе, ,к .,п .. п -1 центростремительные ускорения в моменты начала и конца разгона каретки и протиновеса;величина постоянного ускорения радиального перемещения на участке разгона или торможения . Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3180131 , 73-1, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР 36828, кл. G 01 М 7/00, 1967. 3.Авторское свидетельство СССР 24094, кл. G 01 М 19/00, 1976 ототип).