Импульсный нагружатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 19) В 06 В 1/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ е от и ь исполалостных ке вка являеттем ского лью и эКек мплиту ности воспроизведения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1384346, кл. В 06 В 1/16, 1986,(54) ИМГ УХ ЬС Н (57) Изобрете ционной техни зовано в уста испытании. Ц ся повышение увеличения а момента и то носитсяожет бытдля усобретенияивности1454516 закона изменения динамического момента, а также ускорение испытанийобъекта путем исключения малых амплитуд гармонических составляющих динамического момента и расширениеэксплуатационных возможностей засчет воспроизведения постоянной составляющей динамического момента. Импульсный нагружатель содержит приводы1 и 4, связанные с первой планетарной передачей, включающей первоеводило 28 с сателлитами 29 и 30,взаимодействующими с центральнымиколесами 24 и 26, второе водило 31с дебаланснкми сателлитами 32 и 33и дополнительными дебаланснлпж сателлитами 43 и 44, приводы 6 и 8,связанные с второй планетарной передачей, включающей центральные колеса36 и 37 и сателлиты 39 и 40 и связанной через зубчатые колеса 7 и 35с центральными колесами 41 и 42,1Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в установках для чсталостннх испытаний.Целью изобретения является повыше 5 ние эффективности путем увеличения амплитуды динамического момента точности воспроизведения закона изменения динамического момента за счет10 регулирования амплитуды и частоты его гармонических составляющих, а также ускорение испытаний объекта путем исключения малых амплитуд гармонических составляющих динамического момента и расширение эксплуатационных возможностей за счет воспроизведения постоянной составляющей динамического момента.На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого импульсного нагружателя; на фиг.2 - расчетная схема для дебалансных сателлитов; на фиг.З- график изменения динамического момента для блок-программы "усеченное би 11ениеИмпульсный нагружатель содержит привод 1, корпус 2, размещенный в нем и связанный с приводом 1 вал 3,взаимодействующими с дебаланснымисателлитачи 43 и 44. Передаточноеотношение кинематической цепи от привода 1 к дебалансному сателлиту 32равно передаточному отношению от привода 1 к пебалансному сателлиту 33Аналогично равны между собой передаточные отношения от привода. 6 к дополнительному дебалансному сателлиту43 и дополнительному дебалансномусателлиту 44. Угол разворота дебалансных сателлитов друг относительнодруга в паре 32 и 34 регулируетсяприводом 4, а в паре 43 и 44 - приводом 8. Постоянный момент на выходном валу 22 создается приводом 12.Путем включения и выключения приводов 1,4,6 и 8 и регулирования ихскооости вращения изменяют амплитудно-частотные характеристики гармонических составляющих динамическогомомента, 2 з.п. ф-лы, 3 ил. 2первую, вторую и дополнительную зубчатые планетарные передачи, второй привод 4 с червяком 5, третий привод 6 с первым зубчатым колесом 7, четвертый привод 8 с червячным редуктором, включающим червяк 9 и червячное колесо 10, связанный с последним второй вал 11, пятый привод 12 с вторым червячным редуктором, включающим зубчатые пары 13-14 и 15-16, червяк 17 и червячное колесо 18, соединенный шлицевым соединением с чер" вячным колесом 18 торсион 19, жестко закрепленное на нем первое коромысло 20, соединенное тягами 21 с жестко закрепленным на выходном валу 22 вторым коромыслом 23.Первая зубчатая планетарная передача включает в себя жестко закрепленные на валу 3 первое центральное колесо 24 и второе центральное колесо 25, охватывающие вал 3 с возмо- ностью вращения и жестко соединенные между собой третье центральное колесо 26 и четвертое центральное колесо 27, установленное на валу 3 с возможностью вращения первое водило 28 с зубчатым венцом, взаимодействующим516 10 15 20 25 30 35 40 45 50 3 1454 с червяком 5, размещенные на первом водиле 28 с возможностью вращения и жестко соединенные между собой первый сателлит 29, находящийся в зацеплении с первым центральным колесом 24, и второй сателлит 30, находящийся в . зацеплении с третьим центральным колесом 26, второе водило 31 с размещенными на нем с возможностью вращения первым дебалансным сателлитом 32, находящимся в зацеплении с вторым центральным колесом 25, и вторым дебалансным сателлитом 33, находящимся в зацеплении с четвертым центральным колесом 27. Второе водило 31 жестко соединено с выходным валом 22предназначенным для связи с объектом 34. Передаточное отношение кинематической цепи из первого центрального колеса 24, первого сателлита 29, второго сателлита 30, третьего центрального колеса 26, четвертого центрального колеса 27 и второго дебалансного сателлита 33 равно передаточному отношению кинематической це пи из второго центрального колеса 25 и первого дебалансного сателлита 32. Вторая зубчатая планетарная передача включает в себя установленные на втором валу 11 с возможностью вращения второе зубчатое колесо 35, жестко соединенное с ним пятое центральное колесо 36 и жестко соединенное с первым зубчатым колесом 7 шестое центральное колесо 37, жестко соединенное с вторым валом 11 третье водило 38, размещенные на нем с возможностью вращения и жестко соединенные между собой первый дополнительный сателлит 39, взаимодействующий с пятым центральным колесом 36, и второй дополнительный сателлит 40, взаимодействующий с шестым центральным колесом 37.