Камертонный стенд для динамических испытаний изделий

 

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является снижение потребляемой мощности и повышение точности воспроизведения виброударной нагрузки камертонным стендом, работающим в виброударном режиме, реализуемом при взаимодействии камертона с ограничителем амплитуды колебаний. Цель достигается за счет того, что ограничитель амплитуды колебаний выполнен с элементами, ограничивающими колебания ветвей камертона как при их сближении, так и при удалении. При этом ветви камертона при взаимодействии с ограничителем амплитуды образуют замкнутый силовой контур. Ограничитель амплитуды может быть выполнен либо в виде пластины 5, имеющей отверстия 6 и 7 для прохода ветвей 2 и 3 камертона и подвешенной к основанию 1 посредством нитей 8, либо в виде двух звеньев, установленных на ветвях 2 и 3 камертона и соединенных между собой с возможностью ограниченного перемещения друг относительно друга. Для регулировки параметров колебаний ограничитель колебаний имеет возможность установочного перемещения вдоль ветвей. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Csi>s G 01 M 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4413607/25-28 (22) 21.04.88 (46) 23.08.90. Бюл. гв 31 (71) Отраслевая научно-исследовательская лаборатория "Дистанционная диагностика"

Института общей физики — Института геохи. мии и аналитической химии-АН СССР при

Н ам ан ганском и еда гогичес ком институте им. Хамзы (72) В.А.Галкин, В,В.Добросельский, П.В.Добросельский, А,С,Магаршак, Т.Г.Мусабаев, Б.А.Станковский и В.(D.Ткаченко (53) 620.178.5. +620.178.7 (088.8) (56) Стационарное образцовое виброкалибровочное устройство СОВКУ-68. Техническое описание и инструкция по эксплуатации К.34.00.00.000 ТО, с. 15-63.

Авторское свидетельство СССР

М 112495, кл. G 01 М 7/00, 1957. (54) КАМЕРТОННЫЙ СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является снижение потребляемой мощности и повы» . Ж 1587358 А1 шение точности воспроизведения виброударной нагрузки камертонным стендом, работающим в виброударном режиме, реализуемом при взаимодействии камертона с ограничителем амплитуды колебаний. Цель достигается за счет того, что ограничитель амплитуды колебаний выполнен с элементами, ограничивающими колебания ветвей камертона как при их сближении, так и при удалении, При этом ветви камертона при взаимодействии с ограничителем амплитуды образуют замкнутый силовой контур. Ограничитель амплитуды может быть выполнен либо в виде пластины 5, имеющей отверстия 6 и 7 для прохода ветвей 2 и 3 камертона и подвешенной к основанию 1 посредством нитей 8, либо в виде двух звеньев, установленных на ветвях 2 и 3 камертона и соединенных между собой с возможностью ограниченного перемещения друг относительно друга, Для регулировки параметров колебаний ограничитель колебаний имеет возможность установочного перемещения вдоль ветвей. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к камертонным стендам для динамических испытаний иэделий, Целью изобретения является снижение потребляемоЙ мощности и повышение точности воспроизведения виброударной нагрузки камертонным стендом, работающим в виброударном режиме, реализуемом при взаимодействии камертона с ограничите лем амплитуды колебаний. Поставленная цель реализуется за счет того, что ограничи-! тель амплитуды колебаний выполнен с эле ментами, ограничивающими колебания ветвей камертона как при их сближении, так и при удалении, причем ветви камертона образуют при взаимодействии с ограничителем колебаний замкнутый силовой кон1ур

На фиг.1 схематично изображен кэмертонный стенд, с ограничителем амплитуды колебаний в виде пластины; на фиг.2— разрез А — А на фиг.1; на фиг.3 — стенд с ограничителем амплитуды колебаний в виде . двух звеньев, установленных на ветвях камертона; на фиг.4 — разрез Б — Б на фиг.3; на фиг.5 — функциональная схема возбудителя колебаний камертона.

