Динамический испытательный стенд

 

1. ДИНАМИЧЕСКИЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД, содержащий основание, платформу, связанную с маятником, и регулировочный груз, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности калибровки аппаратуры, он снабжен гироскопом, датчиком момента , двумя дополнительными регулировочными грузами, следящей системой , состоящей из датчика положения платформы,блока сравнения, задающего генератора и усилителя, при этом маятник выполнен в виде четырех шарнирно соединенных с платформой стержней , каждый из которых жестко связан с шатуном шарнирного четырехзвенного механизма, укрепленного на стойках основания, гироскоп установлен на шатуне одного из четырехзвенных механизмов, а регулировочные грузы на стержнях, связанных с шатунами остальных четырехзвенных механизмов, g датчик момента закреплен на наруж- (Л ной рамке гироскопа и соединен с датчиком положения через усилитель и блок сравнения, второй вход которого подключен к задающему генератоРУ . -vl сд W сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1117535 А

3(Я) С 01 Р 21 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ „у р н, ч Д г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3640578/24-10 (22) 30 ° 06.83 (46) 07,10,84. Бюл, М 37 (72) Л.A.Áóëàòîâ, Л.A.Æó÷êoâ, К.Н.Киреев, В.С.Кутепов и Л.П.Полосатов (71) Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 531 768 (088.8) (56) 1.Иорши Ю.И.,Подколзин В.Д. и др. Калибровка инфранизкочастотных датчиков.- Вибрационная техника, изд. МДНТП им.Ф.Э.Дзержинского, 1969, Р 2.

2.Авторское свидетельство СССР

М 815639, кл. G 01 P 21/00, 23.03.81 (прототип). (54)(57) 1. ДИНАМИЧЕСКИИ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД, содержащий основание, платформу, связанную с маятником, и регулировочный груз, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения точности калибровки аппаратуры, он снабжен гироскопом, датчиком момента, двумя дополнительными регулировочными грузами, следящей системой, состоящей иэ датчика положения платформы, блока сравнения, задающего генератора и усилителя, при этом маятник выполнен в виде четырех шарнирно соединенных с платформой стержней, каждый иэ которых жестко связан с шатуном шарнирного четырехзвенного механизма, укрепленного на стойках основания, гироскоп установлен на шатуне одного иэ четырехзвенных механизмов, а регулировочные грузы на стержнях, связанных с шатунами остальных четырехэвенных механизмов, Я датчик момента закреплен на наружной рамке гироскопа и соединен с датчиком положения через усилитель и блок сравнения, второй вход кото- С рого подключен к задающему генераторуг

Фии

1117535

2. Стенд по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что линейные размеры коромысел, шатуна и стержня в каждом четырехзвенном ме1

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания гравиинерционной аппаратуры (акселерометрической, гравиметрической и т.п.), работающей на подвижном основании.

Известен калибрационный вибростенд, содержащий маятник и кинематически связанную с ним платформу для крепления испытываемого прибо ра 113.

Однако в этом вибростенде для

1получения синусоидальных колебаний платформы ее связь с подвесом маятника осуществлена фрикциснной переда- 5 чей посредством .кулачков. заданного профиля, что существенно усложняет конструкцию стенда„ Регулировка собственной частоты колебаний маятника. осуществляется сменными пружинами различной жесткости. Использование сменных пружин не позволяет производить регулировки собственной частоты колебаний маятника.

Известен также калибрационный виб- „ ростенд, содержащий основание, плат25 форму, связанную с маятником, и регулировочный груз $2j.

Однако известный стенд не позволяет испытывать аппаратуру, работающую на подвижном основании и испытывающую инерционные возмущения с периодами больше 3 с и амплитудой ускорений до 100 Гал, как это имеет место на подвижных объектах. При таких возмущениях амплитуда колебаний дос- 35 тигает 1-1 5 м, а амплитуда колебаний платформы на известном стенде при длине подвеса маятника 2,5 м составляет 0,2 м при периоде 3 с, т.е. для получения амплитуды порядка c3g

1,5 м длина маятника увеличивается до 19 м, что не позволяет осуществлять такой стенд конструктивно. К недостаткам стенда относится невозможность осуществления чисто синусоидальных колебаний платформою, так как колебания, возбуждаемые маятвиком, быстро затухают (удается наблюдать только 10-15 полных колебания), в силу нелинейности колебаний маятника происходит искажение синусо- -O и идальнсго закона на 4-5%, передаточный кулисный механизм искажает синусоидальный закон движения еще на

20-25%. Кроме того, происходит искаханиэме по отношению к линейному размеру неподвижного звена выполнены равными 0,517, 0,555, 0,.972.

2 жение синусоидального закона при движении платформы-тележки по направляющим на 2-33.

