Ротационный испытательный стенд

 

Изобретение относится к испытательной технике. Для воспроизведения сложных пространственных ускорений, соответствующих вращению испытуемого изделия вокруг трех осей, пересекающихся в одном полюсе, стенд содержит основание, двигатель собственного вращения вала, на одном конце которого установлен стол для закрепления испытуемого изделия. Другой конец вала ротора двигателя собственного вращения установлен в соединительном элементе и имеет возможность свободного вращения и поступательного движения. Стенд содержит механизмы большого и малого конических движений. Двигатель собственного вращения установлен в трехстепенном кардановом шарнире. Соединительный элемент связан посредством сферического шарнира с поводком. Механизм малого конического движения состоит из шестерни, на которой закреплен поводок, связанной посредством зубчатого колеса и вала с двигателем механизма. Механизм большого конического движения состоит из водила, на котором установлена с возможностью вращения шестерня механизма малого конического движения. Водило закреплено на платформе, которая приводится во вращение двигателем механизма большого конического движения посредством механической передачи. Центр карданова шарнира находится на одной оси с платформой. 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к ротационным испытательным установкам, обеспечивающим воспроизведение сложных пространственных перегрузок.

Известны испытательные стенды [1, 2], содержащие вращающуюся платформу и дополнительную платформу, ось вращения которой пересекает ось вращения платформы, снабженную приводом ее вращения.

Недостатком указанных стендов является отсутствие возможности воспроизведения сложных периодических перегрузок, которые действуют на изделие в реальных условиях эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности является стенд [3], содержащий основную платформу с приводом, установленные на основной платформе дополнительные платформы и установленные на дополнительной платформе поворотные столы, приводимые во вращение от привода основной платформы посредством кинематических связей в виде зубчатых колес.

Недостатком этого стенда являются отсутствие возможности изменения взаимного расположения осей вращения и невозможность воспроизведения ускорений, возникающих при вращении испытуемого изделия вокруг трех осей, сходящихся в одном полюсе.

Целью изобретения является решение задачи воспроизведения ускорений, возникающих при вращении испытуемого изделия вокруг трех осей, сходящихся в одном полюсе.

Поставленная цель достигается тем, что в ротационный испытательный стенд, содержащий основание, двигатель собственного вращения, приводящий во вращение вал, на одном конце которого установлен стол для закрепления испытуемого изделия, дополнительно введены механизмы большого и малого конических движений, при этом другой конец вала двигателя собственного вращения установлен в соединительном элементе и имеет возможность свободного вращения и поступательного движения вдоль своей оси в соединительном элементе, двигатель собственного вращения установлен в трехстепенном кардановом шарнире, соединительный элемент связан посредством сферического шарнира с поводком, механизм малого конического движения состоит из шестерни, на которой закреплен поводок, связанной посредством зубчатого колеса с двигателем механизма малого конического движения, механизм большого конического движения состоит из водила, закрепленного на платформе, на котором установлена с возможностью вращения шестерня малого конического движения, платформа приводится во вращение двигателем механизма большого конического движения посредством механической передачи, причем центр карданова шарнира находится на одной оси с платформой.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен заявляемый стенд, на фиг.2 - разрез А-А, на фиг.3 - одна из возможных траекторий движения испытуемого изделия.

Стенд содержит неподвижное основание 1, на котором крепятся: механизм собственного вращения изделия, состоящий из двигателя собственного вращения 2, на одном конце вала ротора 6 которого установлен стол 3, на котором закрепляется испытуемое изделие 4, двигатель собственного вращения 2 установлен в трехстепенном кардановом шарнире 5, другой конец вала ротора двигателя 6 установлен с возможностью поступательного перемещения вдоль своей оси и свободного вращения в соединительном элементе 7; механизм большого конического движения, состоящий из двигателя механизма большого конического движения 8, установленного на основании 1 и связанного механической передачей, состоящей из зубчатого колеса 9, закрепленного на валу двигателя механизма большого конического движения 8, зубчатого колеса 10, установленного на одном конце полого вала 11, на другом конце которого установлена платформа 12 с закрепленным на ней водилом 13 с шестерней 17; механизм малого конического движения, состоящий из двигателя механизма малого конического движения 14, установленного на основании 1 и связанного механической передачей, состоящей из вала 15, зубчатого колеса 16, установленного на оси вала 15 и шестерни 17, свободно сидящей на водиле 13, на которой установлен поводок 18 с закрепленным на нем сферическим шарниром 19 с соединительным элементом 7; валы 11 и 15 установлены в корпусе 20 с возможностью вращения, оси валов совпадают.

Стенд работает следующим образом.

Испытуемое изделие 4 закрепляется на столе 3. Двигатели 2, 8, 14 одновременно запускаются. При этом двигатель собственного вращения 2 сообщает испытуемому изделию 4 вращательное движение относительно продольной оси изделия 4. Двигатель механизма большого конического движения 8 посредством зубчатых колес 9, 10 и полого вала 11 приводит во вращение относительно оси вала 11 платформу 12 с закрепленным на ней водилом 13, на котором свободно вращается шестерня 17. Крутящий момент на шестерню 17 передается от двигателя механизма малого конического движения 14 посредством вала 15 и установленного на нем зубчатого колеса 16. Таким образом, поводок 18 со сферическим шарниром 19, закрепленный на шестерне 17, совершает движение по эпициклоиде и передает это движение посредством соединительного элемента 7 валу ротора 6 двигателя собственного вращения 2, столу 3 и испытуемому изделию 4.

Угол большого конического движения определяется расстоянием между осью карданова шарнира 5 и плоскостью, в которой вращается сферический шарнир 19.

Проекция одной из возможных получаемых в итоге траекторий движения испытуемого приборного устройства 2 на вертикальную плоскость показана на фиг. 3. При движении испытываемого изделия по данной траектории на изделие действуют перегрузки, соответствующие перегрузкам при движении летательного аппарата. Большое коническое движение соответствует прецессионному движению летательного аппарата, малое коническое движение соответствует нутационному движению летательного аппарата.

Таким образом, испытуемое изделие подвергается сложным пространственным перегрузкам, соответствующим вращению изделия вокруг трех осей, сходящихся в одном полюсе.

Литература 1. Авт. св. СССР N593155, кл. G 01 P 21/00, 1976.

2. Авт. св. СССР N800890, кл. G 01 P 21/00, 1977.

3. Авт. св. СССР N913097, кл. G 01 M 7/00, 1980.

Формула изобретения

Ротационный испытательный стенд, содержащий основание, двигатель собственного вращения, приводящий во вращение вал, на одном конце которого установлен стол для закрепления испытуемого изделия, отличающийся тем, что в стенд дополнительно введены механизмы большого и малого конических движений, при этом другой конец вала ротора двигателя собственного вращения установлен в соединительном элементе и имеет возможность свободного вращения и поступательного движения вдоль своей оси в соединительном элементе, двигатель собственного вращения установлен в трехстепенном кардановом шарнире, соединительный элемент связан посредством сферического шарнира с поводком, механизм малого конического движения состоит из шестерни, на которой закреплен поводок, связанной посредством зубчатого колеса с двигателем механизма малого конического движения, механизм большого конического движения состоит из водила, закрепленного на платформе, на котором установлена с возможностью вращения шестерня малого конического движения, платформа приводится во вращение двигателем механизма большого конического движения посредством механической передачи, причем центр карданова шарнира находится на одной оси с платформой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3