Стенд для воспроизведения непериодических интенсивно изменяющихся ускорений

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к ротационным испытательным установкам, и может быть использовано для динамических испытаний приборных устройств на воздействие непериодических ускорений с крутым передним фронтом нарастания. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И2 щ} G 01 Р 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ. (21) 4812979/10 (22) 10.04.90 (46) 07.06.92. Бюл. Н 21 (71) ВлаДимирский политехнический институт (72) А.H.Ce eHex и С.H.Öûïëÿêîâ (53) 531.768(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 593155, кл. G 01 Р 21/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

t 800890, кл. G 01 .Р 21/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР ь" 1656465, кл . С О! Р 21/00, 1988.

2 (54) СТЕНД ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ НЕПЕРИОДИЧЕСКИХ ИНТЕНСИВНО ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ

УСКОРЕНИИ (57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к ротационным испытательным установкам, и может быть использовано для динамических испытаний приборных. устройств на воздействие непериодических ускорений с крутым передним фронтом нарастания. Цель изобретенияповышение точности воспроизведения

3 17393ЮЗ 4 ,-;>.;>. é>>ö» ускоре«»й и расширение экс- освобождает дополнительную раму 3 и плуат;>дном >ь>х возможностей стенда. привод 7 начинает поворачивать раму

Цель,д остигается за счет испольэова- 3 относительно оси 5. Поскольку цент-, ния вспомогательного инерционного ры масс маятника 23 (или 31) смещены. природа, .который может быть выполнен - относительно плоскости, проходящей

B двух вариантах: в виде маятника 23, через ось вращения основной рамы, установленного соосно с дополнитель- центробежная сила стремится повер-. ной рамой 3 на неподвижном валу 24 нуть маятник относительно оси 24 с возмож;..остью одновременного углово" 1О (или 32). При этом посредством упора .

ro и соево>.о перемещений под дей- . 62 (или 33} вращение будет передаствием цен-;г>обежных сил, или в виде ваться дополнительной раме-3. Дополмалтника 31, установленного с возмож- нительный крутящий момент, создаваностью поворота под действием цент- емый инерционным приводом, действует робежнь>х rèï относительно оси 32, согласно с моментом привода 7 и увезакрепленной на основной раме 1 па- личивает скорость нарастания ускорераллель>->о оси 5 вращения дополнитель-, ния за счет быстрого увеличения раной рамы 3 и отстоящей от нее на диуса вращения изделия 13. После вынекотором расстоянии. После раскру-,хода из контакта маятника 23 (31) с -!иванил рамы 1 Г!риводом 2 до расчет- 2р !упором 26 (33) инерционный привод ной угловой скорости электромагнит 30 размыкается. 2 э.п.g-лы, 4 ил.

Изобретение относится к испытагелы>о>> технике„в частности, к ротационным испытательным установкам, и может быть использовано для дина" ми >вских испытаний приборных устройств >ь> воздействие непериодическ >х ускорений с крутым передним

Фронтом нарастания, Извес-ны стенды для градуировки в ксеперометров, содержащие вращающую" ся платформу, и дополнительную платФорму, ось вращения которой пересекэет ось вращения платформы, снабженную приводом ее вращения.

Непроста †ком данных стендов является низкая скорость нарастания испытатель» г>го вов>;ействия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стенд для испытаний приборов на воздействие переменных ускорений, содерьащии ocH0RH) ю раму с приводомg дополнительную раму, установленную внутри основной, ось вращения кото" рой перпендикулярна к оси вращения основной, и снабженную приводом, установленным на основной раме, установленный на дополнительной раме по" воротнь>й стол для за крепления испытуемого изделия, ось вращения которого параллельна оси дополнительной рамы, снабженный приводом, закреп» ленным на дополнительной раме.

Известный стенд позволяет воспроизводить линейные ускорения с крутым ,передним фронтом нарастания, что до30 стигается ускоренным поворотом допол-. нительной рамы, которая в начальной фазе испытания HBJlRBTGR неуравновешенной, в поле центробежных сил.Однако торможение уравновешивающих грузов неизбежно сопровождается ударом последних о плафтормы, при этом ре" зультаты ударного взаимодействия снижают точность. воспроизведения задан-: ного испытательного воздействия. К 0 тому же, данная конструкция дополнительной рамы не обеспечивает полной динамической уравновешенности последней, что также снижает точность и диапазон воспроизведения ускорений.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения линейных ускорений и расширение эксплуатационных возможностей стенда.

