Способ испытания изделий навоздействие ускорения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i» 838495 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 01. 06. 79 (21) 2772858/18-1.0

G 01 М 19/00//

G 0I P 21/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23 ) Приоритет по делам нэобретеннй и открытий

Опубликовано 15. 06. 81. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 25 . 06 . 8 1 (53) УДК 620.178,,4(088.8) (72) Л вторы изобретения

В.И.Караэин, Г.А.Смирнов, А.Н.Евграфов и М.Я.Красильщиков (Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИСПЬ1ТАН1И ИЗДЕЛИЙ

НА ВОЗДЕ11СТВИЕ УСКОРЕНИЯ корения.

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для динамических испытаний, например, навигационных приборов, определяющих параметры движения различных объек5 тов.

Известны центробежные стенды, содержащие вращающуюся платформу, каретку, передвигающуюся в радиальном направлении по направляющим, закрепленным на платформе, противовес, соединенный с кареткой, и привод перемещения каретки 1 ).

Известны также стенды, содержащие вращающуюся платформу, закрепленные на ней радиальные направляющие, уравновешивающее устройство, связанную с ним и установленную на . направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения каретку для установки испытуемых изделий, элемент соединения каретки с уравновешивающим устройством и привод перемещения каретки (? ).

Недостатком этих стендов является большая требуемая мощность привода перемещения кареток, зависящая от скорости радиального перемещения кареток и от величины центробежных сил, действующих на каретки и уравновешивающие устройства, что ограничивает возможности получения высоких интенсивностей изменения усНаиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ, заключающийся в том, что каретку с установленным на ней испытуемым изделием, размещенную на платформе центрифуги, при вращении последней, разгоняют, перемещают с постоянной скоростью, тормозят и в процессе перемещения уравновешивают центробежную силу, действующую на каретку с испытуемым изделием, посредством связанного с ней составного противовеса, отдельные массы

83849 масса прибора и противовеса;

1 С радиус установки прибора и противовеса; скорость вращения платформы; первые передаточные функ:0 ции прибора и противовеса; угол поворота вала двигателя радиального перемещения; интенсивность изменения где (и„, (п1,—

Р,Ри

П (М),П„ (V)— ускорения.

При этом имеем (П =-П =const;

Р=Ри (и 9™иРи Р = Ри .и

Тогда формула (1) принимает вид (m+m>) + (2)

9 1„1, (П >, Р " (1.-П1ц1 2

Пусть масса каретки с прибором (п=10кг, максимальная масса противовеса при длине связи прибора и противовеса

L=l,3 м составляет (п„=22,5 кг; скорость Я. =57,5(1с; скорость радиального перемещения Р =3 м/с; скорость вращения вала двигателя радиального перемещения 9 =30 I"(ñ; максимальное значение функции положения прибора

П(%) =0,9 м; первая передаточная функция П =Р/Ф=0,01 (м). Тогда на (( участке равномерного движения удельная" мощность (мощность на единицу

50 которого последовательно отделяют от противовеса (3)

11ощность двигателя, необходимая для радиального перемещения прибора и противовеса без учета сил тре5 ния и аэродинамического сопротивления, учитывая то, что механизм радиального перемещения идеальный, может быть определена из уравнения движения машинного агрегата в диффе- 10 ренциальной форме а3 Ч м м =3(+

d c dV 2

Считая, что мощность двигателя

N>=N - Q, определяем величину мощности, необходимую для получения единицы интенсивности изменения ускорения, т.е. йв . 9Y5 4 интенсивности изменения ускорения) равна — =о, i i (,)

Для разгона или торможения системы в радиальном направлении на участке протяженностью 0,1 м ускорение составит Р =46 м/с 1. При этом "удельная" мощность равна (m+m„)=O 4

Т.е. двигатель должен быть как ми- нимум в четыре раза мощнее, чем это необходимо для осуществления рабочего режима испытаний.

Цель изобретения — уменьшение мощности привода радиального перемещения каретки.

Поставленная цель достигается тем, что разгон каретки при ее движении от оси вращения .осуществляют дополнительной массой, присоединяемой к каретке в момент начала разгона, и отделяют от нее в момент окончания разгона; торможение осуществляют присоединением другой дополнительной массы к противовесу в момент начала торможения; при этом дополнительные массы связаны с массой всего противовеса соотношениями.

Величина этого соотношения может быть найдена следующим образом, Пусть в начальном положении, когда каретка с прибором находится на минимальном радиусе 9 =9„„„.„,к ней присоединена дополнительная масса m<, величина которой такова, что равнодействующая центробежных сил, действующих на каретку, противовес и массу m обеспечивает движение системы с постоянным ускорением Р . В точке p --==9( масса m отделяется от каретки, при этом разгон заканчивается ° Причем (и((и+"й) У =((п1+и )Р 1- (и и (1--Р) - (3)

Здесь m1„ — масса противовеса в кон1 це участка разгона (т.е. минимальная его масса).