Камертонный стенд содержит основание 1, камертон, состоящий из двух ветвей

2 и 3, служащих для установки испьггуемых изделий (не показаны), и ножки 4, установленной на основании 1, возбудитель колебаний камертона и ограничитель амплитуды колебаний камертона. Последний может быть выполнен различным образом, На фиг,1 и 2 иэОбражсн ограничитель амплитуды колебаний, выполненный в виде пластины 5, имеющей отверстия 6 и 7 для прохода ветвей 2 и 3 камертона и подвешенной нэ основании 1 посредством гибких нитей 8.

На фиг.3 и 4 стенд изображен с Ограничителем, выполненным в виде двух звеньев

9 и 10, установленных на ветвях 2 и 3 камертона и соединенных между собой с возможностью ограниченного перемещения друг относительно друга. Звено 9 имеет штифт

11, входящий в отверстие 12 звена 10. Зазоры 11 и l2 определяют максимальнуо амплитуду перемещения ветвей 2 и 3 др1л к другу и друг от друга.

Ограничитель амплитуды колебаний, .выполненный как в виде пластины 5, тэк и в виде звеньев 9 и 10, может быть установлен с вазможностью установочного перемещения вдоль ветвей 2 и 3 камертона. Это достигается изменением длины нитей 8 или перемещением звеньев 9 и 10.

Возбудитель колебаний камертона мо>кет, например, содержать (фиг,5) статор из двух последовательно соединенных катушек 13 возбуждения, ка>кдая иэ которых размещена на соответствующем магнитопроводе 14 и установлена с возможностью магнитного взаимодействия с ветвями 2 и 3, изготовленными иэ магнитного материала и выполняющими функцию якоря привода.

Катушки 13 воэбу>кдения с магнитопроводами 14 установлены с воэможностью перемещения вдоль длины камертона, например, путем закрепления их на плите

15, имеющей возможность перемещаться по направляющим 16, что обеспечивает возможность выбора положения горизонтальной плоскости симметрии катушек 13 в

Области!/L =. 0,2 +. 0,1.

Система электропитания и управления возбудителя колебаний может быть выполнена в виде источника 17 импульсного тока и упрэвля ощего им блока 18 управления, Источник 17 импульсного тока состоит иэ двух плеч, каждое из которых содер>кит источник 19 тока, к выходу которого подключены параллельно конденсатор 20 и шунтирующий диод 21, катод которого соединен с пл асовой клеммой источника 19 тока.

К выходу источника 19, Ока подключены также госледовательно соединенные между cGQOA и включенные каждый в направлении пропускэния тока источника 19 первый

22 и второй 23 тиристоры. Между точками соединения тиристоров 22 и 23 включен конденсатор-накопитель 24, а вторыв тиристоры 23 Обоих плеч соединены между собой и подключены к последовательно соединенным катушкам I3 возбуждения, Образующим совместно с. конденсаторомнакопителем 24 калебэтельный контур, Блок 18 управления содержит последовательно BI:люченные источник управляюшего сигнала — задающий енератор 25, !

3-триг-ер 26, D-.exîä которого соединен " инвертирующим выходом, переходный конденсатор 27 и г1ервичн:ю об";.1отку 28 дифференцирующего импульсного трансформатора 29 с двумя парами выходных Обмоток 30 — 33, имеющими одина <оное направление витков в каждой паре и противополо>:сное направление витков в разных парах Обмоток.

Стенд мсжет также содержать устройство регистрации электрических сигналов от испытуемых объектов, включающее входной фильтр 34; обеспечивающий подавление сигналов с частотой выше чэ".тоты колебаний кэмеотона, и "!егистрчрчюще устрОЙство 35.

