Стенд для испытания изделий на воздействие импульса ускорения

 

Сущность изобретения: поворотной планшайбе 4, которая установлена на вращающейся уравновешенной платформе 2 и несет поворотный стол 7 для закрепления испытуемого изделия 9, сообщается импульс ускорения путем притормаживания платформы. Ось поворота планшайбы параллельна оси вращения платформы и расположена на периферии последней. Устройство для притормаживания платформы содержит легкосрезаемый элемент 16, установленный на основании 1 с возможностью поступательного перемещения параллельно оси вращения платформы, привод 17 перемещения элемента 16 и жестко закрепленное на платформе средство 19 для срезания элемента. Изобретение обеспечивает увеличение интенсивности нарастания ускорения, упрощение конструкции стенда и его обслуживания. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к ротационным испытательным стендам для воспроизведения линейных ускорений с высокой интенсивностью нарастания.

Известен стенд для динамических испытаний изделий [1] содержащий основание, установленную на нем платформу с приводом ее вращения, установленную на периферии платформы с возможностью вращения относительно оси, параллельной оси вращения платформы, планшайбу с приводом ее вращения, включающим двигатель с угловым редуктором и инерционный механизм разгона, установленный на периферии планшайбы с возможностью поворота относительно оси, параллельной оси вращения платформы, стол для закрепления испытуемого изделия, размещенный на планшайбе привод поворота стола, средства фиксации инерционного механизма разгона планшайбы и систему управления, инерционный механизм разгона планшайбы выполнен в виде двух масс, размещенных в радиальных направляющих, выполненных в платформе перпендикулярно оси входного вала углового редуктора, шкива, закрепленного на входном валу этого редуктора в центре платформы, двух гибких тросов, одни концы которых связаны с массами, а вторые закреплены на шкиве, а в конце направляющих на периферии платформы установлены амортизаторы.

Недостатком этого стенда является сложность его конструкции для реализации интенсивно изменяющихся ускорений.

Наиболее близким по технической сущности является стенд для испытания изделий на воздействие линейных ускорений [2] содержащий установленную на основании платформу с противовесом и приводом ее вращения, установленную на периферии платформы поворотную планшайбу, ось поворота которой параллельна оси вращения платформы, снабженную реверсивным приводом, размещенным на платформе, и стол для закрепления испытываемого изделия, установленный с возможностью поворота на планшайбе.

Недостатком этого стенда является низкая интенсивность нарастания испытательного воздействия.

Задача изобретения увеличение интенсивности нарастания ускорений, воспроизводимых на стенде, упрощение его конструкции и обслуживания.

Это достигается тем, что стенд для испытания на воздействие импульса ускорения, содержащий установленную на основании платформу с противовесом и приводом ее вращения, установленную на периферии платформы поворотную планшайбу, ось поворота которой параллельна оси вращения платформы, снабженную реверсивным приводом, размещенным на платформе, и стол для закрепления испытываемого изделия, установленный с возможностью поворота на планшайбе, дополнительно снабжен устройством для притормаживания платформы, включающим легкосрезаемый элемент, установленный на основании с возможностью поступательного перемещения параллельно оси вращения платформы, приводом для перемещения этого элемента, установленным на основании, и средством для срезания элемента, жестко закрепленным на платформе.

На фиг. 1 показан предлагаемый стенд, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид сверху.

Стенд содержит установленную на основании 1 платформу 2 с приводом 3 ее вращения, установленную на платформе 2 с возможностью вращения относительно оси параллельной оси вращения платформы, планшайбу 4, снабженную управляемым реверсивным приводом 5, размещенным на платформе и связанным с планшайбой 4 посредством углового редуктора 6. На диаметрально противоположных плечах планшайбы с возможностью противофазного вращения установлены основной 7 и дополнительный 8 столы для закрепления испытуемого изделия 9 и его весового макета 10 соответственно, снабженные общим реверсивным приводом 11 вращения, закрепленным на планшайбе 4 по ее оси и связанным со столами 7 и 8 посредством трансмиссий 12 и 13 и зубчатых передач 14 и 15 соответственно.

В зоне вращения платформы 2 смонтировано устройство для притормаживания платформы, включающее легкосрезаемый элемент 16, установленный на основании с возможностью поступательного перемещения параллельно оси вращения платформы, привод 17 перемещения этого элемента, установленным на основании, и средством 19 для срезания элемента 16, жестко закрепленное на платформе. В качестве средства для срезания элемента 16 может быть использован нож или край платформы 2. Платформа 2 уравновешена противовесом 18.

