Установка центробежная и держатель изделия для центробежной установки
Владельцы патента RU 2699302:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Группа изобретений относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытаний изделий на воздействие линейных ускорений. Установка центробежная содержит фундаментную опору, вертикальный двухопорный вал с верхней и нижней опорами, привод вала, установленный на раме, шарнирно закрепленную на вертикальном валу с возможностью изменения местоположения ее оси качания несущую балку, представляющую собой коробчатый корпус с жестко закрепленными на его противоположных сторонах цапфами с надетыми на них подшипниками. В направляющих корпуса симметрично относительно продольной оси балки установлены две параллельные штанги. На одном конце несущей балки закреплен противовес с дополнительными грузами, на другом - держатель для испытуемого изделия. Штанги установлены в направляющих корпуса попарно на разных расстояниях относительно продольной оси балки, держатель выполнен с возможностью размещения оси изделия на расстоянии от оси вращения вала, большем длины штанг, и в плоскости продольной оси штанг перпендикулярно их осям. Технический результат - обеспечение проведения испытаний изделий больших размеров и массы на воздействие линейных ускорений в поперечном направлении. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.
Группа изобретений относится к испытательной технике, а именно, к установкам для испытаний изделий на воздействие линейных ускорений.
Известна центрифуга (А.С. СССР №236072, МПК G01M 7/00, 1967 г., опубл. Бюлл. №40, 1969 г.), содержащая Т-образную раму, установленную на фундаменте, вертикальный вал, привод вертикального вала, размещенный на раме, две опоры для вертикального вала, расположенные верхняя - в плоскости рамы, а нижняя - на фундаменте, и размещенную на вертикальном валу несущую балку, выполненную в виде трубы, один конец которой предназначен для крепления испытуемого изделия, а на другом закреплен противовес, снабженный размещенным в трубе грузом, имеющим возможность осевого перемещения.
Недостатком известной центрифуги является то, что она позволяет производить испытания либо крупногабаритных тяжелых изделий на небольшие перегрузки, либо относительно меньшего веса и габарита на большие перегрузки. Переход с одного режима испытаний на другой требует большой перестройки в конструкции стенда. Это снижает эксплуатационные возможности центрифуги. Кроме того, в данной центрифуге статическая балансировка осуществляется лишь одним грузом противовеса. Это сужает диапазон статической балансировки центрифуги.
Известна установка центробежная (патент №RU 2249801, MПК 7G01M 1/00, опубл. 10.04.2005, Бюл. №10, 2005 г.), содержащая установленную на фундаменте раму, вертикальный двухопорный вал, привод вала, саму несущую балку, представляющую собой коробчатый корпус с жестко закрепленными на его сторонах цапфами с надетыми на них подшипниками, в направляющих которого установлены две параллельные штанги. На одном конце несущей балки закреплен противовес с дополнительными грузами, на другом - держатель с испытуемым изделием.
Данная установка выбрана в качестве прототипа для заявляемой центробежной установки.
Общим недостатком выше приведенных центробежных установок является то, что они предназначены для испытания изделий, закрепленных в устройстве поворотном или стакане универсальном на штангах и располагающихся в вертикальной плоскости между штангами, что снижает диапазон испытаний изделий, а также то, указанные установки позволяют проводить испытания изделий, закрепленных в держателе на воздействие линейных ускорений только в продольном поперечном и под углом направлениях, при этом продольная ось изделия всегда находится в вертикальной плоскости, что ограничивает габаритные размеры испытываемого изделия имеющимися расстоянием между штангами и/или габаритными размерами испытательной камеры.
Известен держатель изделия для центробежной установки, выполненный в виде съемной фермы с крестообразными втулками, надетыми на штанги несущей балки центробежной установки с возможностью продольного перемещения и поворота относительно оси штанг, описанный в патенте RU №2249801, «Установка центробежная» MПК 7G01M 1/00, опубл. 10.04.2005, Бюл. №10, 2005 г.
