Учебная установка по динамике механизмов

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам по динамике механизмов и позволяет расширить диапазон решаемых задач путем демонстрации пространственных колебаний исполнительного органа механизма и его вибразащиты. При включении электропривода 5 вращение от его вала через муфту 6 передается на генератор 4 колебаний и фундаментную плиту 3, установленную на основании 1 посредством упругих элементов 2. Вибрация от генератора колебаний через рычаг 11, виброизоляторы 12 передается модели исполнительного органа механизма, имеющей раму 8 и инерционное тело 10, которые в результате этого начинают совершать колебания. Последние фиксируются средством регистрации, имеющим установленные на раме 8 шесть вибродатчиков , оси чувствительности которых параллельны осям инерции модели исполнительного органа. Используя показания вибродатчиков аналитически рассчитывают амплитуды прямолинейных и угловых колебаний рамы 8 и интегральную оценку пространственной вибронагруженности модели исполнительного органа механизма . Модель исполнительного органа механизма и виброизоляторы выполнены сменными. 1 з.п ф-лы, 3 ил Ј О ° ел со Os ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1695365 А1 (51)5 G 09 В 23/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740287/12 (22) 25.09.89 (46) 30.1.1.91. Бюл. N. 44 (71) Пермский политехнический институт (72) Э.А.Келлер (53) 371.66/67(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1622896, кл. G 09 В 23/08, 1988. (54) УЧЕБНАЯ УСТАНОВКА ПО ДИНАМИКЕ

МЕХАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам по динамике механизмов и, позволяет расширить диапазон решаемых задач путем демонстрации пространственных колебаний исполнительного органа механизма и его вибразащиты. При включении электропривода 5 вращение от его вала через муфту 6 передается на генератор 4 колебаний и фундаментную плиту 3, установленную на основании 1 посредством упругих элементов 2. Вибрация от генератора колебаний через рычаг 11, виброизоляторы

12 передается модели исполнительного органа механизма, имеющей раму 8 и инерционное тело 10, которые в результате этого начинают совершать колебания. Последние фиксируются средством регистрации, имеющим установленные на раме 8 шесть вибродатчиков, оси чувствительности которых параллельны осям инерции модели исполнительного органа. Используя показания вибродатчиков аналитически рассчитывают амплитуды прямолинейных и угловых колебаний рамы 8 и интегральную оценку.пространственной вибронагружен ности модели исполнительного органа механизма. Модель исполнительного органа меха-. низма.и виброизоляторы выполнены сменными. 1 э:и. ф-лы, 3 ил.

1695365

25

30 z So a 14 „4 So а18 (2 $I4 1у 2 $15 1у ) 40

2 So $16 $14

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, в курсах теории машин и механизмов, теории колебаний при изучении колебаний узлов и агрегатов пространственных систем, Цель изобретения — расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации пространственных колебаний исполнительного органа механизма и его виброзащиты.

На фиг.1 представлена установка, об ций вид; на фиг.2 — то же, вид сбоку; на фиг.3 — схема размещения элементов средства регистрации.

Установка содержит основание 1, раз 4ещенную на основании посредством упругих элементов 2 фундаментную плиту 3, Смонтированные на плите генератор колебаний, выполненный в виде кривошипноползунного механизма 4, электропривод 5, Вал которого посредством муфты 6 связан с балом генератора колебаний, средство для регистрации частоты вращения вала элект «опривода 5, представляющее собой, например, тахогенератор 7, средство для регулирования частоты вращения вала элек1ропривода, например реостат(не показан), Средство регистрации пространственных колебаний системы, модель исполнительноr0 органа механизма и виброизоляторы.

Модель исполнительного органа механизма состоит из горизонтальной замкнутой рамы 8 с„ручками 9 управления, инерционного тела 10, размещенного внутри рамы 8 и жестко с ней связанного, и рычага 11, связанного нижним концом с ге«нератором колебаний, а верхним — с рамой.

Инерционйое тело 10 моделирует неуравновешенные агрегаты механизма, Виброизоляторы представляют собой, «1апример, упругие элементы 12, размещенные между рамой 8 и верхним концом рычага 1 1.

