Резонансная испытательная машина

Сова Воаатскйх Социалистических Республик(51) М. Кл.- б 01 Х 3/3 с присоеди3) Приоритет нием заявкиГосударстаенна 1 н комите Совета Министров ССС по делам нэабретений 53) УДК 620.178.6(088,8) Боччетень о публиковано ткрмтни та опубликования описания 3.09.76 2) Авторы изобретения А ольших, Л, М, Лебедев, А. М. Шулемович и А. Г, Тер-Симонян ский и конструкторский и риборов и средств измерен(54) РЕЗОНАНСНАЯ ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ектро Изобретение относится к испытательной технике, а именно к машинам для механических испытаний, и может быть использовано для испытаний образцов материалов на усталость при симметричном и асимметричном циклах нагружения.Известна резонансная испытательная машина для усталостных испытаний с э.гидравлическим приводом, содержащая силовую раму, гидроцилиндры статического и динамического нагружения и средства управления 1.Наиболее близкой по технической сущности к предложенному изобретению является реронансная испытательная машина, содержащая силовую раму, закрепленные на ней гидроцилиндры статического и динамического нагружения, штоки поршней которых соединены последовательно, набор сменных масс, захваты для крепления испытуемого образца, датчик силы, подключенные к его выходам электронные регуляторы, связанные с ними электромеханические преобразователи сервоклапанов, управляющие один - гидроцилиндром статического нагружения, а другой - гидроцилиндром динамического нагружения, и источник гидравлической энергии 2. Однако известные машины имеют небольшой диапазон рабочих частот, связанный стем, что сервоклапан, управляющии гидроцилиндром динамического нагружения, обладает резко выраженной падающей характеристикой, а электромеханический преобразователь сервоклапана работает в зарезонансном режиме. Такой режим работы сервоклапана обусловливает проявление инсрционности управляющих органов, что, и свло очередь, приводит к существенному падению на высо ких частотах амплитудно-частотной характеристики.Целью изобретения является расширениедиапазона рабочих частот резонансной испытательной машины.15 Это достигается тем, что электромеханический преобразователь сервоклапана, управляющий гидроцилиндром динамического нагружения, выполнен в виде резонансного электродинамического возбудителя, а маши на снабжена установленным на подвижнойсистеме возбудителя датчиком смещения, четырехходовым золотником, две полости которого через дросселп подключены и полостям гидроцилиндра динамического нагр жения, 25 а две другие - к возбудителю, установленнымна линии слива четырехходового золотника двухходовым двухпозиционным клапаном непрерывного действия и связанными с ним и между собой усилителем мощности и блоком ЗО сравнения фаз, один вход которого связан с526804 ханических преобразователей сервоклапанов 10 и 11, возбуждая в гидроцилнндрах 1 и 3 соответственно статические и динамические усилия.5 Машина, как правило, раоотает в резонансном режиме, Резонансная частота определяется приведенными массой и жесткостью образца. Наоором сменных масс 6 достигается установка резонансной частоты.0 Электрические сигналы с частотой собственных колебаний системы масса - образец с датчика 9, усиленные регулятором 17 до заданного уровня, поступают по каналу 34 в подвижную катушку 38 электродинамического возбудителя 21 сервоклапана 11, вызывая перемещение его подвижной системы 23, жестко связанной с золотником 19. Псрсмещения последнего возбуждают периодические колебания силы той же частоты, Ручная настройка по фазе осуществляется при помощи регулятора 17. По упомянутому силовому замкнутому контуру осуществляется автоколебательный процесс возбуждения силы в испытываемом образце 8.Настройка электромеханического преобразователя 20 сервоклапана 11 на резонансный режим работы, при котором достигается эффективная величина перемещения золотника 19 в широком диапазоне частот, осуществляется при помощи изменения положения губок 25, охватывающих упругис подвесы 24.Усилия, необходимые для деформации губок 25, возбуждаются дифференциальным гидравлическим зажимающим устройством 26, Для автоматической настройки механического колебательного контура сервоклапана 11 на частоту, совпадающую с резонансной частотой системы образец - масса, уровень давлений в устройстве 26 поддерживается сервоклапаном 13. Последний управляется блоком 14 сравнения фаз через усилитель 15 мощности. Таким образом, осуществляется положительная обратная связь по амплитуде колебаний подвижной системы сервоклапана 11,При нарушении симметрии колебаний золотника 19 относительно своего среднего положения возникает различная по амплитуде пульсация давлений в полостях гидроцилиндра 3. При наличии дросселей 18 по каналам 31 и 32 проходит в основном лишь постоянная составляющая давлений, перемещая золотник 12 в том или ином направлении. От золотника 12 через каналы 36 и 37 перепад давления, величина и направление которого определяется положением золотника, передается на дифференциальное гидравлическое зажимающее устройство 26, осуществляя отрицательную обратную связь по отклонению симметрии колебаний золотника 19 сервоклапана 11. Наличие механического колеоательного контура, выполненного в виде упругих подвесов, защемленных фигурными губками, позволяет осуществить резонансный режим работы в системе управления. 