Выражая отсюда массу m видим, что она является функцией переме— щения р

Г (Р.11 ") г

Для того, чтобы ограничиться некоторой массой постоянной величины

5 838 преобразуем выражение для а„(о), исходя из условия равенства площадей

Р1

" (P Р,„1 )= f 4(P) (5)

Рею

В этом случае постоянную дополнительную массу m находим следующим об разом Р4 !

Ъии где Н=о -о - — длина участка разгона. м1и

Учитывая, что в точке P = pq должно существовать равенство центробежных сил, действующих на каретку и противовес, выражаем массу .каретки m через массу противовеса

1 "-P4 (7)

5>л

Подставляя (7) в (6) и раскрывая .интеграл, находим искомое соотношек"

Ь Рл ЗЧ„-Р— Pn — „.. - ) (aI где M min= P min 9., Чл= ЯЯ центростремительные ускорения каретки в начале и конце участка разгона. 2

Аналогично находим выражение для массы m, присоединяемой к противовесу на участке торможения и„= " «р И и " 1 4,(9) где m — масса противовеса в конце

И участка равномерного движения (т.е. максимальная масса противовеса);

И =(L-P<) 9; И „=(L „) 9 — цен- тростремительные ускорения противовеса в начале и конце участка торможе@орала изобретения

Способ испытания изделий на воздействие ускорения, заключающийся в том, 50 что каретку с установленным на ней испытуемым изделием, размещенную на платформе центрифуги, при вращении последней, разгоняют, перемещают с постоянной скоростью, тормозят и в

55 процессе перемещения уравновешивают центробежную силу, действующую на каретку с испытуемым изделием посредством связанного с ней составного ния.

Учитывая, что минимальная масса противовеса через максимальную выражается следующим образом

m =m

I 1-Ра (10) и перепишем выражение для массы m< — — — — Ь вЂ” - -- (11)

На чертеже схематически представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Цифрами обозначены следующие участки движения (при перемещении каретки О -о .): — участок разгона;

1Иии r

II — участок равномерного движения;

III — участок торможения. На платформе 1 центробежного испытательного стенда установлен противовес, состоящий из полого корпуса 2 и пакета пластин 3, положенных на штан495 6

ry 4, которая одним концом жестко связана с кареткой 5 и имеет на другом конце упор 6; на штангу насажены дополнительные массы 7 и 8.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Платформа 1 вращается с постоянной скоростью g.. .За исходное принимаем положение каретки на р „-„ . На

О каретку 5 действует максимальная сила F<, так как, дополнительная масса 7 под действием центробежной силы прижата к каретке ° На упор 6 действует сила F>, которая меньше

5 силы Г„ на величину, определяемую массой 7, и которая, следовательно, обеспечит разгон системы с заданным ускорением p . В конце участка разгона дополнительная масса о 7 задерживается упором 9.

При движении системы на участке

II последовательное присоединение пластин 3 противовеса обеспечивает равенство центробежных сил Г! и F, 5 На границе участков II и Н! к противовесу присоединяется дополни-. тельная масса 8, в результате чего

Гд становится больше Р4, следовательно, происходит торможение за

О счет разности центробежных сил. В конце участка III система останавливается. При движении системы в обратном направлении масса 7 выполняет функции разгоняющей массы, а масса 8 — тормозящей.

Использование предлагаемого способа испытаний изделий позволяет значительно уменьшить мощность привода радиального перемещения и, 4о следовательно, энергетические затраты. При этом использование неуравновешенных масс обуславливает снижение мощности привода радиального перемещения более,чем на 400Х, 45

7 838495 противовеса, отдельные массы которого последовательно отделяют от противовеса, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью уменьшения мощности привода радиального перемещения каретки, разгон каретки при ее движении от оси вращения осуществляют дополнительной массой, присоединяемой к каретке в момент начала разгона, и отделяют от нее в момент окончания разгона, а торможение осуществляют присоединением другой дополнительной массы к противовесу в момент начала торможения, при этом дополнительные массы связаны с массой противовеса соотношениями чания равномерного движения;

11 — протяженность участка разгона или торможеМ ния; ,,Й,Ч,W> — центростремительные

М й1 2 Ьду ускорения в моменты начал» и конца р»згона каретки и противовеса; величина постоянного ускорения ради»льного перемещения на уч»20 стке разгона или торможения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N - 3180!31, г5 кл„ 73-1, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР !! 236828, кл. G 01 М 7/00, 1967.

3. Авторское свидетельство СССР !! 524094, кл, G 01 М !9/00, !976

30 (прототип). где я,ш,m — массы разгоняющая, тормозящая и полная масса противовеса;

1. — расстояние между центрами масс каретки с прибором и противовеса; д и — расстояние от оси вр»P1 i P2 щения до центра массы каретки с прибором в момент нач»ла и оконСоставитель Л.Семенова

Редактор А.Долинич Техред 3, Фанта Корректор М.Коста

Заказ 4414/63 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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