Поставленная цель достигается тем, 5О что в стенде для воспроизведения непериодических интенсивно изменяющихся ускорений, содержащем основную раму с собственным приводом, установленную внутри основной с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной к оси вращения основной рамы, дополнительную раму, состоящую из двух крестообразных несущих, концы которых жестко связаны

1739303 платформами, расположенными симметрично относительно оси вращения этой рамы, привод вращения дополнительной рамы, расположенный на основной раме, поворотный стол для за. крепления испытуемого изделия, установленный на одной из платформ, ось вращения которого параллельна оси вращения дополнительной рамы, на диаметрально противоположной поворотному столу стороне крестообразной несущей установлен дополнительный поворотный стол, ось вращения которого параллельна оси вращения основного стола, столы снабжены общим приводом вращения, закрепленным на крестообразной несущей вдоль оси дополнительной рамы и связанный с ним посредством угловых редукторов в виде конических передач, имеющих равные

:геометрические параметры, на осталь-. ных платформах закреплены противовесы, причем центры масс столов с .изделиями и центры масс противовесов лежат на равных расстояниях от оси вращения дополнительной рамы, которая снабжена вспомогательным инерционным приводом и средствами ее фиксации в исходном положении, включающими стопор, размещаемый в отверстии дополнительной рамы, взаимодействующий с электромагнитом, установленным на основной раме, вспомогательный инерционный привод содержит установленный соосно с дополнительной рамой на неподвижной оси с возможностью углового и осевого перемещений маятник и два упора, контактирующих с маятником в исходном положении, один из которых закреплен на основ" ной, а другой - на дополнительной рамах,. при этом ось маятника является винтом, а в маятнике выполнена гайка, взаимодействующая с винтом, вспомогательный. инерционный привод может содержать маятник, установленный с возможностью поворота относительно оси, закрепленной на основной раме параллельно оси вращения дополнительной рамы, и два упора, контактирующих с маятником в исходном положении, один из которых закреплен на основной, а другой - на дополнительной рамах.

На фиг. 1 показан стенд, вид спе° реди на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - вид Б на фиг.1" на фиг,4 - вид В на фиг.1.

Стенд (фиг.1) содержит прямоугольную раму 1, установленную на . неподвижном основании с возможно5 стью вращения и приводимую во вращение приводом 2. Внутри рамы 1 установлена дополнительная рама 3, состоящая из двух крестообразных несущих, ось 4 вращения которой пересекается с осью вращения основной рамы 1. Дополнительная. рама .3 связана через червячный редуктор 5 и коническую передачу 6 с собственным приводом 7, установленным на раме 1 на

1> оси ее вращения, 1(онцы двух крестообразных несущих рамы попарно жестко связаны платформами 8-.11 (фиг. 1 и 2) . Вблизи платформы 8 установлен поворотный стол 12 для закрепления

2р испытуемого изделия 13, а на диаметрально противоположном конце рамы 3 вблизи платформы 9 установлен дополнительный стол 14 для закрепления противовеса 15 (или второго из2 делия). Оси вращения столов 12 и 14 параллельны оси 5 вращения дополнительной рамы 3 снабжены общим приводом 16, закрепленным на крестообразной несущей дополнительной рамы 3 и

З связанным с ними посредством кардан ных передач 17 и 18 и редукторов в виде конических передач 19 и 20. На платформах 11 и 12 размещены противовесы 21 и 22 соответственно. Дополнительная рама 3 снабжена вспомогаЗ тельным инерционным приводом, содержащим установленный соосно с рамой 3 маятник 23 с возможностью углового и осевого перемещения на валу 24 посредством винтовой передачи, включающей винт 25, выполненный на валу

