Способ испытания узлов станка при исследовании


 


Владельцы патента RU 2557851:

Кочетов Олег Савельевич (RU)

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при комплексных исследованиях металлорежущих станков. Способ включает импульсное воздействие с заданными параметрами на испытательную поверхность исследуемого узла станка быстросменным элементом ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный в виде сплошного цилиндра с заданной массой, при этом подаваемое на исследуемый узел усилие измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра, подключенного к блоку обработки данных. Для имитации случайного импульсного воздействия на упомянутую испытательную поверхность воздействие осуществляют посредством упомянутого ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный с полостью, содержащей стальные шарики. Использование изобретения позволяет проводить исследования узлов станков при воздействии на них случайных импульсных воздействий. 1 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является способ, изложенный в патенте РФ №2489697 от 10.08.13, в котором посредством пьезоэлектрического динамометра и ударного элемента производят анализ импульсного и случайного воздействий на узлы станка.

Недостаток известного технического решения заключается в отсутствии имитации случайного воздействия при контактном вибровозбуждении объектов станкостроения.

Технический результат заключается в расширении частотного спектра вибровозбуждения путем обеспечения возможности имитации случайного воздействия при контактном вибровозбуждении объектов станкостроения.

Это достигается тем, что в способе испытания узлов станка при исследовании, включающем импульсное воздействие с заданными параметрами на испытательную поверхность исследуемого узла быстросменным элементом ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный в виде сплошного цилиндра с заданной массой, при этом подаваемое на исследуемый узел усилие измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра, подключенного к блоку обработки данных, а затем осуществляют имитацию случайного импульсного воздействия на упомянутую испытательную поверхность посредством упомянутого ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный с полостью, содержащей стальные шарики.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления предложенного способа.

Устройство для осуществления предложенного способа содержит быстросменный ударный элемент 1, расположенный соосно корпусу 3 и выполненный из эластомера, который посредством втулки 18 крепится к мембранному передающему элементу 2, закрепленному на цилиндрическом корпусе 3 посредством фланца 16, расположенному перпендикулярно оси корпуса 3, с помощью винтов 17. Внутри корпуса 3 и соосно ему расположен мембранный передающий элемент 2, который имеет цилиндро-коническую часть, установленную в корпусе с тороидальным зазором 15 в нижней части, имеющем лепестковую форму в сечении торообразующей поверхности. Мембранный передающий элемент 2 соединен резьбовой частью 14 шпильки 13, расположенной по оси корпуса, с основной массой 5 ударного устройства, контактирующей с пьезоэлектрическим динамометром 4, помещенным в диэлектрическую защитную оболочку 22. Напряжение, возникающее при ударном или случайном воздействиях отводится от пьезоэлектрического динамометра 4 через контактный элемент 21, закрепленный в корпусе 3и связанный проводом 24 с контактным элементом 19, закрепленным в полой цилиндрической рукоятке 9 ударного устройства, при этом провод 24 закреплен в хомуте 20, жестко связанном с внешней поверхностью рукоятки 9, ось которой расположена перпендикулярно оси корпуса 3, и которая посредством резьбовой части 10 жестко фиксируется в резьбовом отверстии 11 основной массы 5. Над основной массой 5 расположена дополнительная масса 6 ударного устройства, выполненная в виде сплошного цилиндра (на чертеже не показано), и в которой выполнено осесимметричное резьбовое отверстие 7, в которое входит резьбовая часть выступа 8, составляющая одно целое с основной массой 5, которая в свою очередь посредством винтов 12 крепится к корпусу 3, а в торцевую поверхность резьбовой части выступа 8 упирается головка шпильки 13, связывающей основную массу 5 ударного устройства с мембранным передающим элементом 2 через пьезоэлектрический динамометр 4, в котором выполнено центральное осесимметричное отверстие 23, через которое проходит гладкая цилиндрическая часть шпильки 13.

Дополнительная масса 6 ударного устройства, выполненная в виде сплошного цилиндра, служит для имитации импульсного воздействия, и она является сменной для проведения испытаний по предложенному способу.