Недостатком держателя этой центробежной установки является то, что он позволяет проводить испытания объектов, закрепленных в ферме (корпусе), надетой на штанги, расположенные на фиксированном расстоянии друг от друга и от центра вращения центробежной установки, при этом крестообразные втулки фермы позволяют проводить испытания изделий на воздействие линейных ускорений, действующих только в продольном и поперечном направлении, расположенных в вертикальной плоскости, что значительно снижает диапазон испытываемых изделий.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, заключается в расширении диапазона эксплуатационных возможностей, обеспечении проведения испытаний изделий больших размеров и массы на воздействие линейных ускорений, действующих в поперечном направлении.
Технический результат: обеспечение испытаний изделий, длина которых превышает высоту испытательной камеры, в которой размещена центробежная установка, на воздействие линейных ускорений в поперечном направлении.
Указанная техническая задача решается за счет того, что в заявляемой центробежной установке, содержащей фундаментную опору, вертикальный двухопорный вал с верхней и нижней опорами, привод вала, установленный на раме, шарнирно закрепленную на вертикальном валу с возможностью изменения местоположения ее оси качания, несущую балку, представляющую собой коробчатый корпус, с жестко закрепленными на его противоположных сторонах цапфами с надетыми на них подшипниками, в направляющих корпуса симметрично относительно продольной оси балки установлены две параллельные штанги, на одном конце несущей балки закреплен противовес с дополнительными грузами, на другом - держатель для испытуемого изделия, в отличие от прототипа штанги установлены в направляющих корпуса попарно на разных расстояниях относительно продольной оси балки, держатель выполнен с возможностью размещения оси изделия на расстоянии от оси вращения вала большем длины штанг, и в плоскости продольной оси штанг перпендикулярно их осям.
Технический результат достигается также за счет того, что в держателе изделия для центробежной установки, содержащем корпус с установленными в нем цилиндрическими втулками, предназначенными для надевания на штанги и продольного перемещения относительно них, в отличие от прототипа, корпус выполнен состоящим из соединенных с помощью сварки горизонтальных и вертикальных плит, связанных ребрами жесткости, дополнительно содержит конус, продольная ось которого и продольные оси втулок расположены в одной горизонтальной плоскости перпендикулярно друг другу, конус жестко соединен с корпусом при помощи горизонтально расположенного центрального ребра жесткости, по крайней мере, двух вертикальных шпангоутов, и снабжен вкладышами с посадочными местами для размещения изделия, при этом имеет ребра жесткости, расположенные вдоль осей втулок, вдоль наружной боковой поверхности конуса и вертикальные ребра жесткости внутри корпуса.
Использование совокупности признаков заявляемой установки центробежной и держателя изделия для установки позволяет расширить диапазон эксплуатационных возможностей, обеспечить проведение испытаний изделий больших размеров и массы, высота которых превышает высоту испытательной камеры, в которой размещена установка центробежная.
Изобретения поясняются фигурами. На фиг. 1 - изображена центробежная установка, на фиг. 2 - изображена несущая балка центробежной установки, на фиг. 3 - изображен держатель изделия, на фиг. 4 - изображен разрез держателя, на фиг. 5 - изображен конус с вкладышами для установки изделия.
Установка центробежная содержит фундаментную опору 1, вертикальный вал 2, несущую балку 3, закрепленную на верхнем торце вертикального вала, приводной электродвигатель 4, размещенный на раме 15, карданную передачу 5, связывающую электродвигатель с несущей балкой, устройство вывешивания, несущей балки 3 для статической балансировки, расположенное в опорных узлах вала 2.
Несущая балка 3 (фиг. 2) выполнена в виде коробчатого корпуса 16 с жестко закрепленными на его противоположных торцевых сторонах цапфами 6 с надетыми на них подшипниками, опирающимися на плиту (на фиг. не показано), закрепленную на верхнем торце вертикального вала 2. В направляющих 18 корпуса симметрично относительно продольной оси балки 3 с одной и с другой стороны установлены с возможностью продольного перемещения относительно оси 10 качания две параллельные штанги 11, выполненные состоящими из двух частей 21 и 22, попарно с противоположных сторон корпуса, расположенных на различном постоянном расстоянии l1 и l2
(в данном примере 11>l2) относительно продольной оси балки и друг от друга.
