Стенд для испытаний упругих элементов виброизоляторов с пьезовибратором

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано для испытаний упругих элементов виброизоляторов. Стенд содержит основание, на котором посредством, по крайней мере, трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и с2, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке. На переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов. При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента. На основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей испытаний объектов. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к испытательному оборудованию.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является вибростенд по патенту РФ №91540, В06В 1/00 от 07.12.2009 г., содержащий основания, защищаемый объект, измерительную аппаратуру и генераторы вибрационных и ударных воздействий (прототип).

Недостатком прототипа являются сравнительно невысокие возможности испытаний многомассовых систем, и сравнительно невысокая точность для исследования систем, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта.

Технически достижимый результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта.

Это достигается тем, что в стенде для испытаний упругих элементов виброизоляторов с пьезовибратором, содержащим основание, на котором посредством, по крайней мере, трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и с2, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируются индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента, причем на основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр.

На фиг. 1 представлена схема стенда, на фиг. 2 - математическая модель двухмассовой системы виброизоляции, на фиг. 3 - характеристики логарифмического декремента затухания свободных колебаний двухмассовой системы виброизоляции в зависимости от входного ударного импульса, на фиг. 4 - общий вид стенда, на фиг. 5 - общий вид пьезоэлектрического вибратора, в частности фронтальный разрез, а на фиг. 6 - сечение, перпендикулярное оси симметрии пьезоэлектрического вибратора.

Стенд для испытаний упругих элементов виброизоляторов с пьезовибратором содержит основание (каркас) 11, на котором посредством, по крайней мере, трех виброизоляторов 2 закреплена переборка 1, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2. В качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор 3, расположенный на переборке 1. На переборке 1 установлена стойка 6 для испытания собственных частот упругих элементов 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов. При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируются индикатором 10 перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента 7, 8, 9.

Возможен вариант цифрового датчика перемещений с передачей данных на компьютер (на чертеже не показано).

На переборке 1 закреплен датчик виброускорений 4, а на основании 11 - датчик виброускорений 5, сигналы от которых поступают на усилитель 12, затем осциллограф 13, магнитограф 16 и компьютер 17 для обработки полученной информации. Для настройки работы стенда используется частотомер 14 и фазометр 15.

Возможен вариант, когда на каждом из исследуемых упругих элементов 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закреплены тензодатчики на концах этих испытываемых элементов (на фиг. 1 показан датчик 18 на упругом элементе 7). При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе 7, 8, 9, фиксируются как индикатором 10 перемещений, так и тензодатчиками. По показаниям индикатора 10 проводится экспресс-оценка характеристик, а при обработке сигналов с тензодатчиков, поступающих на усилитель 12, затем осциллограф 13, магнитограф 16 и компьютер 17 для обработки полученной информации, - определяются резонансные частоты, соответствующие параметрам каждого из упругих элементов 7, 8, 9, и при обработке полученных амплитудно-частотных характеристик, выявляют оптимальные характеристики: жесткость и коэффициент демпфирования каждого из упругих элементов 7, 8, 9.

Для проведения гармонического анализа между переборкой 1 и основанием 11 закреплен пьезоэлектрический вибратор 19, сигналы от которого поступают на пьезоусилитель 20, затем на компьютер 17 для обработки полученной информации.

Пьезоэлектрический вибратор (фиг. 5 и 6) содержит пьезоэлемент, выполненный в виде пакета пьезокерамических колец 23, опирающихся на основание 21, и к внутренней поверхности которых оппозитно друг другу прикреплены шпоночные элементы 34, входящие в соответствующие пазы в цилиндрической оправке 24, имеющей во фронтальном сечении Т-образный профиль. Ось симметрии оправки 4 перпендикулярна основанию 21, при этом диск 30, жестко соединенный с оправкой 24 и расположенный в верхней части оправки 24, перпендикулярно ее оси, контактирует своей нижней поверхностью с верхним пьезокерамическим кольцом 23 пьезоэлемента, а на верхней поверхности диска 30 установлены измерительные пьезоэлементы 26, контактирующие с двухступенчатым цилиндрическим диском 31, к верхней части которого посредством крепежного элемента 33 присоединен наконечник 25, передающий изменение линейного размера пакета пьезокерамических колец 23 на деталь станка. При этом внешний диаметр диска 30 равен внешнему диаметру пакета пьезокерамических колец 33.

