Электродинамический вибростенд

 

Изобретение относится к вибрационным испытаниям изделий Цель изобретения - снижение стоимости электродинамического вибростенда и эксплуатационных расходов при сохранении степени снижения индукции магнитного поля рассеяния над столом. Изобретение усовершенствует устройство для снижения индукции магнитного поля рассеяния над столом. Устройство содержит катушку 10 размагничивания, замкнутый на магнитопровод 1 экран 11 с отверстием для стола и установленный на центральном сердечнике магнитопровода второй экран, состоящий из секторов 8. Размеры катушки размагничивания выбраны из соотношений h/t 0,45 и DBH/DK 1,05, где h, t и DBH - соответственно высота, толщина и внутренний диаметр катушки; DK - внешний диаметр силовой катушки 3 вибростенда, а расстояние от центра катушки 10 до установочной поверхности стола составляет не менее 0,3 DK. При выполнении этих соотношений поле размагничивания приближается к плоскому. Во избежание ударов об экран изделий, размеры которых превышают диаметр стола, экран размещен ниже установочной поверхности стола на расстоянии не более 2-3 максимальных амплитуд А колебаний. Максимальный экранирующий эффект при гарантированном исключении соударений, стола с вторым экраном достигается при установке последнего на расстоянии не более 2-3 А от внутренней поверхности установочной плиты стола 3 ил сл с ч 4 N СЛ СЛ о фиг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 01 M 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

1 (21) 4825662/28 (22) 14.05.90 (46) 30.06.92, Бюл, ¹ 24 (71) Научно-исследовательский институт измерительной техники (72) Г.М.Пушкарев„В.С.Лузгин и М,А,Никитин (53) 620.178,5 (088.8) (56) Патент CLLlA № 2846597, кл. 310 — 27, 1954.

Авторское свидетельство СССР

¹ 472272, .кл, .G 01 М 7/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

¹ 939126, кл. В 06 В 1/04//G 01 М 7/00, 1980, (54) ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ВИБРОСТЕНД (57) Изобретение относится к вибрационным испытаниям изделий, Цель изобретения — снижение стоимости электродинамического вибростенда и эксплуатационных расходов при сохранении степени снижения индукции магнитного поля рассеяния над столом. Изобретение усовершенствует устройство для снижения индукции магнитного поля рассеяния над .столом. Устройство содержит катушку 10

„„Я „„1744556 А1 размагничивания, замкнутый на магнитопровод 1 экран 11 с отверстием для стола и установленный на центральном сердечнике магнитопровода второй экран, состоящий из секторов 8. Размеры катушки размагничивания выбраны из соотношений h/t 0,45 и Е4,/0к 1.05, где h, t u DsH— соответственно высота, толщина и внутренний диаметр катушки; Ок — внешний диаметр силовой катушки 3 вибростенда, а расстояние от центра катушки 10 до установочной поверхности стола составляет не менее 0,3 0<, При выполнении этих соотношений поле размагничивания приближается к плоскому. Во избежание ударов об экран изделий; размеры которых превышают диаметр стола, экран размещен ниже установочной поверхности стола на .расстоянии не более 2 — 3 максимальных амплитуд А колебаний. Максимальный экранирующий эффект при гарантированном исключении. соударений стола с вторым экраном достигается при установке последнего на расстоянии не более 2-3 А от внутренней поверхности установочной плиты стола. 3 ил, 1744556

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам, предназначенным для испытаний изделий на вибрационные воздействия.

Известен электродинамический вибростенд. оснащенный системой компенсации полей рассеяния над поверхностью рабочего стола, состоящей из двух катушек размагничивания без использования магнитных экранов. В зависимости от конструктивных особенностей вибростенда приМеняется то или иное размещение катушек размагничивания.

Известен также электродинамический вибростенд, снабженный устройством для компенсации магнитных полей рассеяния, содержащий сплошной замкнутый на магнитопровод магнитный экран, расположенный между установочной поверхностью рабочего стола и магнитопроводом, а также катушку размагничивания, расположенную между экраном и магнитопроводом, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электродинамический вибростенд, содержащий устройство для компенсации магнитного поля рассеяния. состоящее из двух катушек размагничивания и магнитного экрана с отверстием для прохода рабочего стола. Первая катушка размагничивания размещена непосредственно на поверхности магнитопровода, вторая — с нижней GTopoHbi магнитного экрана. замкнутого на магнитопровод вибростенда, Недостатком известного вибростенда является неэкономичность вследствие применения двух катушек размагничивания и одного экрана. Обеспечение высокой степени компенсации магнитного поля рассеяния вообще без катушки размагничивания невозможно. Поэтому наиболее экономичным решением будет. применение только одной катушки размагничивания и минимального количества экранов, исходя из того, что стоимость катушки размагничивания и потребляемой ею энергии существенно выше стоимости экрана, изготовляемого из обычной конструкционной стали.

