Способ испытания изделий навоздействие ускорения

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23 ) И риоритет по дедам нэобретеннй и открытийЛенинградский ордена Ленина политехнический институт им, М.И.Калинина(54) СПОСОБ ИСПЬ 1 ТАН 1 И ИЗДЕЛИт 1 НА ВОЗДЕ 11 СТВИЕ УСКОРЕНИЯ корения,Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для динамических испытаний, например, навигационных приборов, определяющихпараметры движения различных объек 5тов.Известны центробежные стенды,содержащие вращающуюся платформу,каретку, передвигающуюся в радиальном направлении по направляющим, закрепленным на платформе, противовес, соединенный с кареткой, и привод перемещения каретки 1 ,Известны также стенды, содержащие вращающуюся платформу, закрепленные на ней радиальные направляющие, уравновееинающее устройство,связанную с ним и установленную на .направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения каретку для установки испытуемых изделий, элемент соединения кареткис уравновешивающим устройством и привод перемещения каретки1. Недостатком этих стендов является большая требуемая мощность привода перемещения кареток, зависящая от скорости радиального перемещения кареток и от величины центробежных сил, действующих на каретки и уравновешивающие устройства, что ограничивает возможности получения высоких интенсивностей изменения усНаиболее близким по технической .сущности и достигаемому эффекту является способ, заключающийся в том, что каретку с установленным на ней испытуемым изделием, размещенную на платформе центрифуги, при вращении последней, разгоняют, перемещают с постоянной скоростью, тормозят и в процессе перемещения уравновешивают центробежную силу, действующую на каретку с испытуемым изделием, посредством связанного с ней составного противовеса, отдельные массы5 4интенсивности изменения ускорения) равна- "з:о,( )Для разгона или торможения системы в радиальном направлении на участке протяженностью 0,1 м ускорение составит=46 м/с. При этом "удельная" мощность равна-(ш+гпи)=0,46 мТ.е. двигатель должен быть как ми- нимум в четыре раза мощнее, чем это необходимо для осуществления рабочего режима испытаний,Цель изобретения - уменьшение мощности привода радиального перемещения каретки.Поставленная цель достигается тем, что разгон каретки при ее движении от оси вращения осуществляют дополнительной массой, присоединяемой к каретке в момент начала разгона, и отделяют от нее в момент окончания разгона; торможение осуществляют присоединением другой дополнительной массы к противовесу в момент начала торможения; при этом дополнительные массы связаны с массой всего противовеса соотношениями. 83849 где шф ши Р,Ри 9. П (9),П(гг) -ускорения.При этом имеем П и - г 1 - соп 5 ;=-Ри гп=шиРи Р = Ри .0 которого последовательно отделяютот противовеса 31Мощность двигателя, необходимаядля радиального перемещения прибора и противовеса без учета сил тре 5ния и аэродинамического сопротивления, учитывая то, что механизм радиального перемещения идеальный,может быть определена из уравнениядвижения машинного агрегата в диффе Оренциальной формей 3 ЧМ -М =39+Э с ЙЧ 2Считая, что мощность двигателяЙ=М, определяем величину мощности, необходимую для полученияединицы интенсивности изменения ускорения, т,е.йв,ЗУ.- гп(+ )+гп ф + ), + (1)К Р Ри ЪМ 1"и(1 Р9 и и 1 п(1 2 п д масса прибора и противовеса;радиус установки прибора и противовеса;скорость вращения платформы;первые передаточные функ 50 ции прибора и противовеса;угол поворота вала двигателя радиального перемещения;интенсивность изменения Тогда формула (1) принимает вид(я+)+ (2)КЭ Р Ь 1 П) 921 -П 1 УПусть масса каретки с прибором гп=Окг, максимальная масса противовеса при длине связи прибора и противовеса 1.=1,3 м составляет гп=22,5 кг; скорость Й =57,5 С; скорость радиального перемещения Р =3 м/с; скорость вращения вала двигателя радиального перемещения Ч =30 М(с; максимальное значение функции положения прибора П(%) =0,9 м; первая передаточная функция П =1/Ф=0,01 (м), Тогда на1 участке равномерного движения удельная" мощность (мощность на единицу Величина этого соотношения может быть найдена следующим образом, Пусть в начальном положении, когда каретка с прибором находится на минимальном радиусе Я =,к ней присоединена дополнительная масса щ, величина которой такова, что равнодействующая центробежных сил, действующих на каретку, противовес и массу щ обеспечивает движение системы с постоянным ускорением Р . В точке Р:=9 масса гп отделяется от каретки, при этом разгон заканчивается . Причем(в +гп+щ 1) р =(щ +гп)рЯ. -гп и (г.-)г) Й. (3) Здесь шИ - масса противовеса в кон 1це участка разгона (т.е. минимальная его масса).