Устройство для испытания изделий на воздействие пространственной вибрации

 

(72) Авторы изобретения

А. И; Александров н Q. М. Зайцев (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ВИБРАБЯИ синфаэно (1) .

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам цля испытания изцелий на воздействие пространственной вибрации.

Известно устройство цля испытаний

5 изцелий на возцействие вибрации, соцер- . жашее две симметричные и соосно расположенные электродинамические системы, каждая иэ которых содержит магнито-. провоц с воэцушным зазором, например кольцевым, и поцвижную катушку с винтовой обмоткой, обеспечивающей осевые колебания. Катушки электродинамических систем соединены жесткьпи штоком, s срецней части которого располагается испытуемый обьект. Катушки колеблются

Недостатком такого устройства является невозможность воспроизведения пространственной вибрации.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является устройство цля испытания изделий на воздейст.2 вие пространственной вибрации, содержа шее магнитную систему с цвумя рабочи ми зазорами и поцвижную часть, включакьшую установленные в рабочих зебрах, механически связанные между собой силовые катушки с винтовой и многосек циониой тороидальной обмотками, плаъ форму цля установки испытуемого sane лия и упругую подвеску платформы с катушками, образованную двумя группами упругих элементов.

В известном устройстве магнитная система выполнена в вице одного магнитопровода с двумя концентричными кольце выми зазорами, s одном иэ которых уо тановлена катушка с винтовой обмоткой, а в.другом - с многосекционной тороицельной обмоткой, оцна группа упругих элементов поцвески соециняет одну иэ катушек с магнитопроводом, а другаясоеднняет катушки межцу собой. Это устройство позволяет созцавать прямолинейные вибрации по трем взаимно пер» пендикупярным Осям и „ т «e ую эи60йпи)О

Относительно одной из Осей B юзпичных сочетаниях (2J

Од.-пако известное устройство не обеспечивает возможность возбуждения угл =. вой вибрации по л;обой Hs компонентов.

Белью:lço6pàòeHHH является рвсширеННе функциональных возможностей SB счет обеспечения воэбужцения по любой из угловых компонент. 39

Поставленная цель достигается тем, что устройства цля испыгания изделий на воздействие пространственной вибрации, соцержашее магнигную систему с двумя рабочими зазорами и годвижную систему., включа:ошую установленные в рабочих зазорах мехвнически связанные между собой силовые катушки с винтовой и многосекционной тсроицапьной обмотками, платформу дпя установки испыгуемого изделия и упругую подвеску платформы с катушками, образованну1о группами упругих элементов, снабжено второй многосекнионной тероидальней обмоткой, маг= нитная система выполнена в виде цвух 2.> однозазорных магни= опроводов, расположенных соосно H встречно, Одна из катушек с многосекдионной торо,.дальной oá= моткой установлена в зазоре одного маг:-!Итапр. -:оца,. а :;ругая катулка с жестко gg связанными между собой BllíòoBoIi и BTG=-. рой многосекдионней тораидвпьной обмотками в зазоре другого магнитол —:,.овода и связв на с де рвой квту1 1кой через пла .=форму, B. квжцая из групH упругих элемен- тов связана с одной из катушек, Кроме того, катушки размешены симметрично относительнО цен гра платформы, а группы элементов -упругой подвески сдвинуты i дна Относительно другОй на полшага.

На фиг. 1 схема-.инно изображено прецпагвемое устройство, частичный раз,рез; на фиг, 2 — разрез А-Л на фиг. 3 ., на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 — упругий элемент подвески платформы с катппками, обший виц, HB фиг. 5 — схема питания обмоток катушек при возбуждении прямолинейной, вибрации по оси Х и угловой вибрации оъноситепьно Оси Х; на фиг. 6 - то же, цля случая возбуждения прямолинейной вибрации по оси У и угловой вибрации относительно оси У; на фиг 7 — то же, для случая возбуждения прямолинейной вибрации по оси 7, и угловой вибрации относигельно оси,7,; на фиг. 8 — 10 схемы мгновенных сип, действуюших I=B подвижную систему при питании обмоток по схемам, изображенным, соответственно на фиг. 5, 6 и 7.