3датчиком смещения, а другой через электронный регулятор - с датчиком силы.На фиг. 1 изображена гидравлическая схема предлагаемой машины; на фиг. 2 - электромеханический преобразователь,Резонансная испытательная машина содержит гидроцилиндр 1 статического нагруженияс поршнем 2, гидроцилиндр 3 динамическогонагружения с поршнем 4, гидроаккумуляторы 5, набор сменных масс 6, захваты 7 для 1закрепления в них испытываемых образцов 8,датчик 9 силы, четырехходовые трехпозиционные непрерывного действия с реверсивнымиэлектроприводами сервоклапаны 10 и 11 соответственно для управления гидроцилиндрами 15статического и динамического нагружения,четырехходовый трехпозиционный непрерывного действия золотник 12., электрогидравлический двухходовый двухпозиционный непрерывного действия сервоклапан 13 с рсверсивным ходом, блок 14 сравнения фаз, электронный усилитель 15 мощности, электронныерегуляторы 16 и 17 и дроссели 18, обладающие значительным гидравлическим сопротивлением. 25Сервоклапан 11, управляющий гидроцилиндром 3 динамического нагружения, образованчетырехходовым трехпозиционным непрерывного действия золотником 19 и электромеханическим преобразователем 20. Последний З 0(см, фиг, 2) включает электродинамическийвозбудитель 21 и датчик 22 смещения подвижной системы 23 преобразователя. Подвижнаясистема 23 преобразователя 20 снабжена упругими подвесами 24, которые охвачены Гуоками 25 дифференциального гидравлическогозажимающего устройства 26.Силовая рама 2 жестко связывает гидроцилиндры 1, 3 и датчик 9 силы. Силовое замыкание машины осуществляется последовательно 40соединенными выводными штоками 28 поршней2 и 4, набором сменных масс б, испытываемым образцом 8,датчиком 9 силы и рамой 27.Питание гидравлической энергией сервоклапанов 10 и 11 и золотника 12 осуществляется 45линиями 29 питания и линиями 30 слива источника гидравлической энергии. Сервоклапан 13 установлен на линии 30 слива золотника 12. Управляющие полости последнегосоединены каналами 31 и 32 с сервоклапаном 5011 через дроссели 18.Выход блока 14 сравнения фаз каналом 33соединен с электронным усилителем 15 мощ.ности. Один вход блока 14 сравнения фаз соединен каналом 34 с датчиком 9 силы через 55регулятор 17, а другой вход - каналом 35 сдатчиком 22 смещения сервоклапана 11, Каналом 34 соединен также регулятор 17 с под.вижной обмоткой электродинамического возбудителя 21. Управляющие полости золотника 12 соединены каналами 36 и 37 с устройством 26 сервоклапана 11.Электрические сигналы задатчиков, являющихся составной частью регуляторов 16 и 17,поступают соответственно на вход электромеУправляемые дифференциальным гидравлическим зажимающим устр: нством фасонныс губки позволяют плавно изменять резонансную частоту подвижной системы сервоклапана, управляющего гидроцилиндром динамического нагружения. Такая особенность предлагаемой конструкции повышает верхнюю частоту частотного диапазона работы машины, достигая повышения ее производительности. Формула изобретенияРезонансная испытательная машина, содержащая силовую раму, закрепленные на ней гидроцилиндры статического и динамического нагружения, штоки поршней которых соединены последовательно, набор сменных масс, захваты для крепления испытуемого образца, датчик силы, подключенные к его выходам электронные регуляторы, связанные с ними электромеханические преобразователи сервоклапанов, управляющие один - гидроцилиндром статического нагружения, а другой - гидроцилиндром динамического нагружения, и источник гидравлической энергии, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения диа 6пазона раоочих частот, электромеханический преобразователь сервоклапана, управляющий гндроцилиндром динамического нагружения, выполнен в виде резонансного электроди намического возбудителя, а машинаснабжена установленным на подвижной системе возбудителя датчиком смещения, четырехходовым золотником, две полоси которого через дроссели подключены к поло.10 стям гидроцилиндра динамического нагружения, а две другие - к возбудителю, установленным на линии слива четырехходового золотника двухходовым двухпозицнонным клапаном непрерывного действия и связанными с 15 ним и между собой усилителем мощности иблоком сравнения фаз, один вход которого связан с датчиком смещения, а другой через электронный регулятор - с датчиком силы. 20Источники информации, прнятые во внимание при экспертизе:11, Каталог 82431 фирмы МТС СистемсКорпорейшн (США), модель 824.25 2), Патент СШЛ М 3442 120, кл. 73 - 92,06.05.69 (прототип) .526804 Составитель Н, СухановТехред В, Рыбакова Корректор И. Позняковская Редактор О, Юркова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2019/4 Изд. М 1577 Тираж 1029 Подписное Цг 1 ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5