Стенд линейных гармонических ускорений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социаииетическик

Реепубник (11) 607147 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено140875 (21) 2166019/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 150578.бюллетень ¹ 18 (51) M. Кл.

Ь 01 Р 21/00

Гююр43рютВюююм1 юювютют

Сююютю Мюююетрюв 6660 и юююВв ютю|рютВВВЮ ю ютюрмтВЮ (53) УДК 531 768 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 26.0478 (73) Авторы изобретения

Б.А.Богданов, И.Х.Бутурович и В.А.Дьяченко (71) ЯаяВИтЕЛЬ Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина

{54) СТЕНД ЛИНЕЙНЫХ ГАРМОНИЧЕСКИХ УСКОРЕНИЙ

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для испытаний гироскопов и акселерометров путем воздействия на них низкочастотным линейным 5 ускорением большой амплитуды.

Известны механические испытательные стенды, преобразующие при помощи кривошипно-полэунного механизма равномерное вращение вала кривошипа в 10 возвратно-поступательное прямолинейное движение испытательного стола.

Основными недостатками таких стендов являются малая амплнтуда перемещений (обычно 0 †: 30 мм) и отсутствие И строго гармонического закона движения испытательного стола.

Теоретически чистый гармонический закон движения испытательного стола имеет место в стендах, где длина 20 шатуна равна длине кривошипа. Примером такого стенда является устройство (lj, где кривошипно-ползунный механизм с равными дли..ами шатуна и кривошипа конструктивно выполнен в виде 25 сдвоенной планетарной зубчатой передачи. Первая планетарная передача сообщает вращение шатуну, а втораяиспытательному столу. Передаточное число этой кинематической цепи подоб- ЗО рано таким, что испытательный стол совершает возвратно-поступательное прямолинейное перемещение по гармоническому закону беэ помощи направляющих на величину хода до 2000 мм.

Однако длинная и недостаточно жесткая кинематическая цепь зубчатых конических колес, установленных на шлицевых валах регулируемой длины, погрешности изготовления и сборки не позволили в достаточной степени реализовать возможности принципиальной схемы: клир-фактор по ускорению составил около 8%.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стенд, который имеет короткую и жесткую кинематическую цепь, так как равноплечий кривошипно-полэунный привод конструктивно выполнен в виде одинарной зубчатой эпициклической передачи внутреннего зацепления с диаметром сателлита {шатунного колеса), равным радиусу неподвижного колеса. Отсутствие сдвоенной планетарной передачи в приводе стола потребовало введения в конструкцию прецизионной плоской направляющей для предотвращения проворота испытательного стола (под действием сил трения или неуравновешен607147 ности испытательного стола) относительно пальца сателлита, на подшипниках которого он установлен (21.

Существенным недостатком данного стенда является наличие двух работающих одновременно жестких кинематических цепей, обеспечивающих движение испытательного стола с одной стороны это кривошипно-полэунный механизм с направляющей, .а с другой — зубчатая эпициклическая передача. Ошибки изготовления и сборки механизмов стенда приводят к некоторому отклонению от прямолинейности в движении стола и к противодействию кинематических цепей работе друг друга, что вызывает либо .отход стола от плоской направляющей и его угловые колебания в образовавшемся зазоре, либо деформацию всей кииематической цепи иэ-за противодействия направляющей, установленной на жесткой траверзе.

Все это ухудшает точность воспроизводимого закона двмжения и приводит к появлению боковых угловых и линейных колебаний испытательного стола.

Целью изобретения является уменьшение угловых колебаний и увеличение точности прямолинейного перемещения.

Это достигается благодаря тому, что в предлагаемом стенде прецизионные направляющие стола выполнены полузамкнутыми, а испытательный стол закреплен ка опорном шарнире сателлита (шатуна) с помощью упругой связи. Упругая связь выполнена в виде Н-образного блока иэ трех пакетов взаимно перпендикулярных разрезных плоских пружин, который имеет высокую жесткость в направлении движения стола и обладает хорошей податливостью в любом иэ пяти других возможных линейных и угловых малых колебаний пальца шатуна относи,тельно испытательного стола.

Регулируемая величина силового замыкания-стола и полузамкнутых направляющих осуществляется при помощи витой цилиндрической пружины.

На фцг. 1 представлена конструктивно-кинематическая схема описываемого стенда; на фиг. 2,поперечный разрез полузамкнутой направляющей; на фиг.3

Н-образный блок плоских разрезных пружин, соединяющий испытательный стол с опорным шарниром сателлита.

