Возбудитель циклической нагрузки для вибростендов и усталостных испытательных машин

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских социалистических

9

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт..свид-ву— (22) Заявлено 05.12.78 (21) 2694288/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл. б 01 М 7/00

G 0I N 3/34

Гесудеретеелнвм квмлтет

СССР (53) УДК 620.1.052..5:620.178.3 1 1 (088.8) Опубликовано 07.06.82. Бюллетень № 21 пе делам кзебретевий и вткрмтий

Дата опубликования описания 07.06.82

А. А. Авраменко, А. Е. Иваненко, В. И. Ткаченко и уповал. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВОЗБУДИТЕЛЬ ЦИКЛИЧЕСКОЛ НАГРУЗКИ

ДЛЯ ВИБРОСТЕНДОВ И УСТАЛОСТНЫХ

ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ МАШИН

Изобретение относится к испытательной технике в частности к устройствам для создания циклической нагрузки, и может найти применение в вибростендах и усталостных машинах.

Известен возбудитель циклической нагрузки, содержащий кривошипно-шатунный механизм и устройство для задания формы нагружения, соединяющее шатун с приспособлением для крепления испытуемого изделия (1).

Недостатком такого возбудителя циклических.нагрузок является то, что он обеспечивает воспроизведение синусоидальной формы цикла, а также сложность изготовления и применения зубчатых и планетарных передач.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является возбудитель циклической нагрузки для вибростендов и усталостных испытательных машин, содержащий кривошипно-шатунный механизм и устройство для создания формы цикла нагружения, соединяющее шатун с приспособлением для крепления испытуемого изделия.

Задание формы цикла нагружения осуще- . ствляется за счет подачи разной величины давления воздуха от двух рессиверов в надпоршневую и подпоршневую полости двухкорпусного цилиндра (2) .

Недостатком указанного устройства являются его малые функциональные возможности, ограниченные воспроизведением только синусоидальной и треугольной формами цикла нагружения.

Цель изобретения — расширение воспроизводимых форм циклов нагружения.

Поставленная цель достигается тем, что в возбудителе циклической нагрузки для вибростендов и усталостных испытательных машин, содержащем кривошипно-шатунный механизм и устройсто для задания формы цикла нагружения, соединяющее шатун с приспособлением для крепления испытуемого изделия, устройство задания формы цикла нагружения выполнено в виде установленной в шатуне упругой поворотной втулки, в которой от внутренней поверхности выполнены соосные радиальные пазы, и установленной во втулке оси, концы которой соединены с приспособлением для крепления изделия, причем на оси имеются параллельные

934272 лыски, а толщина оси в зоне лысок равна ширине паза втулки. Для получения ассиметричных циклов в один из пазов втулки может быть введена съемная вставка жесткости.

На фиг. 1 изображен описываемый возбудитель циклической нагрузки с частичным разрезом; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. l; на фиг. 3 — трапецевидная форма нагружения; на фиг. 4 — настройка устройства задания формы цикла нагружения для получения трапецевидной формы цикла нагружения; на фиг. 5 — синусоидальная форма цикла нагружения; на фиг. 6 — настройка устройства задания цикла нагружения для получения синусоидальной формы цикла нагружения; на фиг. 7 — форма импульсной нагрузки; на фиг. 8 — настройка устройства задания формы цикла нагружения для получения изображенной на фиг. 7 формы импульсной нагрузки; на фиг. 9—

1О

15 форма ассиметрической нагрузки; на фиг. 10-20 настройка устройства для задания формы цикла нагружения для получения ассиметричной формы цикла нагружения.

Возбудитель циклической нагрузки состоит из кривошипно-шатунного механизма 1 устройства 2 задания формы цикла нагружения и приспособления 3 для крепления испытуемого изделия. Кривошипно-шатунный механизм 1 содержит кривошип 4, шатун 5 и

25 корпус 6. Устройство 2 задания формы цикла нагружения, соединяющее шатун 5 с приспособлением З,содержит поворотную упругую втулку 7 и ось 8, соединяющую проушину 9 приспособления 3 с устройством 2.

Упругая поворотная втулка 7 закреплена в металлической гильзе 10, которая установле- з5 на в проушине l 1 шатуна 5. Фиксация поворотной втулки 7 осуществляется двумя парами болтов 12 и 13. Упругая поворотная втулка 7 имеет профилированное отверстие 14, образованное цилиндрическими поверхнос- 4р тями с радиусом R, выходящими из центра отверстия втулки, которые сопряжены с плоскими поверхностями 15 паза 16 шириной в, и высотой h. Плоские поверхности 15 паза 16 сопряжены цилиндрическими поверхностями 17. В отверстие 14 вставлена ось 8, 45 соединяющая шатун 5 с приспособлением 3.

Ось 8 имеет цилиндрическую поверхность

18 с радиусом, приблизительно равным радиусу цилиндрических поверхностей 17 отверстия 14, и лыски 19, расположенные на одинаковом расстоянии от оси а-а, при этом ось 8 в зоне лысок 19 равна ширине паза 16.

