Стэнд для вибрационных и ударных испытаний

, п,лент 8 э11 цМГгчг иА. Г. СулькинСтенд для вибрационных и ударных испытаний Заявлено 29 апреля 1941 года в Наркомтяжмаш за М 45643 (315176) Опубликовано 29 февраля 1944 гола Предлагаемый стенд предназначен для испытания машин, аппаратов и других конструкций, работающих в условиях вибрационного и ударного режимов, с целью выявления влияния инерционных усилий на работоспособность и динамическую прочность их,а также с целью выявления деталей собстенная частота которых лежит в зоне частот возмущающих колебаний.В стенде применена платформа, установленная на подвесках и приводимая в колебательное движение. Основной отличительной особенностью предложенного стенда является то, что качающиеся опоры, расположенные со стороны привода выполнены в виде неравноплечего коленчатого рычага, на короткое плечо которого оперта платформа, а длинное служит для сообщения колебаний платформе, с целью уменьшения износа трущихся частей стенда.На чертеже фиг. 1 изображает примерную форму выполнения пред.ложенного стенда - боковой вид с частичным разрезом, фиг. 2 - то же в плане, фиг. 3 - вид спереди, фиг. 4 и 5 - детали.Вибрационный стенд состоит из подвижной платформы 1 и приводного механизма. Конструкци,и, подлежащие испытанию, закрепляются в переставных салазках 2 с помощью .болтов. закладываемых в Т-образные пазы, Расстояние между осями салазок устанавливается в соответствии с размерами испытуемых объектов и фиксируется болтами 3, предохранднньвми от самопроизвольного отвинчпвания контргайками 4.С одной стороны платформа опирается на простые качающиеся стойки 5, а с другой стороны - на неравноплечие коленчатые рычаги 6. Эти рычаги прикреплены к станине при помощи шарниров 15. Платформа 1 соединена с коротким плечом каждого из рычагов 6 шарнирами 14 при помощи Х-образных подвесок, Благодаря такой форме подвесок, линия деиствия возмущающей силы приближена к центру тяжесви испытуемого объекта, что сказывается на уменьшении нагрузки на опоры,Мотор служащий для сообщения колебаний платформе, устанавливается на отдельном фундаменте, изолированном от основного. Главный вал 7 соединяется с приводным мотором 8 при помощи специальной стержневой упругой муфты 9 высокой податливости, хорошо компенсирующей параллельные и угловые смещения валов, а также в значительной мере защищающей моторот возникающих в машине вибраций и ударов. Для сглаживания неравномерности нагрузки и обеспечения плавности хода главный вал снабжен ыаховпком 10, конструктивно объединеняым с упругой муфтой, Главный вал имеет три опоры, представляющие собой роликовые подшипники 11, причем крайние подшипники, условия работы которых легче, чем среднего подшипника, выбраны соответственно меньшими. В промежутках между спорами 11 главного вала 7 помешены стальные каленые кулачки 12 и 13, осуществляющие, в зависимости от установки, гармонические колеоация или удары. Кулачки 12, служащие для осуществления плавных колебаний, выполнены в виде эксцептрика. Ось его смещена по отношению к оси главного вала на величину, определяемую амплитудой гармонических колебаний, Кулачки 13, служащие для осуществления колебаний с ударами, выполнены в ьиде полудисков, центр кривизны которых также сме 1 цэн относительно оси вращения главного вала. Конструктивно кулачки обоих типов помещены на одной втулке, поэтому перестановка их производится одновременно. После соответствующей установки кулачки закрепляются потайными сто пор ными винтами предохраняющими их от гксиального смещения в процессе работы.Применение коленчатых рычагов 6 позволяет снизить значение фактора износа деталей стенда до практически приамлемой величины, Действительно, при применении обычного кривошипно-шатунного привода давления на вал и палец кривошипа определялись бы колеблющейся массой, амплитудой и частотой, равной числу оборотов вала кривошвпа. В случае возрастания величины этих факторов одновременно достигли бы максимума нагрузки, и окружная скорость на вале и пальце кривошипа, что сопряжено с ускоренным износом. Применением коленчатых рычагов этот недостаток в значительной мере устраняется, Главный вал, 7, у которого окружная скорость па опорных шейках сравнительно велика, воспринимает в несколько раз меньшее усилие, чем оси 14 и 15, окружная скорость которых отис:ительпо втулок рычагов 6 мала из-за малого угла качания последних.Благодаря Х-образной форме подвесок платформы, линия действия возмущающей силы приближается к центру тяжести испытуемого объекта, что сказывается на уменьшении нагрузками на споры.