Дополнительная зубчатая планетарная передача включает в себя установленные на выходном валу 22 с возможностью вращения первое дополнительное центральное колесо 41, взаимодействующее с первым зубчатым колесом 7, и второе дополнительное центральное колесо 42, взаимодействующее с вторым зубчатым колесом 35, размещенные на втором водиле 31 с возможностью вращения первый дополнительный дебалансный сателлит 43, взаимодействующий с первым дополнительным центральным колесом 41, и второй дополнительный дебалансныйсателлит 44, взаимодействующий свторым дополнительным центральнымколесом 42. Передаточное отношениекинематической цепи из шестого центрального колеса 37, второго дополнительного сателлита 40, первого дополнительного сателлита 39, пятогоцентрального колеса 36, второго зубчатого колеса 35, второго дополнительнЬго центрального колеса 42 ивторого дополнительного дебалансногосателлита 42 равно передаточному отношению кинематической цепи из первого зубчатого колеса 7, первогодополнительного центрального колеса41 и второго дополнительного дебалан"ского сателлита 44. Импульсный нагружатель работаетследующим образом. При испытании объекта на кручение последний подсоединяют непосредственно к выходному валу 22, а при испытании на растяжение-сжатие - через винтовую передачу 45, предназначенную для преобразования крутильных колебаний выходного вала 22 в возвратно-поступательные перемещения объекта 34. При включении привода 1 вращение передается валу 3 и жестко закреплен ным на нем первому центральному колесу 24 и второму центральному колесу25Второе центральное колесо 25 передает вращение первому дебалансному сателлиту 32, а первое центральное колесо 24 через кинематическуюцепь из первого сателлита 29, второго сателлита 30, третьего центрального колеса 26, четвертого центрального колеса 27 передает вращение второму дебалансному сателлиту 33. Равные передаточные отношения кинематической цепи из первого центральногоколеса 24, первого сателлита 29, второго сателлита 30, третьего центрального колеса 26, четвертого центрального колеса 27 и второго дебалансного сателлита 33 и кинематической цепи из второго центрального колеса 25 и первого дебалансного сателлита32 обеспечивают при выключенном втором приводе 4 вращение первого дебалансного сателлита 32 и второго дебалансного сателлита 33 с равными5 1454516 6угловыми скоростями :о,. При вращении дают вращающуюся силу инерции, равдебалансные сателлиты 32 и 33 соз- ную (фиг.2) гР =(ш+ш ) е и где е -е - эксцентриситет неуравновешенной массы ш первого дебалансного сателлита 32 ф% ег - эксцентриситет неуравновешенной массы шг второго дебалансного сателлита 33; Л - угол разворота неуравновешенных масс ш, и шг20(Ч) М=п ф 1 оси вращенияи 33 до оси22 расстояние сателлитов г рвому кинееллит а 26,27 выходного вал- угол между ве инерции Р и водила 31;- число дебалан тором силы сью второго ие вто. Вра- короси 33 1 х сателлита ода 4 При включении второ вращения с постоянной ростью передается черв зубчатый венец первому При вращении с постоя тями35 соз ко угл ерез 28.вой яком водилной у- о( ) (шсе 1 Ш ) +(н ег и ) +22 Р г 2 е ы сосоз,ы Д 7 ( г. г7 +шге; ьг сов (м, - . ы определяют соотношения между велич нами неуравновешенных масс и их эк центриситеты для первого и второго дебалансных сателлитов, при которых амплитуды динамического момента в блок-программе не меньше заданной гловые ск первого и нсных сателльное значе кого момента ) соответстеличины Мд. При включении вода етье ется первому зубжестко соединенноентральному колесу ое колесо 7 передаму дополнительному су 41 и связанному 6 вращение переда чатому колесу 7 и му с ним шестому 37. Первое зубчат ет вращение перво центральному коле(дге 2 г ) 1нимального зна еского момент 2 Мм, =и Вш еИз формулы для ми я амплитуды динамичй/ и и - соответственнорости вращениявторого дебалалитов.Максимальное и минимФния амплитуды динамичесза период биения (фиг.3венно равны г.Угол разворота д неуравновешенной массы н первого дебалансного сателлита 32 относительно неуравновешенной массы шг второго дебалансного сателлита 33 определяется положением первого водила 28, Знакопеременный синусоидальный динамический момент, создаваемый вращающейся силой инерции Р. на выходном валу 22 равен 5скоростью первого водила 28 первсателлит 29, обкатываясь по пецентральному колесу 24, черезматическую цепь из второго сат30,третьего центрального колесчетвертого центрального колесавызывает дополнительное вращерого дебалансного сателлита 3щающиеся с разными угловыми сдебалансные сателлиты 32дают на выходном валу 22 знапеременный динамический момент снием амплитуды, равныйс ним первому дополнительному дебалансному сателлиту 43, а шестое цент.