Две пары болтов 20 служат для ориентации лысок 19 по отношению к оси в-в, перпендикулярно ей или параллельно. Для расширения номенклатуры формы циклов нагруже- 55 ния в свободные пазы втулки могут устанавливаться вставки 21 (фиг. 6 и 10) разной конфигурации и жесткости.

Возбудитель циклической нагрузки работает следующим образом.

При включении устройства кривошипношатунный механизм 1 передает через устройство 2 нагрузки на приспособленйе 3.

Непосредственно передача нагрузки приспоблению 3 осуществляется через поворотную упругую втулку 7 и ось 8. При движении шатуна 5 вверх ось 8 внедряется в паз 16 поворотной упругой втулки 7 (фиг. 4) и, вследствие деформации последней, будет формироваться участок оа (фиг. 3), который соответствует увеличению деформации (нагрузки) . Увеличение деформации происходит до тех пор, пока максимально удаленные точки поверхности 18 оси 8 не достигнут кромок перехода плоских поверхностей паза 16 в криволинейные поверхности отверстия 14, в которое первоначально вводится ось 8. После этого ось 8 движется в вертикальном пазу 16, где деформации будут постоянными (т.е. нагрузка будет постоянной — участок ав). Таким образом, чем длиннее прямоугольный участок поверхностей паза 16, тем больше участок ав. При этом амплитуда оси 8 выбирается такой, что при ее движении она не достигает крайних положений, т.е. поверхностей 17 паза 16, следовательно возрастания нагрузки на участке ав не будет.

При движении шатуна 5 вниз ось 8 выходит из верхней части паза 16, чем обеспечивается падение нагрузки на участке cd, и ось 8 уходит в цилиндрические поверхности отверстия 14, что,соответствует точке с. При дальнейшем движении шатуна 5 вниз ось 8 постепенно входит в верхнюю часть паза

16, чем обеспечивается падение нагрузки на участке cd, а на прямолинейном участке 15 паза 16 деформация постоянна, т.е. нагрузка на ось 8 постоянна (участок de). После этого шатун 5 совершает движение вверх и ось

8 выходит из паза 16, чем обеспечивается падение нагрузки на участке ef. Таким образом, получается трапецевидный цикл.

Для получения синусоидального (треугольного) цикла втулки 7 поворачивается и фиксируется болтами 12, устанавливаемыми в отверстия по оси с-с в положение, показанное на фиг. 6. В свободное пространство паза 16 вставляются вставки 21 для установки оси 8 в среднее положение. При движении шатуна 5 нагрузка на ось 8 передается через материал втулки 7 попеременно на верхнюю и нижнюю цилиндрические поверхности оси 8, чем достигается попеременное увеличение и падение нагрузки или получение синусоидального или близкого к треугольному циклу. При этом, вследствие того, что происходит обжатие упругого материала втулки 7, требуемые для нагружения объекта перемещения шатуна 5 будут существенно больше, чем имеющиеся люфты в соединениях возбудителя. Этим достигается пере934272 крытие люфтов и повышение точности и плавности нагружения.

Для получения импульсных нагрузок поворотную упругую втулку 7 и ось 8 устанавливают в положение, показанное на фиг. 8.

При движении шатуна 5 вверх в начальный момент происходит скольжение лысок L9, оси 8 в пазу 16 т.е. нагрузка равна нулю, и время необходимое для прохождения паза

16 до встречи с поверхностями 17, соответствует участку оа. После этого ось входит в контакт с поверхностью 17, и создается о импульс нагрузки ав, а при движении вниз происходит падение нагрузки до нуля, затем ось 8 скользит в пазу 16, что соответствует участку са1, до обжатия нижней части поверхностей 17 паза 16, что соответствует участку de и т.д. Для получения ассиметричных циклов можно использовать вставки 21 разной конструкции, устанавливаемых в разных положениях в пазу, как показано, например, на фиг. 10. Геометрия сечений оси 8 входящих в паз 16, подбирается с учетом го упругих свойств материала втулки 7 и необходимости получения амплитуды нагрузки заданной величины.

Использования изобретения позволяет использовать один вибростенд или усталост-. г ную испытательную машину для создания широкого класса нагрузок, что уменьшает потребный для проведения испытаний парк испытательного оборудования.

Формула изобретения

1. Возбудитель циклической нагрузки для вибростендов и усталостных испытательных машин, содержащий кривошипно-шатунный механизм и устройство для задания формы цикла нагружения, соединяющее шатун с приспособлением для крепления испытуемого изделия, отличающийся тем, что, с целью расширения воспроизводимых форм циклов нагружения, устройство задания формы цикла нагружения выполнено в виде установленной в шатуне упругой поворотной втулки, в которой от внутренней поверхности выполнены соосные радиальные пазы, и установленной во втулке оси, концы которой соединены с приспособлением для крепления изделия, причем на оси имеются параллельные лыски, а толщина оси в зоне лысок равна ширине паза втулки.

2. Возбудитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения ассиметричных циклов, в один из пазов втулки введена съемная вставка жесткости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 316481, кл. G OIN 3/36, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 676906, кл. G 01 N 3/34, 1977 (прототип).

934272 с Й г. 5

Р г 1Ð

Составитель Л. Соловьева

Редактор П. Коссей Техред А. Бойкас Корректор Л. Бокшан

Заказ 3914/35 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4