Шестикоординатный вибростенд

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения вибраций. Шестикоординатный вибростенд содержит основание 1, платформу 2, шесть возбудителей колебаний, выполненных в виде криво-шипно-шатунных механизмов 8 с регулируемым радиусом кривошипа и связанных с одним приводным двигателем 5 Свясь .пждого возбудителя колебаний с платформой осуществлена двумя передаточными звеньями 4 и 3. Звено 4 соединено одностепенными шарнирами 10 с основанием и шатуном 7 кривошипно-шатунного механизма, а звено 3 связано посредством пространственных шарниров 9 с первым звеном и платформой. Благодаря использованию одного приводного двигателя не требуется специально согласовывать частоту и фазу всех возбудителей колебаний. Для обеспечения работоспособности устройства необходимо , чтобы передаточные звенья 3, либо их продолжения не пересекали одну прямую , никакие четыре из них (либо их продолжения ) не лежали в одной плоскости, не пересекались в одной точке и не были параллельными 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4790316/28 (22) 12.02,90 (46) 07.08,92, Бюл, ¹ 29 (71) Институт машиноведения им. А.А. Благонравова и Центральный аэрогидродинамический институт им, проф. Н.Е,Жуковского (72) А.Г.Борозна, В.А.Глазунов, В,П.Жук, П.В.Миодушевский и А.А.Чутаев (56) Авторское свидетельство СССР № 488625, кл. В 06 В 1/10, 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹ 815548, кл. G 01 М 7/06, 1978. (54) ШЕСТИКООРДИНАТНЫЙ ВИБРОСТЕНД (57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения — повышение точности воспроизведения вибраций.

Шестикоординатный вибростенд содержит основание 1, платформу 2, шесть возбудителей колебаний, выполненных в виде кривоИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при виброиспытаниях различных. объектов, например, изделий электронной промышленности, автомобилей, самолетов и т.д. Кроме того, изобретение может использоваться в различных технологических процессах: виброперемещениях, виброупрочнениях, виброперемещении сыпучих материалов и т.д, Известен трехкоординатный стенд, содержащий основание, платформу для установки испытуемого изделия, и выходное звено, соединенные кинематической цепью, с которой соединены возбудители колебаний(1).

„„ Ы„„1753322 А1 (51)5 G 01 M 7/06 шипно-шатунных механизмов 8 с регулируемым радиусом кривошипа и связанных с одним приводным двигателем 5. Связь --зждого возбудителя колебаний с платформой осуществлена двумя передаточными звеньями 4 и 3. Звено 4 соединено одностепенными шарнирами 10 с основанием и шатуном

7 кривошипно-шатунного механизма, а звено 3 связано посредством пространственных шарниров 9 с первым звеном и платформой. Благодаря использованию одного приводного двигателя не требуется специально согласовывать частоту и фазу всех возбудителей колебаний. Для обеспечения работоспособности устройства необходимо, чтобы передаточные звенья 3, либо их продолжения не пересекали одну прямую, никакие четыре из них(либо их продолжения) не лежали в одной плоскости, не пересекались в одной точке и не были параллельными. 3 ил.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является шестикоординатный стенд, содержащий основание, платформу для установки испытуемого изделия, возбудители колебаний и шарнирные передаточные звенья для связи возбудителей колебаний с платформой (2).

Недостатком данного устройства — прототипа является недостаточно высокая точность воспроизведения вибраций платформы, т.к. в данном случае следует согласовывать амплитуду, частоту и фазу всех вибровозбудителей. При этом необходимо слежение в реальном масштабе времени за перечисленными параметрами. Эта

1753322

15

50

55 требует сложной вычислительной техники и понижает точность и надежность.

Целью Данного технического решения является повышение точности воспроизведения вибраций платформы, 5

Поставленная цель достигается тем, что : в шеСтикоординатном стенде, содержащем основание, платформу для установки испытуемого изделия, возбудйтели колебаний и шарнирные передаточные звенья для связи возбудителей колебаний с платформой, новым является то, что он вкЛючает шесть возбудителей колебанйй, выполненных в виде кривошипно-шатунных механизмов с регулируемым радиусом кривошипа, связанных с одним приводным двигателем, а связь каждого возбудителя колебаний с платформой осуществлена. посредством двух передаточных звеньев, первое из которых соединено одностепенными шарнирами с основанием и шатуном кривошипно-шатунного механизма, а второе связано посредством пространственных шарниров с первым звеном и платформой, при этом все вторые передаточные звенья либо их продолжения не пересекают одну прямую и никакие четыре из них не лежат в одной плоскости, не пересекаются и не параллельны.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — схема одной кинематической цепи, включающей возбудитель колебаний и шарнирные передаточные звенья; на фиг,3 — платформа, система координат и испытуемое изделие.

Шестикоординатный вибростенд содержит основание 1, платформу 2, шарнирные передаточные звенья 3, 4, двигатель 5, кривошипные валы 6; шатуны 7, кривошипы

8 с регулируемым радиусом 8, пространственные шарниры 9, одностепенные шарниры 10, промежуточное звено 11, Шестикоординатный стенд (фиг.1) состоит иэ основания 1 и платформы 2, шести возбудителей колебаний, выполненных в виде кривошипно-шатунных механизмов, имеющих кривошип 8 с регулируемым радиусом и шатун 7.

Все возбудители колебаний связаны с одним приводным двигателем 5, Связь каждого возбудителя колебаний с платформой осуществлена посредством двух передаточных звеньев 3 и 4, первое из которых (4) соединено одностепеннймя шарнирами 10 с основанием и шатуном :кривошипно-шатунного механизма, а второе-звено 3 связаНо посредствбм пространственных шарниров 9 с первым звеном 4 и с платформой 2.