Основание 21 представляет собой прямоугольной формы пластину с, по крайней мере, четырьмя пазами 38 для крепления к исследуемому объекту, к верхней плоскости которой прикреплен разъем 27, через который подается электрическое напряжение на пьезоэлемент, нижнее пьезокерамическое кольцо 23 которого опирается на верхнюю плоскость основания 21, а нижняя плоскость оправки 24 расположена с зазором по отношению к верхней плоскости основания 21.

Токонепроводящий корпус 22, выполненный в виде цилиндрической обечайки, охватывающей пьезоэлемент, защищает исследователя от высокого напряжения, подаваемого на пьезоэлемент, при этом нижний торец обечайки опирается на кольцо 39, жестко прикрепленное к верхней плоскости основания 21, соосно оправке 24, а верхний ее торец закрыт крышкой 32 с центральным отверстием под наконечник 25.

В нижней части основания выполнена полость 37, ось которой соосна с оправкой 24 и отверстием 29, выполненным в верхней деформируемой части 36 основания, на плоскости которой, обращенной к полости 37, наклеены тензодатчики 28, контролирующие величину статического усилия. Наклонные отверстия 35, выполненные в основании 21, служат для прокладки проводов к тензодатчикам 28 от разъема 27.

Пьезоэлектрический вибратор работает следующим образом.

Переменное усилие создается пьезокерамическими кольцами 23, на которые подается электрическое напряжение через разъем 27. Из-за этого напряжения изменяется толщина пьезоэлемента. Изменение линейного размера столбика пьезоэлементов через оправку 24, измерительные пьезоэлементы 26, наконечник 25 передается на деталь станка, на которую требуется подать силовое воздействие. Величина статического усилия контролируется с помощью тензодатчиков 28, наклеенных на деформирующуюся часть основания 21. Токонепроводящий корпус 22 защищает исследователя от высокого напряжения, подаваемого на пьезоэлементы.

Стенд для испытаний упругих элементов виброизоляторов с пьезовибратором работает следующим образом.

Сначала включают эксцентриковый вибратор 3, который установлен на переборке 1, которая расположена на виброизоляторах 2, и снимают амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) системы «переборка судна на его корпусе» с помощью датчиков виброускорений 4 и 5. Сигналы с датчиков виброускорений 4 и 5 поступают на усилитель 12, затем осциллограф 13, магнитограф 16 и компьютер 17 для обработки полученной информации. Для настройки работы стенда используется частотомер 14 и фазометр 15.

Для того чтобы определить собственные частоты каждой из исследуемых систем виброизоляции, производят имитацию ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записывают осциллограммы свободных колебаний (на чертеже не показано), при расшифровке которых судят о собственных частотах систем по формуле (см. фиг. 3 и формулу).

;

где c1 и m1 - соответственно жесткость упругих элементов виброизоляторов и масса основания,

c2 и m2 - соответственно жесткость и масса переборки, h1 - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, которая связана с логарифмическим коэффициентом затухания δ1 колебательной системы.

Возможен вариант, когда для проведения гармонического анализа виброизолирующей системы «переборка 1 на виброизоляторах 2», а также выявления виброизолирующих свойств дополнительного упругого элемента 41 (фиг. 1), размещенного между переборкой 1 и стойкой 6 для испытания собственных частот упругих элементов 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов, моделирующего виброизолирующие свойства двухмассовой системы «переборка 1 на виброизоляторах 2 - стойка 6 с упругими элементами 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов», пьезоэлектрический вибратор 19 закрепляют на переборке 1, и сигналы с которого по линии 40 связи поступают на пьезоусилитель 20, затем на компьютер 17 для обработки полученной информации.