Дополнительная масса 6 ударного устройства для проведения испытаний посредством случайного воздействий на узлы станка, в своей верхней части, содержит полость 26, герметично закрытую крышкой 27 посредством винтов 28, в которой размещены элементы 29, создающие имитацию случайного воздействия, выполненные, например, в виде стальных шариков.

Устройство для осуществления предложенного способа работает следующим образом.

При ударе об испытательную поверхность 25 исследуемого объекта (на чертеже не показан) посредством быстросменного ударного элемента 1 имитируется импульсное или случайное возбуждение. Подаваемое на исследуемый объект усилие измеряется с помощью пьезоэлектрического динамометра 4. Дополнительной массой 6 и материалом ударной части 1 можно менять продолжительность импульса, а значит, и частотный диапазон спектра возбуждения. Напряжение, возникающее при ударном или случайном воздействиях, отводится от пьезоэлектрического динамометра 4 через контактный элемент 21, закрепленный в корпусе 3 и связанный проводом 24 с контактным элементом 19, закрепленным в полой цилиндрической рукоятке 9 ударного устройства. Сигналы от пьезоэлектрического динамометра 4 передаются в блок обработки данных (на чертеже не показан), в котором частотные характеристики получают с помощью спектрального анализа сложных сигналов, основу которого составляет быстрое преобразование Фурье, например с помощью двухканального анализатора (на чертеже не показан), выполняющего быстрое преобразование Фурье, и измеряющего сигналы возбуждения от ударного устройства, и реакции их на испытательной поверхности 25 исследуемого объекта, затем определяют частотные характеристики на основе этих измерений. Элементы 29, размещенные в полости 26 дополнительной массы 6 ударного устройства, создают имитацию случайного воздействия.

Способ имитации импульсного и случайного воздействий на узлы станков осуществляют следующим образом.

Испытательную поверхность 25 исследуемого объекта очищают от посторонних предметов, например стружки, пыли, других объектов, которые могут внести погрешность в результаты испытаний за счет наличия флуктуации массы этих объектов.

Затем устанавливают быстросменный ударный элемент 1 и воздействуют им (ударяют) в зависимости от уровня требуемой имитации импульсного возбуждения, при этом устанавливают дополнительную массу 6 ударного устройства, выполненную в виде сплошного цилиндра.

Производят удар посредством рукоятки 9 по испытательной поверхности 25 исследуемого объекта. При этом подаваемое на исследуемый объект усилие измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра 4. Величиной дополнительной массы 6 и подбором материала ударной части 1 меняют продолжительность импульса, а следовательно, и частотный диапазон спектра возбуждения. Сигналы от пьезоэлектрического динамометра 4 передают в блок обработки данных (на чертеже не показан), в котором частотные характеристики получают с помощью спектрального анализа сложных сигналов, основу которого составляет быстрое преобразование Фурье, и определяют реакции их на испытательной поверхности 25 исследуемого объекта, затем строят частотные характеристики на основе этих измерений.

После этого производят смену дополнительной массы 6 ударного устройства, выполненной в виде сплошного цилиндра, на дополнительную массу 6 ударного устройства, в которой размещают элементы 29, в ее полости 26, и создают имитацию случайного воздействия при ударе об испытательную поверхность 25 исследуемого объекта. При этом также сигналы от пьезоэлектрического динамометра 4 передают в блок обработки данных, в котором получают частотные характеристики.

После этого производят сравнительный анализ полученных результатов.

Способ испытания исследуемых узлов станка, включающий импульсное воздействие с заданными параметрами на испытательную поверхность исследуемого узла быстросменным элементом ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный в виде сплошного цилиндра с заданной массой, при этом подаваемое на исследуемый узел усилие измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра, подключенного к блоку обработки данных, отличающийся тем, что осуществляют имитацию случайного импульсного воздействия на упомянутую испытательную поверхность посредством упомянутого ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный с полостью, содержащей стальные шарики.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изучения процесса работы поверхностей деталей машин. Согласно заявленному способу определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин регистрируют изменения во времени параметра состояния контактирующих поверхностей деталей, нагруженных в соответствии с реальными условиями эксплуатации.