Описывэамьгй камертонный стенд рабоiает cfi84yIrÙèì Обоэзом

1587358

До начала испытаний ограничитель амплитуды колебаний должен быть установлен таким образом, чтобы была обеспечена синхронная остановка ветвей 2 и 3 камерто-. на при их сближении и удалении. При этом зазоры между ветвями 2 и 3 камертона и ограничителем амплитуды колебаний определяющие амплитуду колебаний, могут быть различными для случая движения ветвей 2 и 3 камертона друг к другу и для случая их движения друг от друга. Это определяет возможность возбуждения несимметричных колебаний каждой ветви (2 и 3) камертона. Под воздействием возбудителя колебаний камертона ветви 2 и 3 начинают совершать колебания со все возрастающей амплитудой, причем параметры колебаний ветвей 2 и 3 идентичны, что обеспечивает замкнутость силового контура и низкое энергопотребление стенда.

При дальнейшем возрастании амплитуды колебаний ветви 2 и 3 начинают взаимодействовать с ограничителем амплитуды колебаний.

В случае неточной установки ограничителя относительно ветвей 2 и 3 одна из них начинает взаимодействовать с ограничителем раньше другой. При выполнении огра.ничителя в виде пластины 5 при ударе одной из ветвей камертона, например ветви 2, об поверхность отверстия 6 пластины 5 последняя вместе с ветвью 2 перемещается в направлении доударного движения ветви 2, например вправо, причем в это время BBTBb

3 продолжает перемещение влево.

Совместное движение ветви 2 и пластины 5 происходит до тех пор, пока ветвь 3 не ударится о поверхность отверстия 7 пластины 5, после чего происходит синхронная остановка ветвей 2 и 3 камертона. Затем каждая из них начнет перемещаться в сторону, противоположную доударному перемещению. Аналогично обеспечивается одновременность остановки ветвей 2 и 3 при их движении друг к другу. Для минимизации искажений, вносимых присоединением к одной из ветвей камертона пластины 5, последняя должна быть выполнена с минимальной массой, Полностью это искажение может быть исключено при использовании ограничителя в виде двух звеньев 9 и 10, установленных на ветвях 2 и 3 камертона, В этом случае стенд работает следующим образом, При ударении ветвей 2 и 3 друг от друга на расстояние I1 (фиг.3) происходит соударение штифта 11 звена 9 и соответствующей поверхности отверстия 12 звена 10 и, следовательно, одновременная остановка. ветвей

2 и 3 камертона. После этого ветви 2 и 3

55 начинают приближаться друг к другу. После. сближения ветвей на расстояние Iz происходит соударение штифта 11 звена 9 и соатветствующей поверхности отверстия 12 звена

10 и, одновременная остановка ветвей 2 и 3.

Далее приведенный цикл повторяется.

При необходимости изменения параметров виброударного процесса перемещают вдоль ветвей 2 и 3 либо пластину 5, либо звенья 9 и 10 ограничителя амплитуды колебаний.

8 дальнейшем под воздействием возбудителя колебаний частота колебаний ветвей

2 и 3 может быть увеличена. При этом возрастают виброскорость и ударные воздействия, передаваемые на испытуемые изделия, которые устанавливаются на ветвях 2 и 3 камертона.

После достижения частоты колебаний ветвей 2 и 3 заданного значения режим колебаний ветвей 2 и 3 становится устойчивым и возбудитель колебаний только поддерживает этот режим.

Возбудитель колебаний камертона работает следующим образом (фиг.5), Источники 19 тока обеспечивают заряд конденсаторов 20. Управление разрядом конденсаторов 20 осуществляется соответственно тиристорами 22 и 23. Блок 18 управления обеспечивает чередующуюся через период колебаний генератора 25 попарную коммутацию тиристоров 22 и 23. Открывание тиристора 22 верхнего плеча и тиристора 23 нижнего плеча приложением положительных импульсов к их управляющим электродам создает условия (образует цепь) для разряда конденсатора 20 верхнего плеча и оказывающегося последовательно согласно соединенным с ним конденсатора

24 через катушки 13 возбуждения. В этот момент к управляющим электродам тиристоров 22 и 23 приложены отрицательные импульсы, и эти тиристоры, оставаясь закрытыми, не влияют на протекание тока разряда. Конденсатор 20 нижнего плеча в это время заряжается от источника 19 тока. После разряда конденсаторов 20 и 24 ток самоиндукции катушек 13 возбуждения продолжает протекать через шунтирующий диод 21 верхнего плеча и перезаряжает конденсатор 24. Уменьшение протекающего тока самоиндукции приводит к самозакрытию тиристора 22 верхнего плеча и тиристора 23 нижнего плеча.