1. Стенд для испытаний упругих элементов виброизоляторов с пьезовибратором, содержащий основание, на котором посредством, по крайней мере, трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента, причем на основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр, при этом для определения собственных частот каждой из исследуемых систем виброизоляции производится имитация ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записываются осциллограммы свободных колебаний, при расшифровке которых определяют собственные частоты систем виброизоляции и логарифмический декремент затухания колебаний по формуле:

где c1 и m1- соответственно жесткость упругих элементов виброизоляторов и масса основания, c2 и m2 - соответственно жесткость и масса переборки, h1 - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, которая связана с логарифмическим коэффициентом затухания δ1 колебательной системы, причем на каждом из исследуемых упругих элементов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закреплены тензодатчики на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируются как индикатором перемещений, так и тензодатчиками, причем по показаниям индикатора проводится экспресс-оценка характеристик, а при обработке сигналов с тензодатчиков, поступающих на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, - определяются амплитудно-частотные характеристики, и выявляются оптимальные характеристики: жесткость и коэффициент демпфирования каждого из упругих элементов, при этом для проведения гармонического анализа между переборкой и основанием закреплен пьезоэлектрический вибратор, сигналы от которого поступают на пьезоусилитель, затем на компьютер для обработки полученной информации, при этом пьезоэлектрический вибратор содержит корпус, пьезоэлемент и систему подвода электрического напряжения к пьезоэлементу, пьезоэлемент выполнен в виде пакета пьезокерамических колец, опирающихся на основание, и к внутренней поверхности которых оппозитно друг другу прикреплены шпоночные элементы, входящие в соответствующие пазы в цилиндрической оправке, имеющей во фронтальном сечении Т-образный профиль, при этом ось симметрии оправки перпендикулярна основанию, а диск, жестко соединенный с оправкой и расположенный в верхней части оправки, перпендикулярно ее оси, контактирует своей нижней поверхностью с верхним пьезокерамическим кольцом пьезоэлемента, а на верхней поверхности диска установлены измерительные пьезоэлементы, контактирующие с двухступенчатым цилиндрическим диском, к верхней части которого посредством крепежного элемента присоединен наконечник, передающий изменение линейного размера пакета пьезокерамических колец на деталь станка, при этом внешний диаметр диска равен внешнему диаметру пакета пьезокерамических колец, а основание представляет собой прямоугольной формы пластину с, по крайней мере, четырьмя пазами для крепления к исследуемому объекту, к верхней плоскости которой прикреплен разъем, через который подается электрическое напряжение на пьезоэлемент, и нижнее пьезокерамическое кольцо которого опирается на верхнюю плоскость основания, а нижняя плоскость оправки расположена с зазором по отношению к верхней плоскости основания, причем токонепроводящий корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки, охватывает пьезоэлемент, при этом нижний торец обечайки опирается на кольцо, жестко прикрепленное к верхней плоскости основания, соосно оправке, а верхний ее торец закрыт крышкой с центральным отверстием под наконечник, при этом в нижней части основания выполнена полость, ось которой соосна с оправкой и отверстием, выполненным в верхней деформируемой части основания, на плоскости которой, обращенной к полости, наклеены тензодатчики, контролирующие величину статического усилия, при этом наклонные отверстия, выполненные в основании, служат для прокладки проводов к тензодатчикам.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что для проведения гармонического анализа виброизолирующей системы «переборка на виброизоляторах», а также выявления виброизолирующих свойств дополнительного упругого элемента, размещенного между переборкой и стойкой для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов, моделирующего виброизолирующие свойства двухмассовой системы «переборка на виброизоляторах - стойка с упругими элементами рессорных и тарельчатых виброизоляторов», пьезоэлектрический вибратор закрепляют на переборке, сигналы с которого по линии связи поступают на пьезоусилитель, затем на компьютер для обработки полученной информации.



 

Похожие патенты:

В настоящем изобретении в основном предлагается устройство, система и способ моделирования акселерометра авиадвигателя (12), которые позволяют генерировать выходные сигналы имитатора авиадвигателя (12).

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и технической диагностики, применяется при техническом диагностировании, мониторинге и оценке технического состояния, определении предельных сроков и условий безопасной эксплуатации газопроводов сетей газопотребления.

Изобретение относится к кабельной промышленности и касается испытания монтажного оптического кабеля. В заявленном изобретении бухта образца оптического кабеля с внутренним диаметром не менее десятикратного допустимого радиуса изгиба крепится на платформе вибростенда.

Изобретение относится к кабельной промышленности и касается испытания кабеля для подземной прокладки (в канализации, трубах, блоках, коллекторах, в грунтах всех категорий, в воде при пересечении болот и неглубоких рек).

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля физического состояния здания или сооружения посредством измерения амплитуды и частоты их колебаний под воздействием регулируемого вибрационного источника и может быть использовано для определения динамических характеристик и сейсмостойкости зданий и сооружений.