Цель изобретения — снижение стоимости и эксплуатационных расходов при сохранении степени снижения индукции магнитного поля рассеяния над столом. . Поставленная цель достигается тем. что электродинамический вибростенд, содержащий магнитопровод с катушкой подмагничивания, подвижную систему, включающую размещенную в рабочем зазоре магнитопровода силовую катушку, жестко связанный с ней стол для установки испытуемого изделия, выполненный в виде

40 Вибростендсодержит магнитопровод1, катушку 2 подмагничивания, силовую катушку 3, цилиндрический переходник 4, рабочий стол 5 с радиальными ребрами жесткости 6. Подвижная система упруго подвешена на пружинах 7, Диаметр установочной поверхности рабочего стола 5 равен диаметру силовой катушки 3, чем достигается существенное увеличение площади рабочей установочной поверхности стола 5 и

50 цилиндрическая форма переходника 4.

Катушка 10 размагничивания установлена на максимальном удалении от поверхности стола 5. Магнитный экран 4 замкнут на магнитопровод 1.

55 Внутри стола 5 между ребрами жесткости 6, число которых обычно составляет 6-8 расположены секторы 8 второго экрана, укрепленные на немагнитных стойках 9, опирающихся на керн магнитопровода 1. Экран.

8 расположен на расстоянии 2-3 макси5

35 стакана, упругую подвеску, устройство для снижения индукции магнитного поля рассеяния над столом, включающее замкнутый на магнитопровод экран с отверстием для стола и катушку размагничивания, снабжен вторым экраном,. установленным на центральном сердечнике магнитопровода через немагнитный элемент. на расстоянии не более 2-3 А от внутренней поверхности установочной плиты стола, где А — максимальная амплитуда виброперемещения стола, замкнутый на магнитопровод экран установлен ниже установочной поверхности стола на расстоянии не более 2 — 3 А, размеры катушки размагничивания выбраны из соотношении h/1 0,45 и Dog/0» Ы,05, где. h, t u

0 — соответственно высота, толщина и внутренний диаметр катушки размагничивания; 0» внешний диаметр силовой катушки, а расстояние от центра катушки размагничивания до установочной поверхности стола составляет не менее 0,3 D».

Таким образом, предлагаемый электродинамический вибростенд отличается от прототипа тем, что необходимая степень компенсации магнитного поля рассеяния достигается с помощью применения только одной катушки размагничивания и двух стальных экранов.

На фиг. 1 изображен электродинамический вибростенд, вертикальный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3— интенсивности магнитного поля рассеяния над поверхностью рабочего стола в зависи- мости от расстояния от центра стола для катушки подмагничивания (а), имеющего положительное значение (условно), и для катушки размагничивания, имеющего отрицательное значение (б) 1744556 мальных амплитуд колебаний от внутрен- лают их более равномерными, а катушка ней поверхности установочной плиты рабо- размагничивания компенсирует основную чего стола 5 во избежание ударов стола о составляющую. секторы 8 экрана при достижении столом 5 Были проведены теоретические и экспемаксимальной амплитуды колебаний, со- 5 риментальные исследования по определеставляющего обычно 12,5 мм. нию как формы, так и размещения катушки .

Вибростенд работает следующим обра- размагничивания и экранов, в результате зом. показавшие, что поле размагничивания полПри включении катушки 2 подмагничи- учается тем более плоским, чем дальше QT вания возбуждается полезный магнитный 10 стола расположена катушка размагничивапоток, проходящий через кольцевой зазор, ния, чем меньше ее диаметр и больше осегдерасположенасиловаякатушка3,изамы-. вая протяженность. Эффективность же кающийся в магнитопроводе 1. Кроме по- экранов тем выше, чем ближе к столу они лезного магнитного потока, возбуждается и расположены, вредный поток рассеяния, достигающий ра- 15 Магнитный экран, составленный из отбочего стола 5(фиг, 3а). дельных стальных секторов 8, уменьшает

Индукция магнитного поля над поверх- индукцию, а также существенно снижает ностьюстоладостигает0,15-0,20Тл(соглас- выпуклость поля. Чем дальше. экран 8 уста.но требованиям стандартов она не должна новлен от керна магнитопровода 1, тем выпревышать1 10 Тл в20мм надповерхно- 20 ше экранирующий эффект. Поэтому он стью стола). расположен на расстоянии не более 2 — 3

Магнитное поле рассеяния электроди- максимальных амплитуд колебаний стола 5 намических вибраторов, возбуждаемое ка- от его внутренней поверхности. что гарантитушкой подмагничивания, всегда имеет рует исключение соударений стола 5 с экрамаксимальное значение индукции на верти- 25 ном 8. Магнитное поле. возбуждаемое кальной оси симметрии вибраторов, т.е. в катушкой 10 размагничивания (фиг. 3, б), центре стола (фиг. 3, а).: эффективно выравнивается экраном 11, При