24, и выполненную в маятнике 23 гайку (не показана), навинченную на винт

25, упор 26, закрепленный на дополнительной раме 3, упор 27, закрепленный

4 на основной раме 1, и.средства фиксации дополнительной рамы 3 в исходном положении, включающие. фиксатор 28, установленный в отверстии 29 рамы 3, взаимодействующий с электромагнитом

30, установленным на основной раме 1, Вспрмогательный инерционный привод дополнительной рамы может содержать маятник 31, установленный с возможно; у стью поворота относительно оси 32, закрепленной на основной раме 1 на расстоянии от оси 5 дополнительной рамы 3 и контактирующий с упором 33, . закрепленным на дополнительной раме

1739303

3, и упором 34, закрепленным на ос- новной раме 1 ° . 1

Стенд работает следующим образом.)

Испытуемое изделие 13 закрепляют на столе 12, противовес 15 (или второе изделие) - на столе 14. Дополнительная рама 3 ориентируется относительно рамы 1 так, как показано на фиг.1, чтобы испытуемое иэделие находилось на оси вращения рамы 1.

Рама 3 Фиксируется фиксатором 28.

При этом маятник 23 (или 31) устанавливается .между упоров 26 и 27 (или 33 и 34 соответственно) (Фиг.3 и 4). Упоры могут устанавливаться в. различных точках основной и дополнительной рам с помощью резьбовых соединений ° Рама 1 раскручивается при- . водом 2 до расчетной угловой скорости, которая в далнейшем поддерживается постоянной. Затем электромагнитом 30 освобождают дополнительную раму 3 и приводом 7 начинают повора чивать раму 3 относительно оси 4, Поскольку центры тяжести маятника 23

{или 31) смещены относительно плоскости, проходящей через ось вращения основной рамы, на него действует центробежная сила, которая поворачйвает его относительно оси 24 (или

32). При этом посредством упора 26 (или 33) вращение передается дополнительной раме 3. Дополнительный крутящий момент, создаваемый инерционными приводами, действует согласно с моментом привода 7 и увеличивает скорость нарастания за счет быстрого увеличения радиуса вращения изделия

13 °

При некотором (расчетном) угле поворота дополнительной рамы 3 и маятника 24 последний благодаря винтовой передаче перемещается в осевом направлении от рамы 3 на рассто" яние h {Фиг.1), обеспечивающее дальнейший свободный поворот MBRYHH» ка 23, который выходит из взаимодействия с упором 26 рамы 3. Инерционный привод размыкается. Угол поворота рамы 3, при котором происходит отключение инерционного привода, определяется только шагом винтовой передачи и высотой упора 25.

В случае если ось 32 маятника 31 отстоит на расстоянии от оси 4 поворота дополнительной рамы 3, отключение инерционного привода происходит благодаря тому, что упор 33 поворачивается вместе с рамой 3 по ок.ружности 35 радиуса R (фиг.4), а конец маятника 31, взаимодействующий с упором 33, поворачивается относительной оси 32 по окружности 36 радиуса r. При этом за счет того, что оси 4 и 32 размещены параллельно и

Ф отстоят одна от другой на расстояния

10 Ь (по горизонтали) и à (no Båðòè.кали) (фиг.4) r сК, при угле с маятник 31 выходит иэ взаимодействия с упором 33. Инерционный привод размыкается. В данном случае угол

1 ттоворота рамы 3 (p, при котором инерционный привод отключается, зависит от взаимного положения осей (расстояние а и b), длины маятника

31 и геометрических размеров упо20 ра 33.

После отключения вспомогательного инерционного привода в обоих случаях маятники 23 и 31 центробежными силами. поворачиваются в направлении от пло"

25 скости, прохолящей через ось вращения рамы 1, и последующего участия в дальнейшем процессе испытания не принимают.,далее только приводом 7 изменяют радиус вращения изделия 12

З-О поворотом дополнительной рамы 3 при постоянной угловой скорости рамы 1, создавая требуемую величину испытательного воздействия. Одновременно ориентацией изделия 13 со столом 12 приводом 16 в силовом ротационном

З поле центриФуги добиваются обеспечения требуемь1х проекцией абсолютного ускорения на взаимно перпендикулярные оси, связанные с изделием 13.