Испытываемый прибор 1 расположен на испытательном столе 2 (фиг. 1), который может перемещаться вдоль прецизионной направляющей 3, .выполненной полузамкнутой (фиг. 2) и установленной на жесткой .траверзе 4. Для лучшего учета влияния вектора ускорения земного- тяготения и обеспечения техники безопасности направление движения испытательного стола 2 принято вертикальным. Витая цилиндрическая .пружина 5 осуществляет регулируемое силовое замыкание стола 2 и направляющей 3. Связь стола 2 с пальцем б опорного шарнира сателлита 7 (шатуна) выполнена упругой в виде Н-образ5 ного блока 8 трех взаимно перпендикулярных пакетов 9 раэрезных плоских пружин, соединенных угольниками 10 (фиг. 3). Места присоединения упругого блока 8 к столу 2 обозначены

10 буквой С, а буквой Ш вЂ” места присое.динения к опорному шарниру сателлита

7. Такая конструкция упругого блока

8 имеет высокую жесткость в направлении движения стола 2 и обеспечива15 ет хорошую податливость в любом другом иэ пяти возможных малых перемещений (линейных и угловых) стола 2 относительно сателлита 7. Сателлит 7 установлен на подвижной оси водила

ll планетарной эпициклической передачи.Ее неподвижное колесо 12 закреплено на стайине 13 соосно шпинделю 14.

Радиус начальной окружности зубчатого колеса 12 равен диаметру сателлита 7, а ocr пальца 6 опорного шар5 нира стола 2 находится на начальной окружности сателлита 7. Тем самым и реализована схема кривошипно-полЪунного механизма с длиной кривоши-, па, равной длине шатуна.

Электродвигатель 15 постоянного тока через муфту 16, шпиндель 14 и эпициклическую передачу приводит в движение стол 2 с испытываемым прибором

1. Эамкнутая система электропривода

35 17 содержит импульсный датчик угла поворота 18, предназначенный для работы в цепи обратной связи по регулированию скорости электродвигателя 15.

40 С целью уравновешивания масс стола

2 и испытываемого прибора 1 введен противовес 19, а для уравновешивания главного вектора сил инерции служит противовес 20. Регулируемый фрикцион-

45 ный тормоз 21 в процессе работы стенда предотвращает отход друг от друга одноименных профилей зубьев сателлита 7 и неподвижного колеса 12 под действием возможных колебаний момента сил относительно оси сателлита 7.

Работает стенд следующим образом.

При задании электроприводом 17 определенной равномерной скорости вращения ж валу электродвигателя 15 через планетарную эпициклическую передачу

55 получает перемещение стол 2 с испытываемым прибором l. Ускорение движения стола 2 изменяется по гармоническому закону.

ы--г ea t .

t где г — радиус водила ll и сателлита 7, м - угловая скорость вращения водила 11, рад/с.

Это перемещение стола 2 по преци65 эионным направляющим 3 осуществляет507147 ся благодаря высокой жесткости Н-образного блока 8 плоских пружин в направлении движения стола. Малые угловые и линейные колебания пальца 6 сателлита 7, вызванные погрешностью изготовления и сборки стенда, компенсируются упругим Н-образным блоком

8 плоских пружин благодаря его хорошей податливости в других пяти направлениях возможных перемещений.

Съем сигналов с испытываемого прибора в таком стенде может осуществляться при помощи гибких проводов, расположенных в легких и жестких звеньях шарнирно-рычажного механизма токосъема (на чертежах не показан).

Предлагаемый стенд благодаря большой величине хода стола 2 позволяет проводить испытания приборов на низких частотах и при больших значениях перегрузок.

Формула изобретения

Стенд линейных гармонических ускорений, содержащий испытательный стол, приводимый кривошипно-палэунным механизмом с длиной шатуна, равной длине кривошипа, и конструктивно выполненный в виде планетарной эпицикли-

8 ческой передачи, и прецизионную направляющую стола, о т л и ч а ю.щ и йс я тем, что, с целью уменьшения его угловых колебаний и увеличения точности прямолинейного перемещения,пре о цизионные направляющие стола выполнены полуэамкнутыми, а стол закреплен на опорном шарнире шатуна с помощью упругой связи с пятью степенями свободы малых перемещений относительно шатуна, выполненной в виде Н-образного блока, составленного иэ трех пакетов взаимно перпендикулярных плоских разреэных пружин и цилиндрической витой пружины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 169845, кл. В 06 b. 1/12, 1963.

2. Павлов Г.Г. и др. Разработка и исследование калибровочных стендов.

26 Сб. трудов ЛПИ им. М.И.Калинина, Ф 282, Машиностроение, 1967. бО7147

1б ;аставитель Н.Граникова

Техред О.Андрейко

Корректср Н.Ковалева

Редактор Л.Бибер

ММ

Филиал ППП ПаТент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 2575/33 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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