Резонансная испытательная машина

 

111! 526804

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со!па Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.06,74 (21) 2041178, 28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания !3.09.76 (51) М. Кл.- б 01N 3/36

Государственный комитет

Совета Министров СССР ll0 делам нэабретений и открытий (53) УДЕ, 620.178.6 (088.8) (72) Авторы изобретения А. С. Больших, Л. М. Лебедев, А. М. Шулемович и А. Г. Тер-Симонян (71) Заявитель

Научно-исследовательский и конструкторский ин испытательных машин, приборов и средств измерен (54) РЕЗОНАНСНАЯ ИСПЫТАТЕЛЪНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к машинам для механических испытаний, и может быть использовано для испытаний образцов материалов на усталость при симметричном и асимметричном циклах нагружения.

Известна резонансная испытательная машина для усталостных испытаний с электрогидравлическим приводом, содержащая силовую раму, гидроцилиндры статического и динамического нагружения и средства управления (1).

Наиболее близкой по технической сущности к предложенному изобретению является реронансная испытательная машина, содержащая силовую раму, закрепленные на ней гидроцилиндры статического и динамического нагружения, штоки поршней которых соединены последовательно, набор сменных масс, захваты для крепления испытуемого образца, датчик силы, подключенные к его выходам электронные регуляторы, связанные с ними электромеханические преобразователи сервоклапанов, управляющие один — гидроцилиндром статического нагружения, а другой— гидроцилиндром динамического нагружения, и источник гидравлической энергии (2).

Однако известные машины имеют небольшой диапазон рабочих частот, связанный с тем, что сервоклапан, управляющий гидроцилиндром динамического нагружения, обладает резко выраженной падающей характеристикой, а электромеханический преобразователь сервоклапана работает в зарезонансном режиме. Такой режим работы сервоклапана обусловливает проявление инсрционности управляюш,их органов, что, и свло очередь, приводит к существенному падению на высо-!

О ких частотах амплитудно-частотной характеристики.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот резонансной испытательной машины. !

5 Это достигается тем, что электромеханический преобразователь сервоклапана, управляющий гидроцилиндром динамического нагружения, выполнен в виде резонансного электродинамического возбудителя, а машина снабжена установленным на подвижной системе возбудителя датчиком смещения, четырехходовым золотником, две полости которого через дросселп подключены и полостям гидроцилиндра динамического нагртжения, 25 а две другие — к возбудителю, установленным на линии слива четырехходового золотника двухходовым двухпозиционным клапаном непрерывного действия и связанными с ним и между собой усилителем мощности и блоком

ЗО сравнения фаз, один вход которого связан с

526804

4 ханических преобразователей сервоклапанов

10 и 11, возбуждая в гидроцилнндрах 1 и 3 соответственно статические и динамические усилия.

5 Машина, как правило, раоотает в резонансном режиме. Резонансная частота определяется приведенными массой и жесткостью образца. Наоором сменных масс 6 достигается установка резонансной частоты.

10 Электрические сигналы с частотой собственных колебаний системы масса — образец с датчика 9, усиленные регулятором 17 до заданного уровня, поступают по каналу 34 в подвижную катушку 38 электродинамического

15 возбудителя 21 сервоклапана 11, вызывая перемещение его подвижной системы 23, жестко связанной с золотником 19. Псрсмещения последнего возбуждают периодические колебания силы той же частоты, Ручная настройка по фазе осуществляется при помощи регулятора 17. По упомянутому силовому замкнутому контуру осуществляется автоколебательный процесс возбуждения силы в испытываемом образце 8.

25 Настройка электромеханического преобразователя 20 сервоклапана 11 на резонансный режим работы, при котором достигается эффективная величина перемещения золотника 19 в широком диапазоне частот, осугцествляется при помощи изменения положения губок 25, охватывающих упругис подвесы 24.

Усилия, необходимые для деформации губок

25, возбуждаются дифференциальным гидравлическим зажимающим устройством 26. Для автоматической настройки механического колебательного контура сервоклапана 11 на частоту, совпадающую с резонансной частотой системы образец — масса, уровень давлений в устройстве 26 поддерживается сервоклапа40 ном 13. Последний управляется блоком 14 сравнения фаз через усилитель 15 мощности.

Таким образом, осуществляется положительная обратная связь по амплитуде колебаний подвижной системы сервоклапана 11.

45 При нарушении симметрии колебаний золотника 19 относительно своего среднего положения возникает различная по амплитуде пульсация давлений в полостях гидроцилиндра 3. При наличии дросселей 18 по каналам

50 31 и 32 проходит в основном лишь постоянная составляющая давлений, перемещая золотник

12 в том или ином направлении. От золотника

12 через каналы 36 и 37 перепад давления, величина и направление которого определяет5 ся положением золотника, передается на дифференциальное гидравлическое зажимающее устройство 26, осуществляя отрицательную обратную связь по отклонению симметрии колебаний золотника 19 сервоклапана 11.