Способ включает закрепление на станине шпиндельной бабки со шпиндельным узлом, фиксирование сигналов от датчиков колебаний и направление их через усилительно-преобразующую аппаратуру в компьютер.

Изобретение относится к машиностроению, к испытаниям и стендам испытательным, в частности может быть использовано для испытания на износ пар трения вал-втулка, которые вращаются на определенный угол и воспринимают двухстороннюю радиальную нагрузку.

Изобретение предназначено для проведения диагностики упругой системы металлорежущих станков. Способ вибродиагностики упругой системы станка с применением генератора силового воздействия, входящего в систему «станок-приспособление-инструмент-деталь», заключающийся в том, что осуществляют на входе гармоническое, импульсное или случайное возбуждение в упругой системе станка и замеряют отклик системы на выходе, при этом для получения динамических характеристик возбуждают исследуемую конструкцию с помощью замеряемой динамической силы, отличающийся тем, что гармоническое и случайное возбуждение обеспечивают с помощью пьезокерамического контактного вибратора, а для создания импульсного силового воздействия применяют генератор, после чего сигналы подают на двухканальный спектроанализатор, в котором получают с помощью спектрального анализа сложных сигналов, основу которого составляет быстрое преобразование Фурье, частотные характеристики, а поступающие на входы анализатора аналоговые сигналы фильтруют, отбирают и преобразуют с помощью аналого-цифрового преобразователя в цифровую форму для получения серий цифровых данных - реализации, а по скорости выборки и продолжительности реализации определяют частотный диапазон и разрешающую способность при анализе исследуемых характеристик, а подаваемое на исследуемый объект усилие при точении резцом оправки измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра.

Изобретение относится к оборудованию для контрольных испытаний грузозахватных приспособлений на прочность без разборки последних. Стенд содержит вертикально расположенную пространственную раму, лебедку, силовой гидроцилиндр и насосную станцию.

Изобретение относится к устройству для контроля кольцевого уплотнителя, проходящего по поверхности барабана облопаченных дисков ротора. Устройство содержит каретку, имеющую по меньшей мере два направляющих колеса и несущую датчик, в рабочем положении обращенный к кромке проверяемого уплотнителя и расположенный на заданном расстоянии от нее.

Изобретение относится к технике, связанной с испытанием сопл, и может быть использовано при проведении модельных испытаний. Устройство содержит подводящий трубопровод, соединенный с ресивером, выполненным с возможностью разъемного соединения с испытываемым соплом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях посредством съемных фланцевых накладок и с возможностью опирания измерительными средствами на корпус ресивера, в котором подводящий трубопровод снабжен упругой вставкой.

Изобретение относится к испытательной технике и может применяться, в частности, для испытания и исследования зубчатых передач и редукторов при их изготовлении или в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности к способам определения долговечности дисков турбомашин путем моделирования в процессе стендовых испытаний эксплуатационных условий нагружения и поврежденности в критических зонах дисков турбомашин.

Изобретение относится к области измерения параметров механических колебаний и может быть использовано для бесконтактного измерения и непрерывного контроля амплитуды и частоты колебаний турбинных и компрессорных лопаток в эксплуатационных условиях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шпиндельных узлов металлорежущих станков. .

Изобретение относится к демпфирующему устройству для подавления колебаний, создаваемых в процессах механической обработки и, более конкретно, к демпфирующему устройству для подавления свободных колебаний и процессов неустойчивости, связанных с использованием различных сверлящих и режущих инструментов, применяемых в области механической обработки .

