Камертонный стенд для динамических испытаний изделий

)9) Я 51)5 6 01 ОПИС ОБРЕТЕНИ АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Отраслевая научно-исследовательская лаборатория "Дистанционная диагностика" Института общей физики - Института геохимии и аналитической химии АН СССР при Наманганском педагогическом институте им, Хамзы(56) Стационарное образцовое виброкалибровочное устройство СОВКУ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации К.34.00.00.000 ТО, с. 15-63.Авторское свидетельство СССР М 112495, кл. 6 01 М 7/00, 1957.(54) КАМЕРТОННЫЙ СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является снижение потребляемой мощности и повы 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР шение точности воспроизведения виброударной нагрузки камертонным стендом, работающим в виброударном режиме, реализуемом при взаимодействии камертона с ограничителем амплитуды колебаний. Цель достигается за счет того, что ограничитель амплитуды колебаний выполнен с элементами, ограничивающими колебания ветвей камертона как при их сближении, так и при удалении, При этом ветви камертона при взаимодействии с ограничителем амплитуды образуют замкнутый силовой контур. Ограничитель амплитуды может быть выполнен либо в виде пластины 5, имеющей отверстия 6 и 7 для прохода ветвей 2 и 3 камертона и подвешенной к основанию 1 посредством нитей 8, либо в виде двух звеньев, установленных на ветвях 2 и 3 камертона и соединенных между собой с возможностью ограниченного перемещения друг относительно друга, Для регулировки параметров колебаний ограничитель колебаний имеет возможность установочного перемещения вдоль ветвей. 3 з,п. ф-лы, 5 ил,Изобретение относится к испытательной технике, в частности к камертонным стендам для динамических испытаний изделий,Целью изобретения является снижение 5потребляемой мощности и повышение точности воспроизведения виброударной нагрузки камертонным стендом, работающим в виброударном режиме, реализуемом при взаимодействии камертона с ограничителем амплитуды колебаний. Поставленнаяцель реализуется за счет того, что ограничитель амплитуды колебаний выполнен с эле ментами, ограничивающими колебания ветвей камертона как при их сближении, так 15 и при удалении, причем ветви камертона образуют при взаимодействии с ограничителем колебаний замкнутый силовой контурНа фиг.1 схематично изображен камертонный стенд, с ограничителем амплитуды колебаний в виде пластины; на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1; на фиг.З - стенд с ограничителем амплитуды колебаний в виде двух звеньев, установленных на ветвях камертона; на фиг.4 - разрез Б - Б на фиг,З; на фиг.5 - функциональная схема возбудителя колебаний камертона,Камертонный стенд содержит основание 1, камертон, состоящий из двух ветвей 2 и 3, служащих для установки испытуемых изделий (не показаны), и ножки 4, установленной на основании 1, возбудитель колебаний камертона и ограничитель амплитудыколебаний камертона, Последний может быть выполнен различным образом, На фиг,1 и 2 изображен ограничитель амплитуды колебаний, выполненный в виде пластины 5, имеющей отверстия 6 и 7 для проходаветвей 2 и 3 камертона и подвешенной нэ основании 1 посредством гибких нитей 0.На фиг.З и 4 стенд изображен с ограничителем, выполненным в виде двух звеньев 9 и 10, установленных на ветвях 2 и 3 камертона и соединенных между собой с воэможностью ограниченного перемещения друг относительно друга, 3 вено 9 имеет штифт 11, входящий в отверстие 12 звена 10. Зазоры 11 и 2 определяют максимальную амплитуду перемещения ветвей 2 и 3 друг к другу и друг от друга.Ограничитель амплитуды колебаний, .выполненный как в виде пластины 5, так и в виде звеньев 9 и 10, может быть установлен с возможностью установочного перемещения вдоль ветвей 2 и 3 камертона, Это достигается изменением длины нитей 8 или перемещением звеньев 9 и 10.Возбудитель колебаний камертона может, например, содержать фиг,5) статор иэ двух последовательно соединенных катушек 13 возбуждения, какдая иэ которыхразмещена на соответствующем магнитопроводе 14 и установлена с возможностьюмагнитного взаимодействия с ветвями 2 и 3,изготовленными иэ магнитного материала ивы полня ющи ми фун кцию якоря и ри в ода.Катушки 13 возбуждения с магнитопроводами 14 установлены с воэможностью перемещения вдоль длины камертона,например, путем закрепления их на плите15, имеющей возможность перемещатьсяпо направляющим 16, что обеспечивает возможность выбора положения горизонтальной плоскости симметрии катушек 13 вобласти/Е = 0,2 + 0,1.Система электропитания и управлениявозбудителя колебаний может быть выполнена в виде источника 17 импульсного токаи управляющего им блока 18 управления,Источник 17 импульсного тока состоит иэдвух плеч, каждое из которых содержит источник 19 тока, к выходу которого подключены параллельно конденсатор 20 ишунтирующий диод 21, катод которого соединен с плюсовой клеммой источника 19тока.