Изобретение относится к способам проведения усталостных испытаний тонкостенных конструкций, например хвостового оперения вертолета. Способ заключается в нагружении тонкостенной конструкции переменными и постоянными нагрузками, в котором значения воздействующих факторов выше, а число их повторений ниже фактических или эталонных значений, вследствие чего из-за технологического несовершенства начальной кривизны обшивки и циклической потери устойчивости в обшивке возникает трещина (трещины).

Изобретение относится к геофизическим, в частности сейсмоакустическим, методам исследований и может быть использовано для калибровки характеристик сейсмоакустических преобразователей.

Изобретение относится к геофизическим, в частности сейсмоакустическим, устройствам исследований и может быть использовано для контроля характеристик преобразователей, применяющихся при мониторинге различных технических объектов.

Изобретение относится к способам прочностных испытаний самолета. Для оценки нагружения конструкции самолета при летных прочностных испытаниях измеряют значения силовых факторов реакции конструкции датчиками деформаций, размещенными на конструкции самолета, передают измеренные значения и значения параметров полета из памяти бортовых регистраторов в память компьютеров, строят, обучают и тестируют четыре искусственные нейронные сети.

Использование: для оценки виброустойчивости компонента регулирующего клапана текучей среды. Сущность изобретения заключается в том, что в изобретении раскрыты способы и устройства для оценки виброустойчивости компонента регулирующего клапана текучей среды.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам возбуждения ультразвуковых преобразователей. Устройство для возбуждения, в частности ультразвуковой преобразователь, имеющий множество элементов преобразователя, содержит входные клеммы для соединения устройства для возбуждения с источником питания, множество выходных клемм, предназначенных для соединения устройства для возбуждения с соответствующим одним из множества отдельных емкостных элементов нагрузки, один первый управляемый переключатель, соединенный с первой из входных клемм, и множество возбуждающих элементов, каждый из которых имеет второй управляемый переключатель и резистор, соединенные последовательно друг с другом, при этом каждый из возбуждающих элементов соединяется последовательно с одним первым управляемым переключателем и со второй из входных клемм, а каждая из выходных клемм соединяется с соответствующим одним из возбуждающих элементов для питания соответствующего емкостного элемента нагрузки из множества отдельных емкостных элементов нагрузки.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к самостопорящемуся ниппелю для крепления колесной спицы к части колеса. Самостопорящийся ниппель содержит тело, предназначенное для установки в отверстие в детали колеса и имеющее осевое отверстие с внутренней резьбой, проходящее вдоль продольной оси ниппеля и предназначенное для приема конца колесной спицы с наружной резьбой.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и транспортным системам и может быть использовано для работы на относительно небольших (приусадебных и/или фермерских) участках преимущественно равнинного типа.

Колесо // 2583399
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к колесам колесных и колесно-гусеничных движителей. В колесе, содержащем вал, ступичную часть и обод, соединенные спицами с коническим расположением, ступица состоит из двух равноудаленных от плоскости обода частей, между которыми смонтирована на валу распорная пружина.

Колесо транспортного средства в качестве спиц содержит гибкий замкнутый трос, соединяющий обод и втулку. Проекция на плоскость, перпендикулярную оси колеса, биссектрисы смежных участков троса не параллельна радиусу колеса.

Колесо // 2576777
Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно к безрессорным транспортным средствам. В колесе, содержащем вал, ступицу и обод, соединенные спицами, протектор, спицы выполнены в виде радиально расположенных пакетов стальных пластин или дисков, зафиксированных концами на ступице и ободе с возможностью, допускающей угловые и параллельные смещения вала по отношению к ободу и наоборот.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к колесам относительно легких транспортных средств, работающих в условиях бездорожья преимущественно на грунтах с низкой несущей способностью.

Настоящее изобретение относится к спицеобразному колесу (10) для транспортных средств. Колесо содержит обод (12), имеющий внутреннюю периферийную поверхность, центральную дисковую часть (14), расположенную на расстоянии в радиальном направлении от внутренней периферийной поверхности внутри по отношению к ней.

Колесо // 2492061

Колесо // 2492061

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Стенд содержит основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2.

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано для испытаний упругих элементов виброизоляторов. Стенд содержит основание, на котором посредством, по крайней мере, трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и с2, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке. На переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов. При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента. На основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей испытаний объектов. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх