Способ передачи вибрации от вибровозбудителя к испытуемому объекту

Номер патента: 1824529

Авторы: Евстигнеев, Гвоздев

Скачать ZIP архив.

Текст

(5)5 6 01 ГОСУДАРСТВЕН 1 ОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОспАтент сссР) ЕТ Б И ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИД ЛЬСТ(71) Конструкторское бюро маши ния(72) В.А.Евстигнеев и А.Н, Гвоздев (56) Авторское свидетельство СССР М 896453, кл. 6 01 М 7/04, 1982.Авторское свидетельство СССР М 1121592, кл,б 01 М 7/04, 1984.(54) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ВИБРАЦИИ ОТ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЯ К ИСПЫТУЕМОМУ ОБЪЕКТУ(57) Использование: вибрационные испытания малогабаритных обьектов при однонаправленной вибрации, Сущность: иэгибную .жесткость (Е 1) сплошного или наборного стержня, соединяющего подвижную часть нострое Изобретен ным испытани но преимуще малогабаритн вость и вибро ленном движе изобретения - расширение диапатательных частот, в котором обеспваданная точность воспроизведения авленной вибрации, за счет более тстройки резонансов на частотах ых колебаний системы "объект"от резонанса стержня на его перственной частоте поперечных Е 1=КгГЬ К 1 М 1 оЯ х остигается тем. что согласно сподачи вибраций от вибровоэбудиЦель зона испы чивается з однонапр дальней о поперечн стержень вой соб колебани Цель сабу переие относится к вибрационям и может быть использоваственно при испытаниях ых объектов на виброустойчипрочность при однонаправнии. бровозбудителя с объектом. определяют э условий отсутствия резонансов на частотах поперечных колебаний системы "обьект-стержень" и резонансных колебаний стержня на его первой собственной частоте поперечных колебаний, а продольную жесткость(Е Г) - из условия отсутствия резонанса двухмассовой системы "подвижная часть вибровозбудитель-стержень-обьект" в диапазоне испытательных частот. Приводятся соотношения для определения Е и ЕГ. Если при Е 1, удовлетворяющей упомянутым условиям/Г1/4 л, используют наборный стержень с суммарной площадью поперечных сечений его элементов, равной Г, при 1/Г1/4 1 Т используют полый стержень, площадь внутренней полости которого выбирают при условии Г = сопз 1, 2 ил. теля к испытуемому объекту, по которому подвижную часть вибровозбудителя соединяют с объектом с помощью сплошного или наборного цилиндрического стержня, изгибную жесткость которого определяют иэ условия отсутствия резонансов на частотах поперечных кслебаний системы "обьектстержень", изгибную жесткость стержня определяют также иэ условия отсутствия резонансных колебаний стержня на его первой собственной частоте поперечных колебаний, обеспечивая одновременное соблюдение обоих упомянутых условий определением Е по соотношению+з( - + +-1 12 М 12где Е - модуль упругости материала стержня;1 - момент инерции поперечного сечения стержня;К 1 - 0,020,04; К 2 - 0,721,12;р - плотность материала стержня;Е - минимально возможная по условию прочности площадь поперечного сечения стержня;1 - длина стержня;А - корень частотного уравнения поперечных колебаний консольного стержня;М - масса испытуемого объекта;Н - расстояние от центра тяжести обьекта до точки его крепления на стержне;1 о - момент инерции объекта относительно его центральной оси, перпендикулярной плоскости поперечных колебаний, и родол ьную жесткость Е Е/1 стержня определяют из условия отсутствия резонанса двухмассовой системы "подвижная часть вибровозбудителя - стержень - обьект" в диапазоне частотш, аг по соотношению ЕЕ в М1 гп+Мгде: пт - масса подвижной части вибровозбудителя, при этом, если при изгибной жесткости, удовлетворяющей упомянутым условиям, 1/Е4, используют наборг 14 лный стержень с суммарной площадью поперечных сечений его элементов, равной Е. а при 1/Е4 используют полый стер 21жень, площадь внутренней полости которого выбирают при условии Е = сопз 1,На фиг,1 изображена вибрационная установка для реализации способа; на фиг.2 - полученная экспериментально зависимость уровня поперечных колебаний обьекта от частоты возмущающей силы.Вибрационная установка (фиг,1) содержит вибровозбудитель 1 с подвижной частью 2, испытуемый объект 3, закрепленный на стержне 4.Изгибную жесткость Е 1 стержня 4 выбирают согласно приведенному расчетному соотношению, что обеспечивает размещение резонансной частотыНг1 1Е 1= - Емин+ - Ест Е 1 ст 2 2 Таким образом, в заявляемом способе выбирается более гибкий стержень, что обеспечивает более дальнюю в сравнении с прототипом отстройку частоты Ро или при заданной одинаковой точности воспроизведения однонаправленных вибраций расширение рабочего диапазона испытательных частот в сторону их понижения. Упомянутый эффект особенно существенен при испытаниях в узких диапазонах частот ( аг 5 в ), тоесть приРт и,50 55 3 о(максимальной из частот поперечных колебаний системы "объект-стержень") нижерабочего диапазона испытательных частота 1, йг , а частоты Р 1 = - (первой4 /Ет110 собственной частоты поперечных колебаний стержня) выше указанного диапазона,Одновременный учет в соотношении для выбора Е 1 условия отсутствия резонансов начастотах Ро и Р 1(Р 1 Ро) обеспечивает за15 счет назначения коэффициентов К 1 и К 2 одинаково безопасную дальность отстройки диапазона в 1, вг от упомянутыхрезонансов, что в известном способе не достигается.При этом выбранная, согласно предлагаемому способу, величина Е 1 являетсясредним арифметическим граничных значений изгибной жесткости, а именно, Е 11 125 = - Е 1 мин + - Е 1 макс,2 2где Емин нижняя граница полуинтервалаЕмин + оодопустимых значений Е 1, определяемого неравенством Р 1 жг;Е 1 макс - верхняя граница интервалаО,Емакс допустимых значений Е 1, определяемого неравенством Ров 1 . Диапазонц), иаможет быть размещен между резонансными частотами Ро и Р 1 при выполне 5 нии соотношения г )г/О)гР 1 / Ро. В ЭТОМслучае область допустимых значений Е 1 буДЕТ НЕПУСТЫМ МНожЕСТВОМ, а ЕминЕ 1 макс.Из сопоставления расчетных соотношенийдля выбора Е согласно известному и предлагаемому способам можно заметить, чтоЕмакс представляет собой величину Е ст, выбираемую согласно решению-прототипу,Значит в СилУ того, что ЕминЕ 1 макс = Е 1 ст,тоСогласно методике расчета параметров виброустановки длинустержня 4 выбирают с учетом условий устойчивости стержня, его достаточной продольной жесткости ЕГ/ и обеспечения возможности размещения резонансных частот Р, и Р вне диапазонав, и)г . Эти условия накладывают на величинуограничение сверху. В связи с этим длину стержня назначают равной максимально возможной по наиболее строгому из трех упомянутых условий. что способствует повышению гибкости стержня.Площадь поперечного сечения Е стержня 4 выбирают, с целью расширения рабочего диапазона со. мг, равной минимально возможной по условию прочности, и в дальнейшем не изменяют,Действительно, так как рабочий диапазон а, игразмещается между резонансными частотами Ро и Р 1, (Рои 1, Р 1 иг ), то его ширину можно характеризовать отношением частот Р/Р,. Чем больше отношение Р)/Ро, тем более широкий диапазон и). вг можно разместить между ними. Отношение Р 1/Ро имеет видР- Г - Ро рЕН х 4(1+3( - + - +) -4 2 3 о 12 2- 2 2М МВидно, что оно содержит величину Е в знаменателе. Следовательно, при минимизации Г расширяется интервалРо, Р 1 и тем самым достигается более дальняя отстройка резонансных частот Ро и Р или при одинаковой точности воспроизведения режима расширение диапазонав), и)г .Согласно изложенной методике оеличи" ны Е и Г определя)отся однозначно и независимо друг от друга. А различные требуемые вследствие этого соотношения между геометрическими характеристикамии Г поперечного сечения стержня обеспечивают соответствующим конструктивнымг 1 исполнением стержня При /Е = 4 используют сплошной стержень, при /Г1- используют полый стержень и уве 4 л личиоают до требуемого значения /Г степень несплошности его поперечного сечения, при /Г4 используют наборг 14 лный стержень и увеличивают до требуемого значения /Г степень дробления его поперечного сеченияСпособ передачи вибраций от вибровозбудителя к испытуемому обьекту осуще 5 ствляется следующим образом, Колебания восновном направлении воспроизоодятсявибровозбудителем 1 и передаются его подвижной частью 2 к испытуемому обьекту 3посредством стержня 4, который на время10 испытаний является единственным несущим объект 3 элементом.