Двигатель 5 может быть связан с возбудителем колебаний посредством механизма параллельных кривошипов, включающего промежуточное звено 11, вращательные пары 12 и кривошипный вал 6.

Устройство работает следующим образом, Перед включением определяются требуемые радиусы кривошипов 8, которые onределяют амплитуду, форму и фазу колебаний.

Амплитуда колебаний меняется s зависимости от изменения радиусов кривошипов 8 (беэ изменения пропорции между радиусами кривошипов).

Частота колебаний определяется частотой вращения двигателя 5.

Вращение двигателя 5 через звено 11 передается кривошипному валу 6, далее через кривошипы 8 и одностепенные шарниры 10 передается колебательное движение передаточным звеньям 4, которые через пространственные шарниры 9 и передаточные звенья 3 передают колебания платформе 2 и испытуемому иэделию.

При определении требуемых значений радиусов кривошипов 8 для каждой кинематической цепи можно использовать соотношения для скоростей или бесконечно малых перемещений, т,к, колебания малые. При этом амплитуда колебаний точки Al равна 1А

= !в !, (1) где iai — радиус кривошипа; ! AD1 !

AD и I CD — отрезки, изображенные на фиг,2 IADI и !СО! равны для всех кинематических цепей. Форам колебаний задается соотношением изменений линейных и углоsblx координат, Задаются перемещения по координатам xyz (фиг,1) !х,ly,lz, а также приращения угловых координат ах, ау, а, и определяются отношения этих величин к одной из них, например, к ех, Отсюда под1I 1) учаются значения 1, еу, ez, ах, ау, а . (Имеются в виду синусоидальные колебания. Под формой понимается соотношение между).

Далее находятся перемещения центров сферических пар, примыкающих к выходному звену Е1,...,Ее (фиг.1).

Sl — — (1+а„ р, — az pyi }+

+ j (By + а, р, - а, pzl ) +

+ k (е, + ах Pyl — а„ Р, l ) гдЕ Sl — пЕрЕмЕщЕниЕ тачки El (i = l...á), р ipyiр - координаты точки El.

Затем следует найти соотношения амплитуд колебаний точек А, а также направления начального перемещения. Амплитуда определяется на основании теоремы о про1753322 екции скорости точек твердого тела, на прямую, их соединяющую, Точки С1 перемещаются по оси У, Следовательно

I ! и Lly = Llx {1+ày pzl — Qz pyl) +

+ Lly {е„ +а, pxl — а„ pal ) + (2) + Llz (ет + ах pyl — а„ р,! ), 10 где 1д! — относительная амплитуда колебания точки А!, Ь, Liy, Liz — координаты векто-. ров, проведенных от точки А! и Еь деленных на длину данного отрезка.

Исходя иэ последней формулы определяются соотношения между амплитудами перемещений точек А!, а также направления начальных перемещений (смена направле-, ния осуществляется переходом через ноль радиуса соответствующего кривошипа).

Иэ найденных относительных амплитуд 1А! выбирается наибольшая 1Alvaxc, затем определяется коэффициент К, равный отношению

1д!макс к равному для всех кинематических цеI AD! пей соотношению!в!макс

CD где 18!макс максимальное расстояние от оси шатунной шейки до оси вала б:

К 1А1макс С 0

Максимальная амплитуда заданной формы определяется делением величин 1, ех, еу, а,, ау,а, на коэффициент К. Если 35 максимальная амплитуда не требуется, следует увеличить К.

Если на выходном звене 2 укреплен испытуемый обьект 12, собственная система координат которого Ox y z смещена относи- 40 тельно системы координат Oxyz. причем смещение описывается углами Эйлера

P,ô, д (фиг.3), и если угловые колебания заданы приращениями углов Ьу, Ьф, Д 9. то следует выразить угловые перемещения через hrp, Ag, А9 а, = b, ð s 1 ï ф з1п д + Л д соз ф, ау = — Apcos фsln д+ AOsln ф, а, =Лусозд+Л

Здесь использованы соотношения, характерные для элементарных перемещений.

Для обеспечения работоспособности устройства необходимо, чтобы передаточные звенья 3 либо их продолжения не пересекали одну прямую, никакие четыре из них не должны лежать в одной плоскости, пересекаться в одной точке или быть параллельными.

Ф о р мул а и зоб рете н и я

Шестикоординатный вибростенд, содержащий основание, платформу для установки испытуемого изделия, возбудители колебаний и шарнирные передаточные звенья для связи возбудителей колебаний с платформой, отл ича ющийс я тем,что, с целью повышения точности воспроизведения вибрации, он включает шесть возбудителей колебаний; выполненных в виде кривошипно-шатунных механизмов с регулируемым радиусом кривошипа, связанных с одним приводным двигателем, а связь каждого возбудителя колебаний с платформой осуществлена посредством двух передаточных звеньев, первое иэ которых соединено одностепеннйми шарнирами с основанием и шатуном кривошипно-шатунного механизма, а второе связано посредством пространственных шарниров с первым звеном и платформой, при этом все вторые передаточные звенья либо их продолжения не пересекают одну прямую и никакие четыре из них не лежат в одной плоскости, нв пересекаются в одной точке и не параллельны.

1753322

Составитель B,Ëàýóíoâ

Техред М.Моргентал Корректор M,Êåðeöìàí

Редакт р С.Кулакова

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

Заказ 2761 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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