Стенд для исследования характеристик устройств возбуждения виброколебаний
Владельцы патента RU 2348024:
ФГУП "192 Центральный завод железнодорожной техники" (RU)
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для создания стендов для измерения амплитудно-частотных характеристик устройств возбуждения виброколебаний. Устройство состоит из вибратора, содержащего корпус с установленными в нем двумя дебалансами на валах. Корпус подпружинен силовыми и дополнительными пружинами, упирающимися в стойки. Корпус контактирует с основанием, расположенным на плите, по сферической поверхности. Силовые пружины расположены в плоскости симметрии дебалансов, а дополнительные - попарно симметрично относительно плоскости симметрии дебалансов. Для измерения амплитудно-частотных характеристик вибратора в углах корпуса установлены датчики перемещения, попарно и симметрично относительно плоскости симметрии дебалансов. Технический результат заключается в повышении качества измерений характеристик и качества изготовления вибратора. 2 ил.
Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к стендам для определения амплитудно-частотных характеристик устройств виброколебаний.
Известен рабочий орган шпалоподбивочной машины, содержащий раму, смонтированные на ней, расположенные попарно противоположно корпуса, в которых установлены с возможностью вращения вокруг своей оси подбойки, механизм возбуждения плоскопараллельных колебаний, связанный с корпусами, и механизмы возбуждения крутильных колебаний, связанные с подбойками. При этом каждый механизм возбуждения крутильных колебаний состоит из управляемого гидроцилиндра, тяги и шарнирно закрепленного на раме рычага, причем рычаг через управляемый гидроцнлиндр связан с подбойкой, а через тягу, которая шарнирно закреплена на нем, с корпусом противоположно расположенной подбойки [1].
Недостатком данного рабочего органа является невозможность проверки амплитудно-частотных характеристик механизма возбуждения плоскопараллельных колебаний.
Известен стенд для испытаний элементов подбивочного блока путевой машины, содержащей смонтированные на раме нагружающее устройство, устройство возбуждения виброколебаний подбоек и устройство их поворота. При этом для повышения эффективности стенда путем обеспечения проведения испытаний шарнирных соединений подбоек в условиях, близких к эксплуатационным, нагружающее устройство состоит из груза, нагружающей пружины, связанной с грузом, и упругой тяги для шарнирного соединения груза с нижней частью подбойки, а указанные устройства возбуждения виброколебаний подбоек и устройство их поворота смонтированы с возможностью взаимодействия с испытуемой подбойкой в соответствующих ее шарнирных соединениях [2].
Однако этот стенд позволяет оценить только надежность шарнирных соединений механизма, а не отклонение его амплитудно-частотных характеристик возбуждения плоскопараллельных колебаний при неточности проектирования и сборки.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является вибростенд с двухвальным дебалансным возбудителем [3, с.438, рис.12,б]. Этот вибростенд состоит из подвижного подпружиненного корпуса с установленными на нем двумя дебалансами на валах. Пружины, опираясь в стойки, обеспечивают перемещение корпуса в горизонтальной плоскости.
Вибровозбуждение осуществляется за счет вращения дебалансов в противоположных направлениях и одинаковых фазах относительно вертикальной оси.
Недостатками данного вибростенда являются невозможность оценить отклонения его амплитудно-частотных характеристик возбуждения плоскопараллельных колебаний при неточности изготовления дебалансов, при отклонении плоскостей симметрии их относительно центра масс системы и сдвига фаз вращения дебалансов при сборке.
Целью изобретения является повышение качества изготовления вибратора путем измерения амплитудно-частотных характеристик устройств возбуждения виброколебаний при неточности изготовления дебалансов по массе, при отклонении плоскостей симметрии дебалансов относительно центра масс системы и при сдвиге фаз вращения дебалансов при сборке.
На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого стенда, а на фиг.2 - разрез по линии А-А на фиг.1.
Стенд состоит из вибратора, содержащего корпус 1, с установленными в нем двумя дебалансами 2 на валах (фиг.2). Корпус 1 подпружинен силовыми 3 и дополнительными пружинами 4, упирающимися в стойки 5.
Новым в стенде является то, что корпус 1 контактирует с основанием 6, расположенным на плите 7, по сферической поверхности 8. Силовые пружины 3 расположены в плоскости симметрии 9 дебалансов 2, а дополнительные 4 - попарно симметрично относительно плоскости симметрии 9 дебалансов 2. Для измерения амплитудно-частотных характеристик вибратора в углах корпуса 1 попарно симметрично относительно плоскости симметрии 9 дебалансов 2 установлены датчики перемещения 10.
Стенд работает следующим образом. При вращении дебалансов 2 в разные стороны (фиг.2) создается виброусилие, которое воспринимается силовыми пружинами 3.
При неточности изготовления дебалансов 2 по массе в горизонтальной плоскости вибратора возникает знакопеременный момент, действующий на корпус 1, а следовательно, и на пружины 4. Корпус 1 начинает качаться по сферической поверхности 8 относительно основания 6, вызывая колебательный процесс. Амплитуда и частота этого процесса измеряются датчиками 10.
При сдвиге фаз вращения дебалансов 2 при сборке в горизонтальной плоскости вибратора возникает процесс, аналогичный как при неточности изготовления дебалансов 2 по массе.
При отклонении плоскостей симметрии 9 дебалансов 2 относительно центра масс системы в вертикальной плоскости вибратора, проходящей через центр масс перпендикулярно корпусу 1, возникает знакопеременный момент, действующий на корпус 1, а следовательно, и на пружины 4. Корпус 1 начинает качаться по сферической поверхности 8 относительно основания 6, вызывая колебательный процесс. Амплитуда и частота этого процесса измеряются датчиками 10.
Зная жесткость пружин 4 и амплитуды колебаний в указанных выше процессах, определяются величины возникающих силовых факторов, а по ним выполняется корректировка конструктивных элементов по размерам и точности сборки вибратора.
Таким образом, с помощью предлагаемого стенда для исследования характеристик устройств возбуждения виброколебаний достигается повышение качества изготовления вибратора.
Источники информации
1. А.С. СССР №1076511, М.Кл. Е01В 27/162, опубл. 28.02.84, бюл. №8.
2. А.С. СССР №1073599, М.Кл. G01M 19/00, опубл. 15.02.84, бюл. №6.
3. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./ Ред. совет: В.Н.Челомей (пред.). - М.: Машиностроение, 1981. - Т.4. Вибрационные процессы и машины / Под ред. Э.Э.Лавендела. 1981. 509 с.
Стенд для исследования характеристик устройств возбуждения виброколебаний, состоящий из вибратора, содержащего корпус с установленными в нем двумя дебалансами на валах и подпружиненный силовыми и дополнительными пружинами, упирающимися в стойки, отличающийся тем, что корпус контактирует с основанием, расположенным на плите, по сферической поверхности, силовые пружины расположены в плоскости симметрии дебалансов, дополнительные - попарно симметрично относительно плоскости симметрии дебалансов, а датчики перемещения для измерения амплитудно-частотных характеристик вибратора установлены в углах корпуса попарно симметрично относительно плоскости симметрии дебалансов.