Способ оценки повреждения термического барьера, нанесенного на деталь, выполненную на металлической подложке, причем упомянутый термический барьер включает в себя подслой из алюминия и слой из керамического материала с колончатой структурой, причем упомянутый подслой расположен между упомянутой подложкой и упомянутым керамическим слоем. Способ содержит первый этап эталонирования, включающий в себя выбор определенного количества эталонных деталей, претерпевших повреждения различной степени, выставление их в течение заданного времени под излучение, измерение температуры, полученной на поверхности, по истечении заданного времени и построение эталонной кривой, связывающей увеличение измеренной температуры с повреждением, и второй этап измерения повреждения термического барьера на упомянутой детали, включающий в себя выставление под упомянутое излучение в течение упомянутого периода времени, измерение полученной температуры и нанесение на эталонную кривую увеличения температуры и выявление повреждения на основе упомянутой кривой. Технический результат изобретения - повышение эффективности данного способа. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к испытательным стендам и может быть использовано преимущественно в ходе научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также в период доводки двигателей внутреннего сгорания. Стенд для исследования теплового состояния поршней двигателей внутреннего сгорания включает корпус с установленной в нем гильзой цилиндра, исследуемый поршень и нагреватель. Стенд содержит обтюратор в виде диска с равномерно расположенными по его окружности отверстиями, соединенный с электродвигателем и находящийся перед днищем поршня, причем между обтюратором и корпусом расположено графитовое кольцо, систему охлаждения, состоящую из насоса, соединенного через патрубки с рубашкой охлаждения корпуса, систему кривошипно-камерной продувки, состоящую из компрессора, сообщающегося через патрубки с крышкой корпуса, а также расположенный напротив поршня со стороны внутренней поверхности днища тепловизор. Вдоль боковой поверхности поршня между поршнем и гильзой цилиндра могут быть установлены тензодатчики. Моделирование циклического воздействия температуры на днище поршня и охлаждение его в процессе газообмена с частотой, соответствующей работе двигателя при имитации кривошипно-камерной продувки, позволяет повысить точность исследований теплового состояния поршней двухтактных двигателей внутреннего сгорания. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к способам проведения однонаправленных испытаний на износ динамическим способом для определения механического ресурса шаровых шарниров передней подвески легкового автомобиля. Способ заключается в том, что через определенное количество циклов изменяется нагрузка на шатровый шарнир. Так же в определенные периоды происходит дополнительно включение и выключение бокового гидроцилиндра. Способ испытания осуществляется следующим образом: первые 50 тыс. циклов давление в гидросистеме 1,2 мПа; следующие 50 тыс. циклов дополнительно включается боковой гидроцилиндр. Далее шарнир снимают и проверяют его работоспособность и износ. Затем давление поднимают до 1,5 мПа и проводят еще 25 тыс. циклов, далее включают боковой гидроцилиндр еще на 25 тыс. циклов. Затем шарнир повторно снимают и проверяют. На третьем этапе испытаний давление поднимают до 1,8 мПа и проводят 25 тыс. циклов нагрузки. Далее подключают боковой гидроцилиндр на 25 тыс. циклов. Затем снимают и проверяют шарнир. После чего эксперимент повторяется с самого начала до достижения общей наработки в 1 млн циклов. Технический результат: упрощение испытаний шаровых шарниров передней подвески легкового автомобиля, максимальное приближение испытаний к реальным условиям эксплуатации и уменьшение времени испытаний. 3 ил.