Таким образом, использование инерционного привода, содержащего маятниковые элементы, позволяет увеличить скорость нарастания воспроизводимого ускорения, регулируемую в широких пределах посредством изменения инерционно-геометрических параметров маятников, взаимного расположения маятников и дополнительной рамы, начальным углом поворота маятников, изменяемого посредством соответствующего размещения упоров, параметрами винтовой передачи и геометрическими параметрами упоров, что . расширяет эксплуатационные возможности стенда.

Установка на диаметраль. о противоположной основному столу с изделием дополнительного стола с противовесом. (движения столов находятся в проти9 1739303 10 вофазе) позволяет осуществить динами-- крестообразной несущей установлен доческое уравновешивание дополнитель- полнительный поворотный стол, ось ной рамы относительно собственной оси вращения которого параллельна оси вращения и устранить паразитное вза- вращения основного стола, столы имовлияние движений дополнительной ра- снабжены общим приводом вращения, мы и столов, что способствует повыше- закрепленным на крестообразной нению точности воспроизведения заданных сущей вдоль оси дополнительной рамы ускорений в фазе программных поворо- и связанным с ними посредством углотов дополнительной рамы. вых редукторов в виде конических

При реализации изобретения может передач, имеющих равные геометрибыть использован: один из вариантов ческие параметры, на остальных платустановки маятников, при этом для формах закреплены противовесы, придинамического уравновешивания основ- чем центры масс столов с изделиями ной рамы должна быть установлена па- i5 и центры масс противовесов лежат на ра маятников, размещенных симметрич- равных расстояних OT оси вращения . но относительно оси. вращения дополни- дополнительной рамы, которая снабтельной рамы и обеспечивающих соглас- жена вспомогательным инерционным ное действие создаваемых. ими крутящих приводом и средствами ее фиксации моментов и момента собственного при- ро в исходном положении, включающими вода дополнительной рамы в, фазе ин-. стопор, Размещаемый в отверстии дотенсивного нарастания ускорения. полнительной рамы, взаимодействующий с электромагнитом, установленФ о р м у л а -и з о б р е т е н и я ным на основной раме.

2. Стенд по п.1, о т л и ч а ю1. Стенд для воспроизведения непе- шийся тем, что вспомогательриодических интенсивно изменяющихся ный инерционный привод содержит усускорений, содержащий основную раму тановленный соосно с дополнительс coGcTBBkHblM приводом, внутри кото- ной рамой на неподвижной оси с возрой установлена с возможностью вра- можностью углового и осевого перемещения относительно оси, перпендикуляр- щений маятник, и два упора, контакной к оси вращения основной рамы, до- тирующих с маятником в исходном полнительную раму, состоящую из двух положении, один из которых закреплен крестообразных несущих, концы которых . на основной, а другой - на дополнижестко связаны платформами, распопо-, тельной рамах, при этом ось маятника женными симметрично относительна оси 35 является винтом, а в маятнике выполвращения этой рамы, привод вращения нена гайка, взаимодействующая с виндополнительной рамы, расположенный том ° на основной раме, поворотный стол 3. Стенд по п.1., о т л и ч а юдля закрепления испытуемого изделия, . шийся тем, что вспомогательный установленный на одной из платформ, 4О инерционный привод содержит маятник, ось вращения которого параллельна установленный с возможностью поворооси вращения дополнительной рамы, та относительно оси, закрепленной отличающийся тем, что, на основной раме, параллельно оси с целью повышения точности воспроиз- вращения дополнительной рамы, и. два ведения линейных ускорений и расшире- 4> упора, контактирующих с маятником ния эксплуатационных возможностей в исходном положении, один из которых стенда, на диаметрально противопо - закреплен на основной, а другой - на ложной поворотному столу стороне дополнительной рамах. t 739303

1739303

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

Редактор А.Козориз

° ююююююееюююю

Заказ 2000

ВНИИПИ Государственного

113035, Составитель А.Семенюк

Техреду А.Кравчук Корректор М. Самборская

ЮФЮЮЮЮЮ Ю е аВ Ю Ю

Тираж Подписное комитета по изобретениям и открыгиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-ЗЗ, Рауаская наб„ д. 4/5