К выходу источника 19 тока подключенытакже гноследовательно соединенные между собой и включенные каждый в направлении пропускания тока источника 19 первый22 и второй 23 тиристоры. Между точкамисоединения тиристоров 22 и 23 включенконденсатор-накопитель 24, а вторые тиристоры 23 обоих плеч соединеньч между собой и подключены к последовательносоединенным катушкам 13 возбуждения,образующим совместно с конденсаторомнакопителем 24 калебательный контур,Блок 18 управления содеркит последосательно включенные источник управляющего сигнала - задающий генератор 25,3-триг-ер 26, О-вход которого соединен синвертируащим выходом, переходный конденсатор 27 и первичн:ю обмотку 28дифференцирующего импульсного трэнсформатооа 29 с двумя парами выходных обмоток 30 - 33, имеющими одинаковоенаправление витков в каждой паре и противоположное направление витков в разныхпарах обмоток.Стенд мсжет-акже содержать устройство регистрации электрических сигналов отиспытуемых объектов, включающее входной фильтр 34; обеспечивающий подавление сигналов с частотой выше частотыколебаний камертона, и регистрирующееустройство 35.Описываемый камертонный стенд работает следующим обоазом, 1587358До начала испытаний ограничитель амплитуды колебаний должен быть установлен таким образом, чтобы была обеспечена синхронная остановка ветвей 2 и 3 камерто-. на при их сближении и удалении, При этом зазоры между ветвями 2 и 3 камертона и ограничителем амплитуды колебаний определяющие амплитуду колебаний, могут быть различными для случая движения ветвей 2 и 3 камертона друг к другу и для случая их движения друг от друга. Это определяет возможность возбуждения несимметричных колебаний каждой ветви (2 и 3) камертона. Под воздействием возбудителя колебаний камертона ветви 2 и 3 начинают совершать колебания со все возрастающей амплитудой, причем параметры колебаний ветвей 2 и 3 идентичны, что обеспечивает замкнутость силового контура и низкое энергопотребление стенда.При дальнейшем возрастании амплитуды колебаний ветви 2 и 3 начинают взаимодействовать с ограничителем амплитуды колебаний.В случае неточной установки ограничителя относительно ветвей 2 и 3 одна из них начинает взаимодействовать с ограничителем раньше другой. При выполнении огра.- ничителя в виде пластины 5 при ударе одной из ветвей камертона, например ветви 2, об поверхность отверстия б пластины 5 последняя вместе с ветвью 2 перемещается в направлении доударного движения ветви 2, например вправо, причем в это время ветвь 3 продолжает перемещение влево.Совместное движение ветви 2 и пластины 5 происходит до тех пор, пока ветвь 3 не ударится о поверхность отверстия 7 пластины 5, после чего происходит синхронная остановка ветвей 2 и 3 камертона. Затем каждая из них начнет перемещаться в сторону, противоположную доударному перемещению. Аналогично обеспечивается одновременность остановки ветвей 2 и 3 при их движении друг к другу, Для минимизации искажений, вносимых присоединением к одной из ветвей камертона пластины 5, последняя должна быть выполнена с минимальной массой,Полностью это искажение может быть исключено при использовании ограничителя в виде двух звеньев 9 и 10, установленных на ветвях 2 и 3 камертона, В этом случае стенд работает следующим образом,При ударении ветвей 2 и 3 друг от друга на расстояние 1 (фиг.3) происходит соударение штифта 11 звена 9 и соответствующей поверхности отверстия 12 звена 10 и, следовательно, одновременная остановка. ветвей 2 и 3 камертона. После этого ветви 2 и 3 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 начинают приближаться друг к другу, После,.сближения ветвей на расстояние 12 происходит соударение штифта 11 звена 9 и соатветствующей поверхности отверстия 12 звена10 и, одновременная остановка ветвей 2 и 3.Далее приведенный цикл повторяется. При необходимости изменения параметров виброударного процесса перемещают вдоль ветвей 2 и 3 либо пластину 5, либо звенья 9 и 10 ограничителя амплитуды колебаний.8 дальнейшем под воздействием возбудителя колебаний частота колебаний ветвей 2 и 3 может быть увеличена. При этом возрастают виброскорость и ударные воздействия, передаваемые на испытуемые изделия, которые устанавливаются на ветвях 2 и 3 камертона.После достижения частоты колебаний ветвей 2 и 3 заданного значения режим колебаний ветвей 2 и 3 становится устойчивым и возбудитель колебаний только поддерживает этот режим.