Возбудитель циклической нагрузки для вибростендов и усталостных испытательных машин

ОП ИСАНИЕ Союз Советских социалистических(ц 9 Республик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ полнительное к автсвид-ву -Опубликовано 07.06.8 Дата опубликования о Бюллетень21 лам вэфбрвтевийи вткрмтий исания 07.06.8(72) Авторы изобретени аченко и И лВщш) ВОЗБУДИТЕЛЬ ЦИКЛИЧЕСКОЙ НАГРУЗКДЛЯ ВИБРОСТЕНДОВ И УСТАЛОСТНЫХИСПЫТАТЕЛЬНЫХ МАШИН Изобретение относится к испытательной технике в частности к устройствам для создания циклической нагрузки, и может найти применение в вибростендах и усталостных машинах.Известен возбудитель циклической нагрузки, содержащий кривошипно-шатунный механизм и устройство для задания формы нагружения, соединяющее шатун с приспособлением для крепления испытуемого изделия 1.Недостатком такого возбудителя циклических .нагрузок является то, что он обеспечивает воспроизведение синусоидальной формы цикла, а также сложность изготовления и применения зубчатых и планетарных передач.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является возбудитель циклической нагрузки для вибростендов и усталостных испытательных машин, содержащий кривошипно-шатунный механизм и устройство для создания формы цикла нагружения, соединяющее шатун с приспособлением для крепления испытуемого изделия. Задание формы цикла нагружения осуще- . ствляется за счет подачи раздавления воздуха от двух респоршневую и подпоршневуюкорпусного цилиндра 12.Недостатком указанного устройства являются его малые функциональные возможности, ограниченные воспроизведением только синусоидальной и треугольной формами цикла нагружения.Цель изобретения - расширение воспроизводимых форм циклов нагружения.Поставленная цель достигается тем, что в возбудителе циклической нагрузки для вибростендов и усталостных испытательных машин, содержащем кривошипно-шатунный механизм и устройсто для задания формы цикла нагружения, соединяющее шатун с приспособлением для крепления испытуемого изделия, устройство задания формы цикла нагружения выполнено в виде установленной в шатуне упругой поворотной втулки, в которой от внутренней поверхности выполнены соосные радиальные пазы, и установленной во втулке оси, концы которой соединены с приспособлением для крепления изделия, причем на оси имеются параллельныелыски, а толщина оси в зоне лысок равна ширине паза втулки. Для получения ассиметричных циклов в один из пазов втулки может быть введена съемная вставка жесткости.На фиг. 1 изображен описываемый возбудитель циклической нагрузки с частичным разрезом; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - трапецевидная форма нагружения; на фиг. 4 - настройка устройства задания формы цикла нагружения для получения трапецевидной формы цикла нагружения; на фиг. 5 - синусоидальная форма цикла нагружения; на фиг. 6 - настройка устройства задания цикла нагружения для получения синусоидальной формы цикла нагружения; на фиг. 7 - форма импульсной нагрузки; на фиг, 8 - настройка устройства задания формы цикла нагружения для получения изображенной на фиг. 7 формы импульсной нагрузки; на фиг. 9 -51 О15 форма ассиметрической нагрузки; на фиг. 10-2 о настройка устройства для задания формыцикла нагружения для получения ассиметричной формы цикла нагружения. Возбудитель циклической нагрузки состоит из кривошипно-шатунного механизма 1 устройства 2 задания формы цикла нагружения и приспособления 3 для крепления испытуемого изделия. Кривошипно-шатунный механизм 1 содержит кривошип 4, шатун 5 и 25 корпус 6. Устройство 2 задания формы цикзо ла нагружения, соединяющее шатун 5 с приспособлением З,содержит поворотную упругую втулку 7 и ось 8, соединяющую проушину 9 приспособления 3 с устройством 2. Упругая поворотная втулка 7 закреплена в металлической гильзе 10, которая установле- з 5 на в проушине 11 шатуна 5. Фиксация поворотной втулки 7 осуществляется двумя парами болтов 12 и 13. Упругая поворотная втулка 7 имеет профилированное отверстие 14, образованное цилиндрическими поверхнос о тями с радиусом К, выходящими из центра отверстия втулки, которые сопряжены с плоскими поверхностями 15 паза 16 шириной в, и высотой 11. Плоские поверхности 15 паза 16 сопряжены цилиндрическими поверхностями 17. В отверстие 14 вставлена ось 8, 45соединяющая шатун 5 с приспособлением 3. Ось 8 имеет цилиндрическую поверхность 18 с радиусом, приблизительно равным радиусу цилиндрических поверхностей 17 отверстия 14, и лыски 19, расположенные на одинаковом расстоянии от оси а-а, при этом ось 8 в зоне лысок 19 равна ширине паза 16.Две пары болтов 20 служат для ориентации лысок 19 по отношению к оси в-в, перпендикулярно ей или параллельно. Для расширения номенклатуры формы циклов нагруже ния в свободные пазы втулки могут устанавливаться вставки 21 (фиг. 6 и 10) разной конфигурации и жесткости. Возбудитель циклической нагрузки работает следующим образом.