Работоспособность установки не зависит от вида воспроизводимых вибраций и порядка изменения частоты в15 диапазонев 1. иг. Однако интенсивность вибровоздействия ограничивают изсоображений не превышения критическогозначения коэффициентд возбуждения дляобластей параметрического возбуждения с20 номером и2.В случае использования наборногостержня конструктивно обьединяют егопродольные элементы о единый пакет, например, посредством 2 - 3 промежуточных25 кольцевых стяжек, При этом возможны поперечные колебания отдельного продольного элемента с числом полуоолн по длине,равным 3-4, собственные частоты Рз и Р 4которых превышают частоту колебаний Р 1 (с30 одной полуоолной по длине ) в (9 - 16) разсоответственно. Тем самым обеспечиваетсяснижение момента инерции поперечногосечениянаборного стержня за счет увеличения степени дробления сечения в(81 - 256)35 раз без падения частот колебаний Рз или Р 4отдельных продольных элементов ниже частоты колебаний Р) пакета продольных элементов в целом,Параметры оиброустановки следую 40 щие:масса испытуемого объекта 2 кг, длина стержня 45 мм, площадь его поперечного сечения102 ммг, вибровоэбудитель типа Д 40 А.Экспериментальные результдты пред 45 ставлены нд фиг.2 о виде зависимостейуровней колебаний элементов виброустдновки от частоты испытаний о относительныхединицах (отн,ед) в полулогарифмическоммасштабе: линия А - постоянный оо всем чае50 стотном диапазоне уровень колебаний подвижной части 2 виброоозбудителя 1 по осиосновного движения; кривая Б - уровеньколебаний объекта 3 в поперечном направлении при способе передачи вибрации по 55 средством стержня 4; кривая В - уровеньпоперечных колебаний стола 2 вибровозбудителя 1, достигающий о диапазоне частотиспытаний (1 дб) от уровня колебаний пооси основного движения, На резонансныхчастотах Ро " 3 (отн.ед,) и Р 1 - 13.1 (отн,ед) поперечные колебания обьекта 3 превышают по уровню колебания по оси основного движения в 2,5 раза и 12,8 раза соответственно, а внутри рабочего диапазона частот 5 13,5,11,03 (отн.ед) поперечные колебания испытуемого объекта 3 практически отсутствуют (по крайней мере, Менее 5 от уровня основного движения).Таким образом, с помощью предложен ного способа за счет отстройки друг от друга в необходимых пределах резонансных час-тот Ро и Р 1 достигается расширение диапазона испытательных частот, в котором обеспечивается заданная точность воспро изведения однонаправленной вибрации. формула изобретен ияСпособ передачи вибрации от вибровозбудителя к испытуемому объекту, по ко торому подвижную часть вибровозбудителя соединяют с объектом с помощью сплошного или наборного цилиндрического стержня, изгибную жесткость Е 1 которого определяют иэ условия отсутствия реэонан сов на частотах поперечных колебаний системы объект-стержень в диапазоне (в 1 . а 2испытательных частот, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона испытательных частот. в котором обеспечивается заданная точность воспроизведения однонаправленной вибрации, изгибную жесткость стержня определяют также из условияЕЕ вМ 1 п+М где в - масса подвижной части вибровоэбудителя,Е - модуль упругости материала стержня;Е - минимально возможная по условию прочности площадь поперечного сечения стержня;М - масса испытуемого объекта;1 - длина стержняпри этом если при иэгибной жесткости удовлетворяющей упомянутым условиям 1/Е1/4 к, используют наборный стержень с суммарной площадью поперечных сечений его элементов, равной Е, при 1/Е 1/4 л используют полый стержень, площадь внутренней полости которого выбирают при условии Е = сопэт.1824529 едактор аказ 2220 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул, Гагарина, 101 О. 0,1С 2 5 б 7 8 3 40 44 ы О 4аслота копесГаиийфиг. Г Составитель В.ЕвстигнеевТехред М.Моргентал Коррекмр И,Шулла

Смотреть

Заявка

4853776, 24.07.1990

КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО МАШИНОСТРОЕНИЯ

ЕВСТИГНЕЕВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ, ГВОЗДЕВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01M 7/04

Метки: объекту, вибрации, испытуемому, передачи, вибровозбудителя

Опубликовано: 30.06.1993

Код ссылки

<a href="http://patents.su/5-1824529-sposob-peredachi-vibracii-ot-vibrovozbuditelya-k-ispytuemomu-obektu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ передачи вибрации от вибровозбудителя к испытуемому объекту</a>

Похожие патенты