Цель изобретения — увеличение точности калибровки аппаратуры, работающей на подвижном основании и подвергаемой инерционным возмущениям с периодами 3-100 с и амплитудой колебаний до 1,5 м при ускорениях, достигающих 00 Гал. указанная цель достигается тем, что динамический испытательный стенд, содержащий основание, платформу, свя""àííóþ " маятником, и регулировочный груз, снабжен гироскопом, датчиком момента, двумя дополнктельнымк регулирсвочными грузами, следя-. щей системой, состоящей кз датчика псложенкя платформы, блока сравненкя, задающего генератора и усилктеля, . при этом маятнкк выполнен в ниде четырех шарнирно соедкненных с платоормой стержней, каждый из которых жестко связан с шатуном шарнирного четырехзвенного механизма, укрепленного на стойках основания, гироскоп установлен на шатуне одного из четырехзвенных механизмов, а регулировочные грузы — на стержнях, связанных с шатунами остальных четырехзвенных механизмов, датчик момента закреплен на .наружной. рамке гироскопа и соедкнен.с датчиком положения. через усилитель и блок сравнения, второй вход которого Подключен к задающему генератору.

Причем линейные размеры ксромысел, шатуна и стержня в каждом четырехэвенном механизме по отношению к линейному размеру неподвижного звена выполнены равными 0,517, 0,555, 0,972.

Заданное кинематическое свойство шарнирного четырехэвенника АВСР с присоединенным к шатуну ВС стержнем

EG состоит в том,что точка G присоединенногс стержня должна описывать траекторию, мало отличающуюся от горизонтальной прямой. Определение оптимальных длин звеньев выбранной схемы механизма проводилась методом направленного поиска на ЭВМ ЕС 1033.В результате реализации такого поиска удалось найти соотношения между неподвижным звеном, коромыслом, шатуном и стержнем в виде АО ". AB : BC : GE=

1117535

Составитель Г.Макарова

Редактор Н.Бобкова Техред О.Неце Корректор A.Тяско

Заказ 7211/28 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

1 : 0,517 : 0,555 : 0,972, которые обеспечивают отклонение точки 6 от горизонтальной прямой на прямолинейном участке движения не более 0,45 мм, что соответствует задаваемой точнос- ти.

На чертеже схематически показан предлагаемый динамический испытательный стенд со следующей системой и обратной связью.

Динамический испытательный стенд 10 содержит четыре шарнирных четырех звенника ABCD шатуна 1 (ВС), которые соединены с платформой 2 стержнями 3 (GE), а коромысла 4 (AB и CD) шарнирно закреплены на стойках 5 ос- 15 нования 6. Горизонтальное прямолинейное перемещение платформы 2 обеспечивается при следующих соотношениях между размерами звеньев AD : AB

CD ВС : GE = 1 : 0,517 : 0,517 : ()

0,055 : 0,972; на платформу 2. устанавливается испытываемый прибор 7.

На шатуне 1 одного четырехзвенника закреплена наружная рамка 8 гироскопа, шарнирно связанная с внутренней рамкой 9 гироскопа, в подшипниках которой размещена ось ротора 10 гироскопа. На стержнях 3 других четырехэвенников помещены регулировочные грузы ll. Ha наружной рамке 8 закреплен датчик 12 моментов, связанный с ЗО осью внутренней рамки 9.

Подвижные части стенда представляют собой длиннопериодный физический маятник. Стенд снабжен следящей системой с обратной связью, обес-35 печивающей точность воспроизведения задаваемого закона движения платформы 2. Следящая система включает датчик 13 положения платформы 2, соединенный через блок 14 сравнения и усилителд 15 сигнала рассогласования с датчиком 12 момента. Другой вход блока 14 сравнения связан с генератором 16 задаваемого сигнала.

Динамический испытательный стенд работает следующим образом.

Генератор 16 задаваемого сигнала настраивается на сигнал, соответствующий задаваемому закону движения платформы 2. На обмотки ротора 10 подается напряжение и ротор 10 раскручивается до номинального числа оборотов. Сигнал с генератора 16 поступает на блок 14 сравнения и далее через усилитель 15 на датчик 12 моментов. Датчик 12 моментов поворачивает внутреннюю рамку 9 гироскопа.

Возникший при этом гироскопический момент поворачивает шатун 1 со стержнем 3 и коромыслами 4. Платформа 2 отклоняется от положения равновесия и начинает совершать горизонтальные колебания. При отклонении платформы

2 от положения равновесия на величину, меньшую или большую задаваемой, датчик 13 положения выдает сигнал на блок 14 сравнения, где он сравнивается с сигналом генератора 16. Сигнал рассогласования через усилитель 15 поступает на датчик 12 моментов, который изменяет угловую скорость поворота внутренней рамки 9 гироскопа.

Происходит корректировка гироскопического момента до величины, необходимой для перемещения платформы до задаваемого положения.

Регулировку частоты и амплитуды колебаний платформы 2 производят рукояткой генератора. Частоту собственных колебаний стенда для снижения энергоемкости подстраивают под часто.ту задаваемого сигнала изменением положения регулировочных грузов 11 на стержнях 3.

Предлагаемый испытательный стенд выполнен в виде длиннопериодного физического маятника, поднес которого осуществлен на стойках основания при помощи шарнирных четырехзвенников. Это ограничивает габариты стенда параметрами четырехзвенников, что позволяет уменьшить высоту стен да с 19 м при выполнении маятника в виде физического маятника до 2

2,5 м, т.е. в 7-9 раэ. Гиромаятник дает возможность создать колебательную систему, обладающую большим периодом собственных колебаний.