3 датчиком смещения, а другой через электронный регулятор — с датчиком силы.

На фиг. 1 изображена гидравлическая схема предлагаемой машины; на фиг. 2 — электромеханический преобразователь, Резонансная испытательная машина содер>кит гидроцилиндр 1 статического нагружения с поршнем 2. гидроцилиндр 3 динамического нагружения с поршнем 4, гидроаккумуляторы 5, набор сменных масс 6, захваты 7 для закрепления в них испытываемых образцов 8, датчик 9 силы, четырехходовые трехпозиционные непрерывного действия с реверсивными электроприводами сервоклапаны 10 и 11 соответственно для управления гидроцилиндрами статического и динамического нагружения, четырехходовый трехпозиционный непрерывного действия золотник 12., электрогидравлический двухходовый двухпозиционный непрерывного действия сервоклапан 13 с реверсивным ходом, блок 14 сравнения фаз, электронный усилитель 15 мощности, электронные регуляторы 16 и 17 и дроссели 18, обладающие значительным гидравлическим сопротивлением.

Сервоклапан 11, управляющий гидроцилиндром 3 динамического нагружения, образован четырехходовым трехпозиционным непрерывного действия золотником 19 и электромеханическим преобразователем 20. Последний (см. фиг. 2) включает электродинамический возбудитель 21 и датчик 22 смещения подви>кной системы 23 преобразователя. Подвижная система 23 преобразователя 20 снабжена упругими подвесами 24, которые охвачены губками 25 дифференциального гидравлического зажимающего устройства 26.

Силовая рама 27 жестко связывает гидроцилиндры 1, 3 и датчик 9 силы. Силовое замыкание машины осуществляется последовательно соединенными выводными штоками 28 поршней

2 и 4, набором сменных масс б, испытываемым образцом 8,датчиком 9 силы и рамой 27.

Питание гидравлической энергией сервоклапанов 10 и 11 и золотника 12 осуществляется линиями 29 питания и линиями 30 слива источника гидравлической энергии. Сервоклапан 13 установлен на линии 30 слива золотника 12. Управляющие полости последнего соединены каналами 31 и 32 с сервоклапаном

11 через дроссели 18.

Выход блока 14 сравнения фаз каналом 33 соединен с электронным усилителем 15 мощности. Один вход блока 14 сравнения фаз соединен каналом 34 с датчиком 9 силы через 5 регулятор 17, а другой вход — каналом 35 с датчиком 22 смещения сервоклапана 11. Каналом 34 соединен также регулятор 17 с подBH?KHoH обмоткой электродинамического возбудителя 21. Управляющие полости золотни- 0 ка 12 соединены каналами 36 и 37 с устройством 26 сервоклапана 11.

Электрические сигналы задатчиков, являющихся составной частью регуляторов 16 и 17, поступают соответственно на вход электроме- 5?

Наличие механического колеоательного контура, выполненного в виде упругих подвесов, защемленных фигурными губками, позволяет осуществить резонансный режим работы в системе управления.

526804

Управляемые дифференциальным п дравлическим зажимающим устр: йством фасонныс губки позволяют плавно изменять резонансную частоту подвижной системы сервоклапана, управляющего гидроцилиндром динамического нагружения. Такая особенность предлагаемой конструкции повышает верхнюю частоту частотного диапазона работы машины, достигая повышения ее производительностп.

Формула изобретения

Резонансная испытательная машина, содержащая силовую раму, закрепленные на ней гидроцилиндры статического и динамического нагружения, штоки поршней которых соединены последовательно, набор сменных масс, захваты для крепления испытуемого образца, датчик силы, подключенные к его выходам электронные регуляторы, связанные с ними электромеханические преобразователи сервоклапанов, управляющие один — гидроцилиндром статического нагружения, а другой— гидроцилиндром динамического нагружения, и источник гидравлической энергии, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения диаG пазона раоочих частот, электромеханический преобразователь сервоклапана, управляющий гпдроцилиндром динамического нагружения, выполнен в виде резонансного электродинамического возбудителя, а машина снабжена установленным на подвижной системе возбудителя датчиком смещения, четырехходовым золотником, две полос и которого через дроссели подключены к поло1р стям гидроцилиндра динамического нагружения, а две другие — к возбудителю, установленным на линии слива четырехходового золотника двухходовым двухпозицпонным клапаном непрерывного действия и связанными с

1 ним и между собой усилителем мощности и блоком сравнения фаз, один вход которого связан с датчиком смещения, а другой через электронный регулятор — с датчиком силы.

2О

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: (1). Каталог 82431 фирмы МТС Системс

Корпорейшн (CIIIA), модель 824.

25 (2). Патент СШЛ М 3442 120, кл. 73 — 92, 06.05.69 (прототип) .

526804

@юг g

Составитель Н, Суханов

Техред В. Рыбакова Корректор И. Позняковская

Редактор О. Юркова

Типография, пр Сапунова, 2

Заказ 2019!4 Изд. М 1577 Тира>к 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5