Группа изобретений относится к измерительной технике, в частности к техническому диагностированию машин и их деталей, и может быть использована для измерения динамических характеристик машин. Для осуществления способа диагностирования на валу или нескольких валах машины жестко закрепляют датчики в одном и более сечениях, измеряющих осевые и изгибные нагрузки при колебаниях вала или валов. При этом сигналы синхронизируют между собой по фазе, измеренные и преобразованные динамические характеристики передают потребителю. Устройство состоит из датчиков, усилителей сигналов от датчиков осевых и изгибных нагрузок, передатчиков и накопителей сигнала от осевых и изгибных нагрузок, блока оценки временных интервалов от нескольких датчиков осевых и изгибных нагрузок, блока оценки временных интервалов от нескольких датчиков осевых и изгибных нагрузок. Датчики, включающие сенсоры, элементы питания, устройство для преобразования, передачи и хранения информации, жестко закрепляют на составном валу или различных валах машины. При этом к одному преобразователю или элементу питания или блоку хранения информации, блоку передачи информации подключают один и более сенсоров. Технический результат заключается в повышении точности и достоверности измерений нагрузок на валах. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и испытаниям на усталостную прочность при кручении. Стенд содержит сервогидравлическое нагружающее устройство (СНУ), элемент коленчатого вала (1), один конец которого жестко крепится через фланец отбора мощности к вертикальной неподвижной стойке (7). Напрессованный с натягом на свободный конец вала каток (2) имеет возможность свободно кататься по опорной плите (5), которая жестко крепится к столу СНУ. Сопряженная с катком (2) поверхность опорной плиты (5) повторяет форму опорной поверхности катка (2). К катку (2) крепится рычаг (4), на который через сферический упор (6), присоединенный к СНУ, передается эксцентричная нагрузка от поршня СНУ, под действием которой жестко связанный с рычагом (4) каток (5) может совершать качательное движение вокруг оси, совпадающей с продольной осью коленчатого вала (1) и передавать крутящий момент элементу коленчатого вала (1). Технический результат заключается в обеспечении задания произвольного закона нагружения. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при определении стойкости инструмента методом, основанным на корреляции между магнитными и физико-механическими свойствами. Для определения стойкости инструмента, работающего в составе пресса для холодной обработки металлов давлением при рабочей нагрузке в плоскости, перпендикулярной плоскости обработки, измеряют коэрцитивную силу на наиболее нагруженных участках инструмента в процессе его эксплуатации. Измерение производят в плоскости обработки в направлениях, параллельном и перпендикулярном плоскости рабочей нагрузки на инструмент. Полученные значения сопоставляют с критическими и производят оценку текущего ресурса инструмента. Для оценки используют наименьшее из рассчитанных по приведенным формулам значений текущего ресурса. В результате при определении стойкости инструмента обеспечивается учет влияния конструкции и материала инструмента, степени износа и рабочей нагрузки на технологической операции, что позволяет повысить точность определения. 2 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для испытания на прочность лопаточных дисков турбомашин с вильчатым соединением. Устройство содержит тяги, предназначенные для связи с захватами испытательной машины и с элементом обода диска посредством заклепок, предназначенных для размещения в крепежных отверстиях элемента обода диска, четыре планки - верхнюю и нижнюю, расположенные горизонтально параллельно друг другу, правую и левую, расположенные вертикально параллельно друг другу и перпендикулярно верхней и нижней планкам, причем верхняя планка содержит пять отверстий, равномерно отстоящих друг от друга, нижняя, правая и левая планки содержат по три отверстия, равномерно отстоящих друг от друга, при этом отверстия, расположенные справа и слева от центрального отверстия верхней планки, а также центральные отверстия нижней, правой и левой планок предназначены для соединения и передачи усилий от соответствующих захватов двухосной испытательной машины. Технический результат заключается в создании эксплуатационных условий нагружения одновременно в трех верхних крепежных отверстиях элементах обода диска. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам определения прочности лопаточных дисков турбомашин с вильчатым соединением. Способ заключается в создании эксплуатационных условий нагружения одновременно в трех верхних крепежных отверстиях элементах обода диска. При этом устанавливают устройство нагружения в захваты испытательной машины, формирующей нагрузку, закрепляют элемент обода диска в устройстве нагружения, прикладывают нагрузку от испытательной машины к крепежному отверстию элемента обода диска. Устройство нагружения устанавливают в захваты двухосной испытательной машины, нагрузку от испытательной машины через устройство нагружения прикладывают дополнительно еще к двум крепежным отверстиям элемента обода диска и распределяют нагрузку одновременно на три верхних крепежных отверстия элемента обода диска, в каждом из которых формируют заданное усилие S, равное по величине и направлению центробежной силе лопаток, при этом горизонтальное FГ и вертикальное FB растягивающие усилия, задаваемые двухосной испытательной машиной, определяют из уравнений. Технический результат заключается в возможности моделировать в процессе стендовых испытаний эксплуатационные условия нагружения и поврежденность в критических зонах дисков турбомашин. 1 ил.
Наверх