Стенд для резонансных испытаний торсионов

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК И 9 51)4 ГОСУДАРС ПО ДЕЛАМ ЭИЯ У 4072890/202.06.8630,10,87.е мский работсионыи 8 дл П, Н. ЦылеРусов ННЫЙ НОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(56) Авторское свидетельство СССР Ф 1100501, кл, С 01 Н 1/1 О, 1984, (54) СТЕНД ДЛЯ РЕЗОНАНСНЫХ ИСПЫТАНИЙ ТОРСИОНОВ(57) Изобретение относится к испита- тельной технике, в частности к усталостным испытаниям на кручение, Цель изобретения - снижение трудоемкости, энергозатрат и времени запуска путем автоматизации процесса запуска и осу ществления резонансного режимастенда на участке разгона, Тор1 и 2 связаны с механизмами 7их предварительного закручивания имаховиком 9. Диаметрально противоположно относительно маховика установлены индукторы 12 и 13, С маховикомсвязаны датчики 17 и 18 амплитудыколебаний, выходами подключенные ксхеме из последовательно соединенныхблока 20 преобразования угловой погрешности закрутки, блока 21 длительности и направления вращения маховика и переключателя 22, соединенногос индукторами 12 и 13 и генератором23 переменного тока, Блок 21 соединен с блоком 24 синхронизации частоты колебаний и блоком 25 запуска,блоки 24 и 25 - с источником посто134873 янного напряжения, Блок 24 соединенс датчиками 17 и 18, а блок 15 - сблоком 24, После механической закрутки торсионов на угол, равный половине заданного, включаются блоки 24и 25, Команда с блока 25 идет на блок21, который включает индукторы. Образующееся магнитное поле поворачивает маховик 9. При некотором углезакрутки маховик 9 начинает вращаться в противоположную сторону. Такой 1Изобретение относится к испытательной технике, в частности к усталостным испытаниям на кручение,Цель изобретения - снижение трудоемкости, энергозатрат и времени 5запуска путем автоматизации процесса запуска и осуществления резонансного режима работы стенда на участкеразгонаНа фиг, 1 представлена блок-схема10Стенда; на фиг, 2 - один иэ вариантов конструктивного выполнения блока синхронизации частоты колебаний,Стенд содержит захваты (не пока 15заны) торсионов 1 и 2, связанные посредством муфт 3-6 с механизмом 7 и8 для предварительного закручиваниясоответствующих торсионов, ферромагнитный маховик 9, предназначенныйдля соединения с другими концамиторсионов и вращающийся в подшипниках 1 О и 11, расположенные диаметрально противоположно относительномаховика 9 два дуговых трехфаэных25индуктора 12 и 13, на поверхности которых, обращенных к маховику, уложены трехфаэные обмотки 14 и 15, Воздушный зазор между индукторами имаховиком выставляется по воэможности минимальным,На маховике 9 неподвижно закреплена злектропроводящая пластина-флажок 16, изготовленная из немагнитногоматериала и являющаяся подвижнойчастью датчиков 17 и 18 амплитуды 35колебаний маховика 9, Датчики 17 и18 закреплены на траверсе 19, имеющей продольные прорези (не показацикл работы повторяется при непрерывно возрастающем угле закрутки торсионов, При достижении угла закрутки,равного углу срабатывания датчиков17 и 18, блок 24 выводится иэ работы.Таким образом, блоки 24 и 25 обеспечивают резонансный режим работы стенда на участке запуска, После включения датчиков 17 и 18 осуществляется автоматический режим поддержаниязаданного угла закрутки, 2 ил2ны) для установки различных величин технологически заданного угла закрутки торсионов 1 и 2. Выходы датчиков 17 и 18 амплитуды колебаний маховика 9 подключены к измерительной схеме, состоящей из последовательно сосоединенных с датчиками 17 и 18 блока 20 преобразования угловой погрешности закрутки торсионов, блока 21 длительности и направления вращения маховика и переключателя 22, выходом соединенного с обмотками 14 и 15 индукторов 12 и 13, Переключатель 22 имеет второй выход, который подключен к генератору 23 переменного тока, Второй и третий входы блока 2 1 длительности и направления вращения маховика подключены соответственно на один из выходов блока 24 синхронизации частоты колебаниИ и выход блока 25 запуска, Блок 24 синхронизации частоты колебаний и блок 25 запуска имеют по два входа, по одному иэ которых подключены к источнику постоянного напряжения (не показан). Второй вход блока 24 синхронизации частоты подключен к датчикам 17 и 18 амплитуды колебаний маховика 9, а второй вход блока 25 первоначального запуска соединен с вторым выходом блока 24 синхронизации частоты колебаний,Блок 24 синхронизации частоты колебаний прикреплен неподвижно к траверсе 19 (см. фиг. 2) и конструктивно выполнен в виде электромагнита 26 постоянного тока, стальной упругой пластины 27 с фрикционной накз 13487 ладкой 28, рычага 29, соединяющего пластину 27 с якорем 30 электромагнита 26, пружины 31, ограничителей 32 и и 33 и замыкающихся контактов 34 и 35.