Устройство для испыгания изцелий на воздействие пространственной вибрации (фиг. 1) соцержит магнитную систему, выполненную в вице двух идентичных магнитоправоцов 1 и 2, установленных соосно и встречно на основании 3 и имеюших кольцевые зазоры 4 и 5; подвижную часть, включаюшую механически связанные межцу собой силовые катушки

6 и 7, установленные соответственно в зазорах 4 и 5, межцу которыми жестко закреплена платформа 8 для установки используемого изцелия, выполненная, например, в виде пустотелого цилиндра, в полости которого установлен контейнер

9 с испытуемым изделием, и упругую подвеску, образованную двумя группами упругих элементов 10 и 11, например

J - образной формы, соециняюшими соответственно силовые катушки 6 и 7 с магнитопроводами 1 и 2. Как видно на фиг. 2 и 3, упомянутые группы упру гих элементов 10 и 11 сдвинуты одна относительно цругой на полшага, что обеспечивает более равномерные жесткостные характеристики подвески в различных направлениях. Катушки 6 и 7 имеют цве идентичные винтовые обмогки 12 и 13 возбуждения осевой вибрации и цве идентичные многосекционные тороицальные

o5"-отки 14 и 15 возбуждения радиальных и угловых вибраций (Hop осевой здесь и цалее понимается прямолинейная вибраILHH вцоль осей МагнитопровоцоВ 1 и 2ось Х, поц радиальными - вибрации, возбуждаемые перпенцикупярно осям магнитопровоцов - оси У и 2, под угловыми вибрации вокруг осей Х, и 2 ). Следует заметить, что цля возбуждения осевой . вибрации в принципе цостаточно одной обмотки 12 или 13, две обмотки используются в предлагаемом устройстве цля

Обсспечения симметричного распрецеления масс катушек 6 и 7 относигельно центра

О масс подвижной части и оцинаковых электрических параметров катушек.

Обмотки 14 и 15 возбуждения рациальных и угловых вибраций выполнены тороидапьными, образованными тяговыми элементами, раэмешенными на пилинцричес» ких поверхностях обмоток 12 и 13 возбуждения осевых колебаний по их Образующим, неподвижными элементами, размешенными по образуюшим поверхностям магнитопроводов 1 и 2, ограничиваюших воз5 991 душные зазоры 4 и 5 со стороны тяговых элементов, и гибкими токопоцвоцами, послецовательно соединяющими тяговые элементы с неподвижными. Кажцая из обмоток 14 и 15 разцелена на четыре равные по числу проводников секции (1, II, Ш, 1У и 1, И, Ш 1У ), равномерно (шаг 90 ) расположенные по окружности. Одноименные секции обмоток

14 и 15 симметрично расположены отно- 30 сительно центра масс подвижной части, Каждая из секций (фиг. 5 - 7) условно изображена одним витком, причем тяговым является проводник, лежащий на поверхности условного цилиндра, обозначенного 1 штрих-пунктирной линией. Начала обмоток обозначены буквами Н, концы - бухва« ми К";

Устройство работает слецуюшим образом. 26, В обмотки 12 и 13 (фиг. 5) возбуждения осевой вибрации поступают синфазные, например синусоицальные, управляющие сигналы. На фиг. 5 изображены направления протекающих при этом в o6Mor 2S ках мгновенных токов. На фиг. 8 изображены мгновенные силы F<, возникающие за счет взаимоцействия магнитного поля в воздушных зазорах магнитопроводов

1 и 2 и токов в обмотках 12 и 13. Эти зо силы приложены к катушкам 6 и 7 таким образом, что обеспечивают перемещения платформы 8 и контейнера 9 с испытуемым изделием вцоль оси Х. В секции

1, Il, Ш, 1У обмотки 14 (фиг. 5) поступают синфазные сигналы, и оцновременно в секции 1, It, Ш, 1У (обмотки

15 поступают сигналы, противофазные сигналам в одноименных секциях обмотки 14. На фиг. 5 изображены направления»

: протекающих при этом через обмотки мгновенных токов. На фиг. 8 изображены мгновенные силы 5<, цействуюшие при этом на катушки 6 и 7. Как вицно, эти сигналы созцают вращающий момент, обеспечивающий поворот платформы 8 с контейнером 9 относительно оси Х в . плоскости У 7..