ральное колесо 37 через кинематическую цепь из второгодополнительногосателлита 40, первого дополнительного, сателлита 39, пятого центрального колеса 36, второго зубчатого колеса 35,второго дополнительного центральногоколеса 42 передает вращение второму 10дополнительному дебалансному сателлиту 44. Равные передаточные отношениякинематической цепи из шестого центрального колеса 37, второго дополнительного сателлита 40, первого дополнительного сателлита 39, пятого центрального колеса 36, второго зубчатого колеса 35, второго дополнительного центрального колеса 42 и второгодополнительного дебалансного сателлита 44 и кинематической цепи из первого зубчатого колеса 7, первого дополнительного центрального колеса 41и первого дополнительного дебалансного сателлита 43 обеспечивают при 25,выключенном четвертом приводе 8 вращение первого дополнительного дебалансного сателлита 43 и второго дополнительного дебалансного сателлита 44 с,равными угловыми скоростями, 30При вращении дополнительные дебалансные сателлиты 43 и 44 создают на выходном валу свой знакопеременный синусоидальный динамический момент,величина которого определяется изсоотношений для дебалансных сателлитов 32 и 33 путем замены величиннеуравновешенных масс, их эксцентриситетов, угла разворота 3 , угла Ки расстояния 1. для дебалансных сателлитов 32 и 33 на соответствующиеим величины для дополнительных дебалансных сателлитов 43 и 44,При включении четвертого привода8 вращение с постоянной скоростью 45передается третьему водилу 38. Привращении с постоянной скоростью третьего водила 38 второй дополнительный сателлит 40, обкатываясь по шестому центральному колесу 37, черезкинематическую цепь из первого дополнительного сателлита 39, пятого центрального колеса 36, второго. дополни"тельного центрального колеса 42 вызывает дополнительное вращение второго 55дополнительного цебалансного сателли-.та 44, Вращающиеся с разными угловьпискоростями дополнительные дебалансные сателлиты 43 и 44 создают второй знакопеременньд 3 динамический момент с биением амплитуды, который суммируется на выходном валу 22 с аналогичным динамическим моментом от дебалансных сателлитов 32 и 33. Величина этого динамического момента, а такжесоотношения между величинами неуравновешенных масс и их эксцентриситетов для первого и второго дополнительных дебалансных сателлитов опреде ляются аналогично, как и для дебалансньр; сателлитов 32 и 33,При включении пятого привода 12вращающий момент через второй червячный редуктор передается торсиону 19,которьп через первое 20 и второе 23коромысла и тяги 21 создает на выходном валу 22 постоянную составляющихмомента.Б режиме возбуждения моногармонического динамического момента с симметричной Йормой изменения амплитудывключен привод 1 или третий привод 6.Изменение частоты моногармоническогодинамического момента достигается путем изменения скорости вращения привода 1 или третьего привода 6, Изменение на ходу амплитуды моногармонического динамического момента достигается изменением угла разворотапервого дебалансного сателлита 32относительно второго дебалансногосателлита 33 или первого дополнительного дебалансного сателлита 43 относительно второго дополнительного дебалансного сателлита 44 при включениисоответственно второго привода 4 иличетвертого привода 8 с последующимвыключением их.В режиме возбуждения моногармонического динамического момента с асимметричной йормой изменения амплитудыимпульсный нагружатель работает аналогично, как и при возбуждении моногармонического динамического моментас симметричной Йормой изменения амплитуды, но дополнительно включаютпятый привод 12, который создает постоянную составляющую момента на выходном валу 22. При сложении постоянной составляющей и моногармонического динамического момента происходитвозбуждение динамического моментаасимметричной Формой изменения амплитуды,В режиме возбуждения бигармонического динамического момента включены одновременно привод 1 и третийпривод 6. Изменение частот каждой гармонической составляющей достигается,как и при возбуждении моногармонического динамического момента путем изменения скорости вращения привода 1 и третьего привода 6, а ампли- туд соответственно путем включения и последующего выключения второго привода 4 и четвертого привода 8. 10симметричная форма изменения бигармонического динамического момента обеспечивается аналогично,как и при моногармоническом режиме путем включения пятого привода 12. 