По мере удаления от оси значение маг- малом значении индукции в центре стола 5 нитной индукции уменьшается. Таким обра- индукция поля размагничивания на перифезом, форма поля выпуклая. Магнитное поле 30 рии стола 5 существенно уменьшается. Во катушек размагничивания, наоборот, вогну- избежание ударов об экран изделий, разметое (фиг. 3, б). В центре стола значение ин- ры которых превышают диаметр стола 5, дукции минимальное и по мере удаления от экран 11 размещен ниже установочной поцентра .к периферии стола оно плавно уве- верхности стола 5 не более 2 — З.максимальличивается. Такое различие формы магнит- 35 ных амплитуд. ных полей не позволяет достигать полной Магнитное поле катушки 10 размагникомпенсации поля рассеяния: при компен- чиваниявыравнивается,т.е.достигаетсяегоменьсации поля в центре стола на его периферии шая вогнутость тем больше, чемдальше от стола создается область перекомпенсации, т.е.. расположена катушка, чем больше ее осеобласть с преобладанием магнитного поля, 40 вая высота и меньше диаметр. Эти условия возбужденного катушкой размагничивания, осуществляются в необходимой степени по знаку обратного основному полю рассе-. при выполнении катушки с такими размераяния. При полной компенсации поля íà пе- ми, чтобы отношение ее высоты к толщине риферии стола в его центре основное поле было равно или превышало значение 0,45. . рассеяния не будетполностьюкомпенсиро- 45 При этом внутренний диаметр катушки 10 вано, размагничивания не должен превышать

Таким образом, основная трудность 1,05 внешнего диаметра силовой катушки 3 компенсации магнитного поля рассеяния и катушка размагничивания должна быть .заключается в неравномерности как поля размещена так, чтобы ее центр отстоял от подмагничивания, так и размагничивания. 50 поверхности стола 5 на расстоянии, не

Не представляет никаких трудностей при- меньшем 0,3 диаметра силовой катушки 3. менение катушки размагничивания, созда-. В результате реализации предлагаемоющей поле большей интенсивности, чем го вибростенда магнитная индукция в 20мм поле рассеяния. Но задача заключается в над поверхностью стола не превышает 1х достижении минимальной индукции маг- 55 х10зТл. нитного поля независимо от его происхож- Предлагаемый вибростенд выполнен дения. В предлагаемом вибростенде приусовершенствованиивибростендатипа выравниванию полей уделено наибольшее УВЭ-100/5-3000. Вибростенд оснащен равнимание: оба экрана, в основном. коррек-: бочим столом диаметром 470 мм при внештируют форму соответствующих полей, де- нем диаметре подвижной катушки также

1744556

470 мм. Шесть секторов экрана выполнены из мягкой стали толщиной 10 мм и установлены на алюминиевых стойках на расстоянии 40 мм от установочной плиты стола.

Наружный экран выполнен из мягкой стали 5 толщиной 4 мм.

Индукция поля рассеяния до реализации вибростенда составляла в центре стола

21,5 10 Тл, После установки экрана из шести стальных секторов индукция в центре 10 стола снизилась до 16,4 10 Тл, на краю— до 9,4 10 Тл. После установки наружного экрана и катушки размагничивания с числом витков 920 вместо 1850 витков заводского варианта индукция в центре стола 15 составила 1 10, а на краю — 0,8 10. Тл.

Таким образом, при рабочем столе диаметром 470 мм получены хорошие результаты размагничивания.

В результате в предлагаемом вибро- 20 стенде по сравнению с прототипом вместо двух катушек размагничивания применена одна, но вместо одного экрана использовано два экрана. Однако стоимость. экрана, изготавливаемого из дешевой конструкци- 25 онной стали, значительно меньше стоимости катушки размагничивания, которая достигает 500 руб. При этом экран 11, замкнутый на магнитоп ровод, фактически заменяет декоративную крышку, обычно 30 изготавливаемую из алюминиевого литья.

Кроме этого, применение одной катушки размагничивания вместо двух приводит к экономии 57 потребляемой установкой мощности. 35

Формула изобретения

Электродинамический вибростенд, содержащий магнитопровод с катушкой подмагничивания, подвижную систему, включающую размещенную в рабочем зазоре магнитопровода силовую катушку, жестко связанный с ней стол для установки испытуемого изделия, выполненный в виде стакана, упругую подвеску и устройство для снижения индукции магнитного поля рассеяния над столом, включающее замкнутый на магнитопровод экран с отверстием для стола и установленную на магнитопроводе катушку размагничивания, о т л и ч à ю щ и йс я тем, что, с целью снижения его стоимости и эксплуатационных расходов при сохранении степени снижения индукции магнитного поля рассеяния над столом, вибростенд снабжен вторым экраном, установленным на центральном сердечнике магнитопровода через немагнитный элемент на расстоянии не более 2-3 А от внутренней поверхности установочной плиты стола, где

А — максимальная амплитуда виброперемещения стола, замкнутый на магнитопровод экран установлен ниже установочной по-, верхности стола на расстоянии не более 2 — 3

А, размеры катушки размагничивания выбраны из соотношения h/t 0,45 Овн/Ок( 1,05, где h, 4 и О н — соответственно высота, толщина и внутренний диаметр катушки размагничивания; О» — внешний диаметр силовой катушки, а расстояние от центра катушки размагничивания до установочной поверхности стола составляет не менее 0,3 Ок.

1744556

4ЪаЗ

Составитель .Г. Пушкарев

Техред М.Моргентал, Корректор Т. Лойская

Редактор А, Лежнина

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

Заказ 2191 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям йри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж=35, Раушская наб., 4/5