На концах штанг 11 диаметрально противоположно установлены держатель 8 для установки изделия и противовес 9 с набором отдельных грузов.
Держатель изделия для центробежной установки содержит корпус 23 с установленными в нем цилиндрическими втулками 24, предназначенными для надевания на штанги 11 и продольного перемещения относительно них. Корпус 23 выполнен состоящим из соединенных с помощью сварки горизонтальных 38 и вертикальных 39, 40 плит, связанных ребрами жесткости 37. Дополнительно содержит конус 25, продольная ось 26 которого и продольные оси 27 втулок 24 расположены в одной горизонтальной плоскости перпендикулярно друг другу.
Конус 25 снабжен вкладышами 31 и 32 с посадочными местами для размещения изделия, жестко соединен с корпусом 23 при помощи горизонтально расположенного центрального ребра жесткости 28, по крайней мере, двух вертикальных шпангоутов 29, 30, вдоль наружной боковой поверхности конуса 25 выполнены ребра жесткости 34, 35, 36.
Корпус 23 имеет ребра жесткости 33, расположенные вдоль осей 27 втулок 24, и расположенные внутри корпуса вертикальные ребра жесткости 37.
Заявляемые установка центробежная и держатель изделия работают следующим образом.
Изделие помещают в конус 25 с установленными в нем вкладышами 31, 32. Держатель 8 с изделием, длина которого превышает высоту испытательной камеры, в которой размещена центробежная установка, надевают на штанги 1 [установки центробежной, фиксируют при помощи крепежных деталей. Несущую балку устанавливают в строго горизонтальное положение путем плавного перемещения противовеса 9 по штангам 11, производя балансировку установки с помощью грузов противовеса 9.
Затем производят включение электродвигателя 4, который посредством карданной передачи 5 разгоняет несущую балку 3 до заданного числа оборотов, в результате обеспечивается проведение испытаний изделий больших размеров и массы на воздействие линейных ускорений, действующих в поперечном направлении.
Технический результат: испытываемое изделие размещается на необходимом радиусе, решая задачу увеличения типов испытуемых изделий, то есть расширение диапазона эксплуатационных возможностей, обеспечения проведения испытаний изделий больших размеров и массы на воздействие линейных ускорений в поперечном направлении, при этом ось изделия находится в плоскости осей штанг (горизонтальной плоскости) под прямым углом к осям штанг.
1. Установка центробежная, содержащая фундаментную опору, вертикальный двухопорный вал с верхней и нижней опорами, привод вала, установленный на раме, шарнирно закрепленную на вертикальном валу с возможностью изменения местоположения ее оси качания несущую балку, представляющую собой коробчатый корпус с жестко закрепленными на его противоположных сторонах цапфами с надетыми на них подшипниками, в направляющих корпуса симметрично относительно продольной оси балки установлены две параллельные штанги, на одном конце несущей балки закреплен противовес с дополнительными грузами, на другом - держатель для испытуемого изделия, отличающаяся тем, что штанги установлены в направляющих корпуса попарно на разных расстояниях относительно продольной оси балки, держатель выполнен с возможностью размещения оси изделия на расстоянии от оси вращения вала, большем длины штанг, и в плоскости продольной оси штанг перпендикулярно их осям.
2. Держатель изделия для центробежной установки, содержащий корпус с установленными в нем цилиндрическими втулками, предназначенными для надевания на штанги и продольного перемещения относительно них, отличающийся тем, что корпус выполнен состоящим из соединенных с помощью сварки горизонтальных и вертикальных плит, связанных ребрами жесткости, дополнительно содержит конус, продольная ось которого и продольные оси втулок расположены в одной горизонтальной плоскости перпендикулярно друг другу, конус жестко соединен с корпусом при помощи горизонтально расположенного центрального ребра жесткости, по крайней мере двух вертикальных шпангоутов и снабжен вкладышами с посадочными местами для размещения изделия, при этом держатель имеет ребра жесткости, расположенные вдоль осей втулок, вдоль наружной боковой поверхности конуса, и вертикальные ребра жесткости внутри корпуса.