ЬБлок 25 запуска представляет собой КБ-триггер с раздельными входами.Стенд работает следующим образом.Посредством механизмов 7 и 8 пред варительного закручивания осуществляется закрутка торсионов 1 и 2 на одинаковые по величине, но противоположные по знаку углы, равные половине технологически заданного. Маховик 9при этом остается неподвижным и занимает по отношению к датчику 17 и 18амплитуды колебаний среднее положение,Катушка электромагнита 26 блока24 синхронизации частоты колебанийподключается к источнику постоянногонапряжения. Якорь 30 электромагнита26, преодолевая сопротивление пружины 31, притягивается, При этом фрикционная накладка 28 посредством рычага 29 и пластины 27 прижимается кбоковой поверхности маховика 9,Одновременно с подключением катушки электромагнита 26 к источникупостоянного напряжения на вход Б триггера блока 25 запуска подается сигнал, который переводит триггер изсостояния 0" в состояние "1". Логическая единица при поступлении навход блока 21 длительности и направления вращения маховика преобразуетсяв этом блоке в команду, обуславливающую включение переключателя 22 дляпитания трехфазных обмоток 14 и 15индукторов 12 и 13 от генератора 23переменного тока с прямой последовательностью фаз, В воздушном зазореотделяющем маховик 9 от индукторов12 и 13, возбуждается бегущее магнитное поле, под действием Которогомаховик 9 поворачивается, например,в направлении часовой стрелки, Вместе с маховиком 9 в направлении часовой стрелки приходит в движениефрикционная накладка 28, При этомстальная пластина 27 изгибается изамыкает контакт 35, Величина изгиба пластины 27 и ход фрикционной накладки 28 определяются ограничителем 33,В момент замыкания контакта 35блок 24 синхронизации частоты колебаний вырабатывает сигнал, котооый 3540455055 13поступает на вход К триггера блока 25 запуска и возвращает его в состояние "0", Дальнейшее управление процессом запуска стенда до технологически заданного угла закрутки торсионов 1 и 2 осуществляется блоком 24 синхронизации частоты колебаний.При движении маховика 9 в направлении часовой стрелки контакт 35 остается все время замкнутым. При некотором угле закрутки торсионов 1 и 2 маховик 9 останавливается, а затем под действием упругих сил торсионов 1 иначинается его движение в обратном направлении, те. против часовой стрелки. Вместе с маховиком 9 против часовой стрелки перемещается фрикционная накладка 28, что обуславливает сначала размыкание ограничителя 33 а затем эамь 1 кание контакта 34, Движение фрикционной накладки 28 и величина изгиба пластины 27 при этом определяются ограничителем 32. Размыкание ограничителя 33 приводит к появлению на выходе блока 24 синхронизации частоты колебаний сигнала, который поступает на вход блока 21 длительности и направления вращения маховика и преобразуется в команду, обуславливающую подключение переключателем 22 трехфаэных обмоток 14 и 15 индукторов 12 и 13 к генератору 23 переменного тока с обратной последовательностью фаэ. Направление бегущего магнитного поля индукторов 12 и 13 при этом меняется на противоположное, что вызывает изменение направления действия электромагнитного момента, действующего на маховик, и его движение против часовой стрелки. При определенном угле закрутки торсионов 1 и 2, большем предыдущего, маховик 9 останавливается, а затем под действием упругих сил торсионов 1 и 2 начинается его движение по часовой стрелке. Ограничитель 32 размыкается, а ограничитель 33 замыкается, При этом на выходе блока 24 синхронизации частоты колебаний появляется сигнал, который при поступлении на вход блока 21 длительности и направления вращения маховика преобразуется в команду, обуславливающую подключение переключателем 22 трехфаэных обмоток 4 и 15 индукторов 12 и 13 к генератору 23 переменного тока с прямой последовательностью фаэ, Дальнейшая рабо 1348713та стенда ца участке запуска до технологически задацнога угла закрутки торсионан 1 и 2 осуществляется па аналогии с апсацным вьппе с тем отличием, чта угол закрутки торсионон51 и 2 и амплитуда колебаний маховика 9 непрерывна возрастают.