При включении устройства кривошипношатунный механизм 1 передает через устройство 2 нагрузки на приспособленйе 3. Непосредственно передача нагрузки приспоб. лению 3 осуществляется через поворотную упругую втулку 7 и ось 8. При движении шатуна 5 вверх ось 8 внедряется в паз 16 поворотной упругой втулки 7 (фиг. 4) и, вследствие деформации последней, будет формироваться участок оа (фиг. 3), который соответствует увеличению деформации (нагрузки). Увеличение деформации происходит до тех пор, пока максимально удаленные точки поверхности 18 оси 8 не достигнут кромок перехода плоских поверхностей паза 16 в криволинейные поверхности отверстия 14, в которое первоначально вводится ось 8. После этого ось 8 движется в вертикальном пазу 16, где деформации будут постоянными (т.е. нагрузка будет постоянной - участок ав). Таким образом, чем длиннее прямоугольный участок поверхностей паза 16, тем больше участок ав. При этом амплитуда оси 8 выбирается такой, что при ее движении она не достигает крайних положений, т.е. поверхностей 17 паза 16, следовательно возрастания нагрузки на участке ав не будет.При движении шатуна 5 вниз ось 8 выходит из верхней части паза 16, чем обеспечивается падение нагрузки на участке сс 1, и ось 8 уходит в цилиндрические поверхности отверстия 14, что,соответствует точке с. При дальнейшем движении шатуна 5 вниз ось 8 постепенно входит в верхнюю часть паза 16, чем обеспечивается падение нагрузки на участке сс 1, а на прямолинейном участке 15 паза 16 деформация постоянна, т.е, нагрузка на ось 8 постоянна (участок йе). После этого шатун 5 совершает движение вверх и ось 8 выходит из паза 16, чем обеспечивается падение нагрузки на участке е 1. Таким образом, получается трапецевидный цикл.Для получения синусоидального (треугольного) цикла втулки 7 поворачивается и фиксируется болтами 12, устанавливаемыми в отверстия по оси с-с в положение, показанное на фиг. 6. В свободное пространство паза 16 вставляются вставки 21 для установки оси 8 всреднее положение. При движении шатуна 5 нагрузка на ось 8 передается через материал втулки 7 попеременно на верхнюю и нижнюю цилиндрические поверхности оси 8, чем достигается попеременное увеличение и падение нагрузки или получение синусоидального или близкого к треугольному циклу. При этом, вследствие того, что происходит обжатие упругого материала втулки 7, требуемые для нагружения объекта перемещения шатуна 5 будут существенно больше, чем имеющиеся люфты в соединениях возбудителя. Этим достигается перекрытие люфтов и повышение точности и плавности нагружения.Для получения импульсных нагрузок поворотную упругую втулку 7 и ось 8 устанавливают в положение, показанное на фиг. 8. При движении шатуна 5 вверх в начальный момент происходит скольжение лысок И, оси 8 в пазу 16 т.е. нагрузка равна нулю, и время необходимое для прохождения паза 16 до встречи с поверхностями 17, соответствует участку оа. После этого ось входит в контакт с поверхностью 17, и создается1 О импульс нагрузки ав, а при движении вниз происходит падение нагрузки до нуля, затем ось 8 скользит в пазу 16, что соответствует участку сц 1, до обжатия нижней части поверхностей 17 паза 16, что соответствует участку с 1 е и т.д. Для получения ассиметричных циклов можно использовать вставки 21 разной конструкции, устанавливаемых в разных положениях в пазу, как показано, например, на фиг. 10. Геометрия сечений оси 8 входящих в паз 16, подбирается с учетомго упругих свойств материала втулки 7 и необходимости получения амплитуды нагрузки заданной величины.Использования изобретения позволяет использовать один вибростенд или усталост-. г ную испытательную машину для создания широкого класса нагрузок, что уменьшает потребный для проведения испытаний парк испытательного оборудования. Формула изобретения1. Возбудитель циклической нагрузки для вибростендов и усталостных испытательных машин, содержащий кривошипно-шатунный механизм и устройство для задания формы цикла нагружения, соединяющее шатун с приспособлением для крепления испытуемого изделия, отличающийся тем, что, с целью расширения воспроизводимых форм циклов нагружения, устройство задания формы цикла нагружения выполнено в виде установленной в шатуне упругой поворотной втулки, в которой от внутренней поверхности выполнены соосные радиальные пазы, и установленной во втулке оси, концы которой соединены с приспособлением для крепления изделия, причем на оси имеются параллельные лыски, а толщина оси в зоне лысок равна ширине паза втулки.2. Возбудитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения ассиметричных циклов, в один из пазов втулки введена съемная вставка жесткости.Источники информации,принятые во вниманиепри экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР316481, кл. 6 01 И 3/36, 1969.2. Авторское свидетельство СССР676906, кл. б 01 М 3/34, 1977 (прототип).