15В режиме возбуждения полигармо,нического динамического момента включены одновременно привод 1, второй привод 4, третий привод 6 и четвертый привод 8что обеспечивает 20 возбуждение четырех гармонических ;составляющих динамического момента при вращении дебалансных сателлитов 32 и 33 и дополнительных дебалансных сателлитов 43 и 44 с разними уг ловыми скоростями. Изменением скоростей вращения приводов 1, 4, 6 и 8 управляют изменением амплитудно-частотных характеристик составляющих ,гармоник. В режиме создания стати ческого момента включают привод 12.лФормула изобретения1. Импульсный нагружатель, содер жащий привод корпус, размещенный в нем и связанный с приводом вал, первую зубчатую планетарную переда;чу, включающую в себя жестко закрепленные на валу первое и второе 40 , центральные колеса, охватывающие вал с возможностью вращения, и жестко соединенные между собой третье и четвертое центральные колеса, установленное, на валу с возможностью 45 вращения первое водило с зубчатым венцом, размещенные на первом водиле с возможностью вращения и жестко соединенные между собой сателлиты, первый из которых установлен с возможностью зацепления с первым центральным колесом, а второй - с третьим центральным колесом, второе водило с размещенными на нем с возможностью вращения дебалансными сателлитами, первый из которых установлен с возможностью зацепления с вторым центральным колесом, а второй - с четвертым центральным колесом, жестко соединенный с вторым водилом и предназначенный для связи с объектом выходной вал, второй привод,с червяком, установленным с возможностью зацепления с зубчатым венцом, а передаточное отношение кинематической цепи из первого центрального колеса, первого и второго сателлитов, третьего и четвертого центральных колес и второго дебалансного сателлита равно передаточному отношению кинематической цепи из второго центрального колеса и первого дебалансного сателлита, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности иточности воспроизведения закона нагружения объекта, он снабжен третьим приводом с первым зубчатым колесом, четвертым приводом с червячным редуктором, связанным с последним вторым валом, второй зубчатой планетарной передачей, включающей в себя установленные на втором валу с возмож юстью вращения второе зубчатое колесо, жестко соединенное с ним пятое центральное колесо и жестко соединенное с первым зубчатым колесом шестое центральное колесо, жестко соединенное с вторым валом третье водило, размещенные на нем с возможностью вращения и жестко соединенные между собой дополнительные сателлиты, первый из которых установлен с возможностью зацепления с пятым центральным колесом, а второй - с шестым центральным колесом, и дополнительной зубчатой планетарной передачей включающей в себя охватывающие вьг ходной вал с возможностью вращения дополнительные центральные колеса, первое из которых установлено с возможностью зацепления с первым зубчатым колесом, а второе - с вторым зубчатым колесом, размещенные на вто" ром водиле с возможностьювращения дополнительные дебалансные сателлиты, первый иэ которых установлен с воэможностью зацепления с первымдополнительным центральнымколесом,а второй - с вторым дополнительным центральным колесом, а передаточное отношение кинематической цепи из шестого центрального колеса, второго и первого дополнительных сателлитов, пятого центрального колеса, второго зубчатого колеса, второго дополнительного центрального колеса и второго дополнительного дебалансного сателлитаравно передаточному отношению кинематической цепи иэ первого зубчатого колеса, первого дополнительного центрального колеса и второго дополнительного дебалансного сателлита.52. Нагружатель по п 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения испытаний объекта, статические моменты дебалансных сателлитов или дополнительных дебалансных сателлитов выбраны из формулыих 1т е и/ --- -ш е 15 1 ф 1 1 и 2 2 ыг 1 ф( гдещ , е , иг - соответственно неуравновешенная масса,ее эксцентриситет искорость вращенияпервого дебалансногосателлита или первого.дополнительного дебалансного сателлита; ш , е,- соответственно неуравновешенная масса,ее эксцентриситет искорость вращениявторого дебалансногосателлита или второгодополнительного сателлита;И- заданное наименьшеезначение амплитудынагрузки;- расстояние от осивращения сателлитовдо оси выходного вала.3. Нагружатель по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, он снабжен пятым приводом, связанным с ним вторым червячным редуктором, торсионом с жестко закрепленным на нем первым коромыслом с тягами, соединенным с последними и жестко закрепленном на выходном валу вторым коромыслом, а торсион связан с червячным редуктором шлицевым соединением.1454516 ставитель А.Дрогово Т.Парфенова Техред И,Ходанич Коррект Ре ндрик 22 Ти одписн 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, А Заказ 7380/1ВНИИПИ Госуда венного коми 113035, Моск по изобре -35, Рауш ниям и открытиям при ГЕНТ СО:ая наб л. 45