Роль квазиупругой силы в колеоляющейся системе исполняют сменные спиральные пружины 16 и 17, нажимающие па концы рычагов 5. Пружины насажены па фасонны й стержень 18, снабженный у концов нарезкой и прикреплЬшый шарнирно к фундаментной раме 19. Регулирование предварительного сжатия пружин производится гайками 20 и 21.При возбуждении гармонических колебаний эксцентрики кулаков 3 воздействуют на. посаженные па осях 22,рычагов 6 ролики 23, в основном состоящие из роликовог о подшипника 24 с насаженным на пего стальным коленом и шлифовавныю ободом 25.Характеристика пружин 16 и 17 обеспечивает воэможность настройки системы в резонанс с. частотой возмущающей силы, чем дс:ти 1 аются оптимальные условия колебаний, при которых затрата энергии минимальна.Для выполнения ударных испытаний каждьш из рычагов 6 снабж "и калеными упорами 26. Вследствие повышенного износа этих деталей, предусмотрена их легкая замена.При ударном режиме испытаний вращающиеся совместно с главным валом 7 ударные кулаки, воздействуя на упоры 26 рычагов 6, нагружают верхние пружины 16 и освобождают нижние 17. Удар происходит после срыва упоров с кулаков и осуществляется за счет накопленной верхней пружиной энергии. Здесь возможны два случая. В первом - основную энергшо удара поглощают нижние пружины. остальная часть гасится деревянным буфером 27, Максимальное ускорение возникает в момент срыва упо. ров 26 с кулаков 13. Во втором случае - основную энергшо поглощает буфер 27 и ускорение достигает максимума после соприкосновения рычагов 6 с буфером 27 в момент отдачи. Вибрационная нагрузка пружин 16 и 17 со временем может привести к их поломке вследствие усталости, что связано с опасностью для обслуживающего персонала. Учитывая это обстоятельство, для пружин предусмотрены специальные защитные кожухи 28. Механизм вибрационного стенда смонтирован на жесткой сварной раме 19, прочно заделываемой в массивный фундамент 29.Настройка стенда зак;почается в создании условий для выполнения системой строго гармонических колебаний наперед заданной частоты и амплитуды или периодических ударов с определенным, кратковременно действующим, ускорением. Б первом случае возможны два варианта настройки. При длительных и однообразных испытаниях во избежание излишнего расхода энергии и повышенного износа, деталей приводного механизма, рекомендуется резонансная настройка, Резонанснаяастройка закгночается в получении совпадения собственной частоты колебании системы с частотой возмущающей силы. Так как частота свободных колебаний системы яв. яется функцией колеблющейся массы и характеристики восстанавливающей силы, то резонасная настройка может быть достигнута или за счет изменения колеблющейся :ассы (например дополнительным баластом) или (что предпочтительней) - за счет изменения характеристической постоянной спиральных поужин.При разнообразных и кратковременных испытаниях допустима полужесткан настройщика, заключающаяся в том, что затяжку нижних пружин значительно ослабляют, сравнительно с затяжкой верхних гарантируя тем саьым непрерывное ссприкосновение ролика с кулаком ;а счет разности нажатия пружин. Критерием для прекращения дальнейшего ослабления нижней пружины является исчезновение биений и установление строго гармонических колебаний, Изменение амплитуды колебаний осуществляется путем замены кулаков. Переход с вибрационного режима испытаний па ударный, и наоборот, легко достигается перемещением кулаков на главном валм.Для испытания машин и аппаратов их можно устанавлнвать или в рабочем положении, или таким сб. разом, чтобы направление действ гя инерционных уси;шй совпадало с наиболее уязвимым для испытуемо го объекта направлением. Весьма желательно чтобы оба положения совпадали, В тех случаях, когда испытуемый обьект не может быпгь установлен непосредственно на салазках подвижной платформы, возможно применение вспомогательнь 1 х угольников, Серьезное внимание необходимо обратить на ж"сткость этих угольников, чтобы их собст. венные колебания не искажалп результатов испытаний.Проверка соответствия вибрацио нного режима техническим ус,ювиям производится вибрографом. Величина ускорения при ударном режиме определяется акселерометром, устанавливаемым возможо ближе к испытуемому обьектм. Предмет изобретения1. Стенд для вибрационных и ударных испытаний, платформа котоього установлена на качающихся опорах, отличающийся тем. что, с целью уменьшения износа деталей стенда, опоры, расположенные со стороны привода, выполнены в виде неравнсплечих коленчатых рычагов 6, на короткие плечи которых оперта платформа, а длинные связаны с приводом для сообщения колебаний платформе.2. Форма выполнения стенда по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что платформа оперта на коленчаты рычаги 6 при помощи Х-образных подвесок, с целью приближения линии действия возмущающих сил к центру тяжести испытуемой конструкции,