Возбудитель колебаний камертона работает следующим образом (фиг,5),Источники 19 тока обеспечивают заряд конденсаторов 20. Управление разрядом конденсаторов 20 осуществляется соответственно тиристорэми 22 и 23. Блок 18 управления обеспечивает чередующуюся через период колебаний генератора 25 попарную коммутацию тиристоров 22 и 23. Открывание тиристора 22 верхнего плеча и тиристора 23 нижнего плеча приложением положительных импульсов к их управляющим электродам создает условия (образует цепь) для разряда конденсатора 20 верхнего плеча и оказывающегося последовательно согласно соединенным с ним конденсатора 24 через катушки 13 возбуждения, В этот момент к управляющим электродам тиристоров 22 и 23 приложены отрицательные импульсы, и эти тиристоры, оставаясь закрытыми, не влияют на протекание тока разряда. Конденсатор 20 нижнего плеча в это время заряжается от источника 19 тока. После разряда конденсаторов 20 и 24 ток самоиндукции катушек 13 возбуждения продолжает протекать через шунтирующий диод 21 верхнего плеча и перезаряжает конденсатор 24, Уменьшение протекающего тока самоиндукции приводит к самозакрытию тиристора 22 верхнего плеча и тиристора 23 нижнего плеча.В следующий период колебаний генератора 25 конденсатор 20 верхнего плеча заряжается от источника 19 тока и происходит разряд конденсатора 20 нижнего плеча через открытые тиристоры нижнего плеча 22 и верхнего плеча 23 благодаря приложениюположительных импульсов к их управляющим электродам. При этом, как и в случае разряда конденсатора 20 верхнего плеча, обеспечивается согласованное соединение заряженного конденсатора 20 нижнего плеча и перезаряженного в предыдущий период управляющего сигнала конденсатора 24. После разряда конденсаторов 20 и 24 конденсатор 24 перезаряжается. В дальней. шем чередующийся процесс разряда конденсаторов верхнего и нижнего плеч повторяется. Выбором емкостей конденсаторов 20 и 24 и индуктивностей катушек 13 возбуждения можно изменять период колебаний колебательного контура.Описанный процесс черезпериодной попарной коммутации тиристоров 22 и 23 обеспечивается наличием делителя частоты колебаний генератора 25, выполненного в виде 0-триггера 26 в соответствующем включении и дифференцирующего импульсного трансформатора 29 с двумя парами выходных обмоток 30, 31 и 32, 33, имеющими одинаковое направление витков в каждой паре и противоположное направление витков в различных парах обмоток,Напряжение с выхода генератора 25, имеющего период, равный периоду резонансных колебаний камертона, после деле. сия частоты на два с помощью делителя частоты (О-триггера 26) образует на входной обмотке дифференцирующего импульсного трансформатора 28 последовательности коротких разнополярных импульсов. Соответствующие напряжения на парах выходных обмоток 30, 31 и 32, 33 обеспечивают поочередное через период колебаний генератора 25 попарное открывание тиристоров верхнего 22 и нижнего 23 плеч. Это, в свою очередь, вызывает чередующиеся через период колебаний генератора 25 процессы заряда - разряда конденсаторов 20 верхнего и нижнего плеч, а также переээряд и гере- коммутацию конденсатора 24.В результате протекания однополярных импульсов тока через катушки 13 возауждения возникают силы, притягивающие ветви2 и 3 камертона к статорам 14 возбудителяколебаний.Регистрирующее устройство 35 регист 5 рирует процесс колебаний камертона.В связи с тем, что ветви 2 и 3 камертонасоударяются с ограничителем их колебанийодновременно с образованием замкнутогосилового контура в образовавшейся колеба 10 тельной системе потери энергии минимальны. Это обеспечивает снижениепотребляемой мощности, а также стабильность воспроизводимой виброударной нагрузки.15 Формула изобретения1. Камертонный стенд для динамических испытаний изделий, содержащий основание, установленный на нем камертон,возбудитель колебаний камертона и ограни 20 читель амплитуды колебаний, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения потребляемой мощности и повышения точностивоспроизведения виброудэрной нагрузки,ограничитель амплитуды колебаний вцпол 25 нен с элементами для ограничения амплитуды колебаний обеих ветвей камертона кэкпри их сближении, так и при их удалении, иустановлен с возможностью образования светвями камертона замкнутого силового30 контура,2. Стенд по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что ограничитель амплитуды колебанийвыполнен в виде подвешенной к основаниюна гибких нитях пластины, имеющей окна35 для прохода ветвей камертона.3, Стендпоп,1,отличающийсятем, что ограничитель амплитуды колебанийвцполнен э виде двух звеньев, установленных на ветвях камертона и соединенных40 между собой с возможнос 1 ью ограниченного перемещения друг относительно друга,4. Стенд по пп,1-3, о т л и ч а ю щи йс я тем, что ограничитель амплитуды колебаний установлен с воэможностью устано 45 вочного перемещения вдоль ветвейкамертона.158358 Составитель В,финогенРедактор Н,Лазаренко Техред М.Моргентал орректор С.Ше аказ 2413 Тираж 445 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035; Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10