В секции И и 1У обмотки 14 поступают противофазные сигналы (фиг. 6) и одновременно в секции II и 1У обмог. ки 15 поступают сигналы, соотвегственно противофазные сигналам в оцноименных секциях обмотки 14. На фиг. 6 изображе55 ны направления мгновенных токов, проте» каюших при этом в секциях тороицальных обмоток катушек 6 и 7. На фиг. 8 изображены векторы мгновенных сил Fg, цействуюшие при этом на поцвижные катушки

6 и 7. Как видно, эти силы обеспечивают, перемещение платформы 8 с контейнером

9 вцоль оси 9

В секции 1 и Itt обмогки 14 поступают противофазные сигналы (фиг.6) и ! оцновременно в секции «Т и Ш обмотки

15 поступают сигналы, синфазные си налам в одноименных секциях обмотки

14. На фиг. 9 изображены действующие при этом на катушки 6 и 7 векторы мгновенных сил Fy . Действие этих сил создает крутящий момент, обеспечивающий поворот платформы 8 с контейнером 9 относительно оси У в плоскости Х

В,секции I и Ш (фиг. 7) обмотки

14 поступают противофазные сигналы и ( одновременно в секции I и Н! обмотки

15 поступают сигналы, соответственно п,>отивофазные сигналам в одноименных секциях обмотки 14. На фиг. 7 изображены направления мгновенных токов, протекающих при этом в соответствующих сек» циях обмоток 14 и 15. На фиг. 10 изображены векторы мгновенных сил, цействуюших при этом на катушки 6, и 7.

Эти силы обеспечивают перемещение платформы 8 с контейнером 9 вдоль оси .

В секции II и 1У (фиг. 7) обмотки ,14 поступают противофазные сигналы

f и одновременно в секции It t и 1У обмотки 15 поступают сигналы, синфазные сигналам в одноименных секциях обмотки 14. На фиг. 10 изображены векторы мгновенных сил Fg, действующих при этом на катушку 6. Действие этих сил создает крутящий м мент, обеспечивающий поворот поцвижной платформы 7 с контейнером 9 относительно оси g в плос кости Х 7..

Все указанные цвижения подвижной части могут быть осуществлены как раэцельно, так и в различных комбинациях.

Для исключения паразитных составляющих вибрации необхоцимо, чтобы центр масс испытуемого изделия нахоцился по возможности ближе к центру масс поцвижной части, при этом оси вращения проходят через центр масс подвижной части, а она сама нахоцится в состоянии безразличного равновесия. Однако, если указанное требование не выполняется, то паразитные вибрации, возникающие за счет несовпадения ценгров масс поцвижной части и испытуемого объекта, можно скомпенсировать путем дифференциального управления секциями обмоток

14 и 15, т.е. пропуская через одноимен ные секции токи различной величины.

Использование изобре- ения позволяет с помошью одного устройства lIpoBoo,èòü испытания как на однокомпонентную, так и на пространственную вибрацию при различных сочетаниях компонент вибрации.

Это обуславливает возможность сокрац1ения времени на проведение испытаний за счет исключения операций по переустановке изделий, снижения погрешностей испытания, обуславливаемых переориентаtQ цией испытуемых изделий. изобретения

Формула

1. Устройство для испьггания изделий на воздействие пространственной вибрации, содержашее магнитную систему с двумя рабочими зазорами и подвижную часть, 2О включаюшую установленные в рабочих зазорах механически связанные между собой силовые катушки с винтовой и многосекционной тороидальной обмотками, платформу для установки испытуемого изделия и упругую подвеску платформы 25 с катушками, образованную цвумя группами упругих элементов, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью расширения функпцональных возможностей за счет возбуждения вибрации по любой из угловых 30

\ компонент, оно снабжено второй многосек18 8 ционной тороидальной обмоткой, магнитная система выполнена в виде двух однофазных магнитопроводов, расположенных соосно и встречно, одна из катушек с многосекционной тороидальной обмоткой установлена в зазоре одного магнитопровода, а другая катушка с жестко связанными между собой винтовой и многосекционной тороидальной обмотками - в зазоре другого магнитопровода и связана с первой катушкой через платформу, а каждая группа упругих элементов связана с оцной из катушек.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что катушки размещены симметрично относительно центра платформы.

3. Устройсгво по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю ш е е с я тем, что группы элементов подвески сдвинуты одна относительно цругой по окружности на полшага.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 134350. кл. 601Ì 7/00, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР № 804002, кл, 501Ì 7/00, 1979 (прототип }.

Vf, 991215 Рис 9

Подписное

Заказ 118/57 Тираж 871

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель В. Ковальский

Редактор Н. Лазаренко Техред Т.Маточка Корректор Ю. Макаренко