Средство регистрации пространственНых колебаний системы состоит из шести вибродатчиков 13 — 18 и трех кронштейнов

19 — 21, на первом из которых установлен один вибродатчик 13, на втором — два вибродэтчика 14 и 15 и на третьем — три вибродэтчика 16-18, причем кронштейны закреплены на раме 8 на равных расстояниях от центра 22 масс модели исполнительного органа та „что оси чувствительности вибродатчиков параллельны осям инерции Лх1, Jyl, Jzl модели исполнительного органа.

Упругие элементы 2 расположены под равными углами р к продольной плоскости х1 1 тэк, что их оси пересекаются в точках, лежащих выше центра 23 масс плиты 3 и смонтированных на ней электропривода 5 и генератора колебаний. Кроме этого, модель исполнительного органа механизма и виброиэоляторы выполнены сменными, Установка работает следующим образом.

Включают электропривод 5 и реостатом устанавливают заданную частоту вращения вала электропривода, контролируя ее по тахогенератору 7.

Вращение вала электропривода через муфту 6 передается на вал кривошипно-ползунного механизма 4, в результате чего остаточная неуравновешенность мехайиэма вызывает пространственные колебания фундаментной плиты 3 с размещенными на ней элементами установки, близкие к реальным, т.е. прямолинейные вдоль оси х, связанные с угловыми колебаниями вокруг оси у, и четыре не связанные формы колебаний по остальным координатам.

Пространственная вибрация от генератора колебаний через рычаг 11 и виброизоляторы 12 передается на раму 8 с ручками 9 управления исполнительным органом механизма (например, режущим инструментом).

Суммарные амплитуды колебаний ручек 9 управления, а следовательно; и исполнительного органа механизма регистрируются вибродатчиками 13-18, а амплитуды прямолинейных С1-Сз и угловых 01-0з колебаний рамы 8 определяются из следующих уравнений динамики:

1 So a18

С1=

So $18

1 (So а17 + So oа1З

2So $17 $1з

1 $о а18 $о а14

Сз=

1 ($о а1З So a15 l $о I $13 г $151г ) 0 — 1 $оа14 $ а16

02

2 $о $14!у $15 Iy

1 $о а17, So а15

2 So S17 ly S151y где So — нормированная чувствительность датчиков;

S18 — S15 — чувствительность датчиков в направлении координатных осей; э18-а15 — виброперемещения, соответствующие показаниям датчиков;

1695365 х, у, z — координаты точек крепления датчиков.

Интегральную оценку пространственной вибронагруженности модели исполнительного органа механизма определяют по формуле;

Ф- -8 (Яз + а 4 + а в + а в + а у + а а )

Заменяя модель исполнительного органа механизма и виброизоляторы или комбинируя их, а также-задавая различную частоту вращения электропривода, моделируют различные случаи пространственных колебаний механических систем и виброзащиты их исполнительных органов.

Использование изобретения позволяет объективно и наглядно демонстрировать качественную картину колебаний различных механических систем и количественно оценить степень их виброзащиты.

Формула изобретения, 1. Учебная установка по динамике механизмов, содержащая основание, размещенную на основании посредством упругих элементов фундаментную плиту, смонтированные на плите генератор колебаний, выполненный в виде кривошипно-ползунного механизма, электропривод, вал которого связан с валом генератора колебаний, средство для регистрации частоты вращения вала электропривода, средство для регулирования частоты вращения последнего и средство регистрации пространственных

5 колебаний системы, состоящее из шести .вибродатчиков и трех кронштейнов, на первом из которых установлен один вибродатчик, на втором — два вибродатчика и на третьем — три вибродатчика, о т л и ч а ю10 щ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации пространственных колебаний исполнительного органа механизма и его вибрбзащиты, она снабжена моделью поло15 .жительного органа механизма, состоящей из замкнутой рамы с ручками управления инерционного тела, размещенного внутри рамы и жестко связанного с последней, и рычага, связанного нижним концом с ге20 нератором колебаний, а верхним — c рамой, и виброизоляторами, размещенными между рамой и верхним концом рычага, при этом кронштейны закреплены на раме на равных расстояниях от центра масс модели

25 исполнительного органа так, что оси чувствительности вибродатчиков параллельны осям инерции последней.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что модель исполнительного органа ме30 ханизма и виброизоляторы выполнены сменными. 1695365

Составитель П, Сердечнов

Техред М,Моргентал Корректор C. Шевкун

Редактор А. Огар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4166 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5