В следующий период колебаний генератора 25 конденсатор 20 верхнего плеча заряжается от источника 19 тока и происходит разряд конденсатора 20 нижнего плеча через открытые тиристоры нижнего плеча 22 и верхнего плеча 23 благодаря приложению

1587358 положительных импульсов к их управляющим электродам. При этом, как и в случае разряда конденсатора 20 верхнего плеча, обеспечивается согласованное соединение заряженного конденсатора 20 нижнего плеча и перезаряженного в предыдущий период управляющего сигнала конденсатора 24.

После разряда конденсаторов 20 и 24 конденсатор 24 перезаряжается. В дальнейшем чередующийся процесс разряда конденсаторов верхнего и нижнего плеч повторяется. Выбором емкостей конденсаторов 20 и 24 и индуктивностей катушек 13 возбуждения можно изменять период колебаний колебательного контура.

Описанный процесс черезпериодной попарной коммутации тиристоров 22 и 23 обеспечивается наличием делителя частоты колебаний генератора 25, выполненного в виде D-триггера 26 в соответствующем включении и дифференцирующего импульсного трансформатора 29 с двумя парами выходных обмоток 30, 31 и 32, 33, имеющими одинаковое направление витков в каждой паре и противоположное направление витков в различных парах обмоток, Напряжение с выхода генератора 25, имеющего период, равный периоду резонансных колебаний камертона, после деления частоты на два с помощью делителя частоты (0-триггера 26) образует на входной обмотке дифференцирующего импульсного трансформатора 28 последовательности коротких разнополярных импульсов. Соответствующие напряжения на парах выходных обмоток 30, 31 и 32, 33 обеспечивают поочередное через период колебаний генератора

25 попарное открывание тиристоров верхнего 22 и нижнего 23 плеч. Это, в свою очередь, вызывает чередующиеся через период колебаний генератора 25 процессы заряда — разряда конденсаторов 20 верхнего и нижнего плеч, а также переэаряд и герекоммутацию конденсатора 24.

В результате протекания однополярных импульсов тока через катушки 13 возауждения возникают силы, притягивающие ветви

2 и 3 камертона к статорам 14 возбудителя колебаний.

Регистрирующее устройство 35 регист5 рирует процесс колебаний камертона.

В связи с тем, что ветви 2 и 3 камертона соударяются с ограничителем их колебаний одновременно с образованием замкнутого силового контура в образовавшейся колеба10 тельной системе потери энергии минимальны. Это обеспечивает снижение потребляемой мощности, а также стабильность воспроизводимой виброударной нагрузки.

15 Формула изобретения

1. Камертонный стенд для динамических испытаний изделий, содержащий основание, установленный на нем камертон, возбудитель колебаний камертона и ограни20 читель амплитуды колебаний. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности и повышения точности воспроизведения виброударной нагрузки, ограничитель амплитуды колебаний выпол25 нен с элементами для ограничения амплитуды колебаний обеих ветвей камертона как при их сближении, так и при их удалении, и установлен с возможностью образования с ветвями камертона замкнутого силового

30 контура.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что ограничитель амплитуды колебаний выполнен в виде подвешенной к основанию на гибких нитях пластины, имеющей окна

35 для прохода ветвей камертона.

3, Стендпоп,1,отличающийся тем, что ограничитель амплитуды колебаний выполнен в виде двух звеньев, установленных на ветвях камертона и соединенных

40 между собой с возможност.ью ограниченноto перемещения друг относительно друга, 4. Стенд по и п.1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что ограничитель амплитуды колебаний установлен с воэможностью устано45 вочного перемещения вдоль ветвей камертона.

158?358

Составитель В.Финогенов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Лазаренко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2413 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5