Выражая отсюда массу я, видим, что она является функцией перемещения р Р рЛля того, чтобы ограничиться некоторой массой постоянной величины5 838 преобразуем выражение для п 14(1 э), исходя из условия равенства площадейР 1в (Р- Р,1) = 1" М 4 Р) дР (5)Рв 1 иВ этом случае постоянную дополнительную массу щ находим следующим образом РЪиигде Н=о -о - длина участка разгона.лм 1 иУчитывая, что в точке Я = р 1 должно существовать равенство центробежных сил, действующих на каретку и противовес, выражаем массу .каретки в через массу противовеса1 "-Р 4(7)РлПодставляя (7) в (6) и раскрывая .интеграл, находим искомое соотношениек "2ю" Ь ( Рл фл-Р. - -) мц : р р центростремительные ускорения каретки в начале и конце участка разгона. 2Аналогично находим выражение для массы в, присоединяемой к противовесу на участке торможенияИв р 1КИ и44,(9) где в - масса противовеса в концеИучастка равномерного движения (т.е. максимальная масса противовеса);1 й (" Ь)9-"1 ьак=(" Яок 1 - центростремительные ускорения противовеса в начале и конце участка торможеФормула изобретения Способ испытания изделий на воздействие ускорения, заключающийся в том, 50что каретку с установленным на ней испытуемым изделием, размещенную наплатйорме центриФуги, при вращениипоследней, разгоняют, перемещают спостоянной скоростью, тормозят и в 55процессе перемещения уравновешивают центробежную силу, действующую накаретку с испытуемым изделием посредством связанного с ней составного ния.Учитывая, что минимальная масса противовеса через максимальную выражается следующим образомЯ =П 11 1-Ра, Р 4 (10)И- И 1,-Рл Р 2.перепишем выражение для массы н,1---- Ь - - (11)На чертеже схематически представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.Цийрами обозначены следующие участки движения (при перемещении каретки 0-о ): 1 - участок разгона;1 Ими ещ11 - участок равномерного движения;111 - участок торможения, На платФорме 1 центробежного испытательного стенда установлен противовес, состоящий из полого корпуса 2 и пакета пластин 3, положенных на штан 495 6гу 4, которая одним концом жесткосвязана с кареткой 5 и имеет на другом конце упор 6; на штангу насажены дополнительные массы 7 и 8.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.ПлатФорма 1 вращается с постояннойскоростью Я За исходное принимаем положение каретки на р. На0 каретку 5 действует максимальнаясила Г, так как, дополнительнаямасса 7 под действием центробежнойсилы прижата к кареткеНа упор 6действует сила Г, которая меньше5 силы Г на величину, определяемуюмассой 7, и которая, следовательно, обеспечит разгон системы с заданным ускорением ) . В конце участкаразгона дополнительная массаО 7 задерживается упором 9.При движении системы на участке11 последовательное присоединениепластин 3 противовеса обеспечиваетравенство центробежных сил Г и Г.5 На границе участков 11 и Н 1 кпротивовесу присоединяется дополни-.тельная масса 8, в результате чегоГд становится больше Р 4, следовательно, происходит торможение за0 счет разности центробежных сил, Вконце участка 111 система останавливается, При движении системы в обратном направлении масса 7 выполняет Функции разгоняющей массы, а мас 5 са 8 - тормозящей.Использование предлагаемого способа испытаний изделий позволяетзначительно уменьшить мощность привода радиального перемещения и,40 следовательно, энергетические затраты. При этом использование неуравновешенных масс обуславливает снижение мощности привода радиальногоперемещения более,чем на 4003,457 838495 противовеса, отдельные массы которого последовательно отделяют от противовеса, о т л и ч а ю щ и. й с я тем, что, с целью уменьшения мощности привода радиального перемещения каретки, разгон каретки при ее движении от оси вращения осуществляют дополнительной массой, присоединяемой к каретке в момент начала разгона, и отделяют от нее в момент окончания О разгона, а торможение осуществляют присоединением другой дополнительной массы к противовесу в момент начала торможения, при этом дополнительные массы связаны с массой противовеса 15 соотношениями чания равномерногодвижения;11 - протяженность участкаразгона или торможеМ ния;.Ч,Й 1 - центростремительныеь 44Ьдкускорения в моментыначал и конца разгона каретки и противовеса,величина постоянногоускорения радиального перемещения на уча 20 стке разгона или торможения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США318031,25 кл 73-1, 1965.2. Авторское свидетельство СССР236828, кл, С 01 М 7/00, 1967.3. Авторское свидетельство СССР524094, кл, С 01 М 9/00, 976ЗО (ппототип). оставитель Л.Семеноваехред 3, Фанта едактор А рректор М.Коста ни каз 4414/63 Тираж 907 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035, Москва, И, РаушПод тета СССР ткрытий ая наб.,ое атент, г. Ужгород, ул, Проектная,лиал где я ,ш ,ии - массы разгоняющая,тормозящая и полнаямасса противовеса;расстояние между центрами масс каретки с прибором и противовеса;д о - расстояние от оси враГ 1 ) Г 2.щения до центра массы каретки с приборомв момент начала и окон