Увеличение интенсивности нарастания ускорения достигают за счет использования динамического взаимодействия планшайбы и платформы стенда при притормаживании последней.

При реализации предлагаемого технического решения увеличивается интенсивность нарастания переднего фронта ускорения, что достигается за счет использования инерционных сил, возникающих при срезании элемента 16.

Стенд работает следующим образом.

В исходном положении планшайба 4 ориентируется таким образом, чтобы изделие 9, закрепленное на столе 7, находилось на оси вращения платформы. Легкосрезаемый элемент 16 опущен. Платформа 2 раскручивается приводом 3 до расчетной угловой скорости. Приводом 17 поднимают элемент 16, который взаимодействует с краем платформы 2. При взаимодействии платформы с элементом 16, последний срезается, в результате чего платформа ускоренно притормаживается.

Ускоренное притормаживание платформы 2 вызывает ускоренный поворот планшайбы 4, а, следовательно, и быстрое увеличение радиуса вращения изделия 9, на которое действуют центробежные силы с высокой интенсивностью нарастания. Далее приводом 5 программно поворачивают планшайбу 4, обеспечивая воспроизведение главного вектора инерционных сил, относительно направления которого поворачивают оси избирательности изделия 9, реализуя воспроизведение полезной инерционной нагрузки, действующей по этой оси, и вредной поперечной составляющей.

Крутизна импульса воспроизводимого на стенде ускорения зависит от скорости поворота планшайбы, которая в свою очередь зависит от ускорения платформы, формируемого при взаимодействии элемента с платформой. Мера этого взаимодействия определяется инерционными характеристиками с приспособлениями, геометрическими характеристиками разрушаемого элемента и его физическими свойствами. Уравнения, описывающие динамику стенда следующие [I₁ + I₂ + M₂R²) + I₂ M_к1, I₂( + ) M_к2, (1) где , ускорения платформы и планшайбы соответственно; I₁, I₂ моменты инерции платформы и планшайбы соответственно; М₂, R масса планшайбы и расстояние между осями вращения планшайбы и платформы; M_к1, М_к2 крутящие моменты собственных приводов платформы и планшайбы.

Считая приводы платформы и планшайбы отключенными в момент среза легкосрезаемого элемента 16, уравнения (1) могут быть представлены в виде [I₁ + I₂ + M₂R²) + I₂ τ_вSR Fl M_т; I₂( + ) 0, (2) где М_т тормозной момент; τ_в предел прочности материала разрушаемого элемента; S площадь поперечного сечения разрушаемого элемента;
l расстояние от оси вращения платформы до продольной оси разрушаемого элемента;
F сила среза.

Таким образом, задаваясь временем нарастания ускорения или скоростью (ускорением) поворота планшайбы можно подобрать требуемые τ_в и S срезаемого элемента, что необходимо делать для каждого конкретного случая.

Таким образом, используя эффект динамического взаимовлияния звеньев совокупной механической системы, более простыми средствами можно реализовывать интенсивное нарастание центробежной нагрузки. Использование "крутящего удара" для создания кратковременно действующих инерционных сил обусловлено недостаточной энергоотдачей существующих гидропневмоэлектромеханических преобразователей энергии. Изменяя материал легкосрезаемого элемента 16, его геометрию регулируют время действия и величину ускорения, возникающего при торможении платформы, а следовательно, время действия и величину инерционных сил, действующих на планшайбу. Простота замены легкосрезаемого элемента 16 от испытания к испытанию упрощает обслуживание стенда.

Формула изобретения

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ИМПУЛЬСА УСКОРЕНИЯ, содержащий установленную на основании платформу с противовесом и приводом ее вращения, установленную на периферии платформы поворотную планшайбу, ось поворота которой параллельна оси вращения платформы, снабженную реверсивным приводом, размещенным на платформе, и стол для закрепления испытуемого изделия, установленный с возможностью поворота на планшайбе, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен устройством для притормаживания платформы, включающим легкосрезаемый элемент, установленный на основании с возможностью поступательного перемещения параллельно оси вращения платформы, привод перемещения этого элемента, установленный на основании, и средство для срезания элемента, жестко закрепленное на платформе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2