В некоторый момент времени угол закрутки тарсиацан 1 и 2 и амплитудаколебаний маховика 9 достигают неличиы равной углу срабатывания датчиков 17 и 18 амплитуды колебаний,При этом на выходе последних появляется сигнал, отключающий катушкуэлектромагнита 26 от источника постояццога напряжения, Якорь 30, рычаг29 и пластина 27 пад действием пружины 31 возвращаются в исходное состояние, при котором фрикционная наклад 20ка 28 отделена воздушным зазорам отбоковой поверхности маховика 9, Блок24 синхронизации частоты колебаний,выполнив свои функции, автоматическивыводится из рабать,5Такм образам, блок 25 запуска иблок 24 синхронизации частоты колебаний обеспечивают на участке запуска стенда до технологически заданногоугла закрутки тарсиоцов 1 и 2 переючее трехфазных обмоток 14 ц 15дуговыхдуктора 12 и 13 на питаниеат генератора 23 переменного така поочередно с ;рямой и обратной паследазатеьость фас частотой, равноисобстненнои частоте колебаний механической сстемь маховик 9 - торсионы 1 и 2. При этом возникает резонацсньп режим рабаты,Посе вступ:ения датчиков 17 и 18амплитуды колебаний маховика 9 в работу осуцес тнляется автоматическийрежим поддержания заданного угла закрутки тарсианови 2, в реализациикоторого наряду с датчиками 17 и 18участвуют блок 20 преобразования угловой погрешности закрутки, блок 21длительности и направляющая вращения маховика, переключатель 22, генератор 23 переменного тока, индукторы 2 и 13 с трехфаэными обмотками14 и 15 и маховик 9, В этом режиместенд работает следующим образом,Датчики 7 и 18 амплитуды колебаний маховика 9 вырабатывают импульсы, длительность которых определяется временем нахождения пластины-флажка 16 в их зазоре, т.е. разностьюмежду действительным углом закрутки 3035404 с,50 тарсионов 1 и 2 и технологически заданным его значением, Блок 20 преобразованя угловой погрешности закрутки при поступлении на его вход сигнала с датчика 17 или 18 усиливает и преобразует этот сигнал в импульс строго постоянной величины, затем напряжение пилообразной формы со строго линейной зависимостью от времени на участке уменьпения и далее, после сравнения с опорным напряжением, преобразует н импульс определенной длительности, который передается на вход блока 21 длительостии направления нрацения маховика,Этот блок на время, равное длительности поступившего на его вход импульса, вырабатывает команду на включение переключателя 22 и падключеиеим трехфазных обмоток 14 и 15 к генератору 23 переменного така с прямой или обратной последовательностьюфаз, На внешней поверхности маховика 9 при это. развивается злектромагни-цыц врацающий момент, среднее (заполовину периода калебаия) значениекоторого определяется временем подключения трехфазных обмоток 14 и 15к генератору 23, т,е, величиной фактического угла закрутки торсиоцав 1и 2, Так, при уменьшении этого угладлительность импульсан датчиков 17и 8 уменьшается, а время подключения трехфазных обмоток 14 и 15 к генератору 23 переменного тока возрастает, Эта приводит к увеличению среднего значения вращающего момента,увеличению амплитуды колебаний маховика 9 и угла закрутки тарсионан 1и 2, Наоборот, при увеличении углазакрутки торсионон 1 и 2 длительностьимпульсан датчиков 17 и 18 амплитудыколебаний маховика 9 возрастает, авремя подключения трехфазных обмоток14 и 15 к генератору 23 переменноготака и среднее значение вращающегомомента уменьшаются, Это обуславлинает уменьшение амплитуды колебаниймаховика 9 и угла закрутки тарсионови 2,формула изобретенияСтенд для резонансных испытаний торсионов, содержащий генератор переменного тока, ферромагнитный маховик, предназначенный для соединения с концами тарсионов, расположенные диаметрально протиноположно относительно1348713 и 8 Составитель В. ЛазаревИ, Рыбченко Техред Л.Олийнык орректор Л, Пилипенк ед Тираж 775 ПГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб д,акаэ 518 дписно ВНИИП по 13035, л. Проектна Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг маховика механизмы для предварительного закручивания соответствующих торсионов и дуговые трехфазные индукторы, датчики амплитуды колебаний5 маховика и связанную с выходами датчиков измерительную схему в виде последовательно соединенных блока преобразования угловой погрешности закрутки торсионов, блока длительности и направления вращения маховика и переключателя, второй вход которого соединен с генератором переменного тока, а выход - с индукторами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости, энергозатрат и времени запуска путем автоматизации процесса запуска и осуществления резонансного режима работы стен"да на участке разгона, он снабжен последовательно соединенными источникомпостоянного напряжения блоком синхронизации частоты колебаний и блокомзапуска, выходы датчиков амплитудыколебаний соединены с вторым входомблока синхронизации частоты, второйвыход которого соединен с вторым вхо-.дом блока длительности и направлениявращения маховика, третий вход которого соединен с блоком запуска, второй вход которого соединен с первымвходом блока синхронизации частотыколебаний.