установка для комбинированного испытания изделий электронной техники на воздействие вибрации и температуры

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ВИБРАЦИИ И ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащая термокамеру, установленный под ней вибровозбудитель, размещенный в термокамере стол, связанный с подвижной частью вибровозбудителя, приспособление для закрепления испытуемых изделий, в котором по трем ортогональным осям выполнены центральные отверстия, средства крепления приспособления к столу, включающие шпильку и навинченную на нее гайку, устройства для захвата и поворота приспособления с изделиями на 90^o относительно горизонтальных осей, каждое из которых включает введенный в термокамеру через отверстие горизонтальный выдвижной поворотный шток, имеющий на конце крестообразный захват с четырьмя стержнями, вводимыми в ответные глухие отверстия, выполненные в приспособлении, отличающаяся тем, что она снабжена введенным в термокамеру полым выдвижным вертикальным штоком с захватом, аналогичным захватам поворотных штоков, служащим для вертикального перемещения приспособления с изделиями, и размещенным в полости вертикального штока накидным гаечным ключом, на одной из рабочих граней которого выполнено отверстие, в котором установлен подпружиненный шарик, служащий для удержания на весу гайки, навинчиваемой на шпильку, приспособление выполнено в виде куба, центральные отверстия в приспособлении выполнены сквозными, а шпилька пропущена через центральное отверстие и ввернута в гнездо стола.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам испытаний изделий электронной техники (ИЭТ) при проверке их стойкости к воздействию вибрации и температуры.

В настоящее время при проведении испытаний ИЭТ на стойкость к воздействию вибрации их крепят к столу вибратора при помощи специальных приспособлений в виде куба, которые позволяют испытывать ИЭТ в трех взаимно перпендикулярных положениях согласно требованиям.

Одним из эффективных методов испытаний ИЭТ является испытание на комбинированное воздействие вибрации и температуры, которое проводится на специальной установке, содержащей термокамеру, установленный под ней вибровозбудитель, размещенный в термокамере стол, связанный с подвижной частью вибровозбудителя, приспособление для закрепления испытуемых изделий, в котором по трем ортогональным осям выполнены центральные отверстия, средства крепления приспособления к столу, включающие шпильку и навинченную на нее гайку [1]

Недостатком данной установки является отсутствие устройств для захвата и поворота приспособления с изделиями на 90^о относительно горизонтальных осей, поэтому каждый раз для изменения пространственного положения приспособления с изделиями необходимо сначала вывести термокамеру из рабочего режима, а затем, после проведения крепежных операций, снова ввести ее в рабочий режим, что приводит к увеличению производительности (а, следовательно, и стоимости) испытаний.

Существует испытательная установка [2] содержащая термокамеру, установленный под ней вибровозбудитель, размещенный в термокамере стол, связанный с подвижной частью вибровозбудителя, приспособление для закрепления испытуемых изделий, в котором по трем ортогональным осям выполнены центральные отверстия, средства крепления приспособления к столу, включающие шпильку и навинченную на нее гайку, устройства для захвата и поворота приспособления с изделиями на 90^о относительно горизонтальных осей, каждое из которых включает введенный в камеру через отверстие горизонтальный выдвижной поворотный шток, имеющий на конце крестообразный захват с четырьмя стержнями, вводимыми в ответные глухие отверстия, выполненные в приспособлении.

Недостатком данной установки является, во-первых, наличие сложной геометрической формы у стола, крепящегося к вибровозбудителю, и приспособления, на которое крепятся испытуемые изделия, что приводит к появлению резонансов в их рабочих диапазонах частот вибрации, и, во-вторых, крепление приспособления к столу осуществляется недостаточно жесткое, а также процедура такого крепления вызывает неудобство в работе обслуживающего персонала.

Для устранения эффекта возникновения резонансных частот в рабочем диапазоне частот изделий из-за конструктивных особенностей приспособления в рамках заявляемого устройства предлагается использовать крепежное приспособление в виде куба, имеющего простую геометрическую форму. Для осуществления жесткого крепления приспособления к столу в рамках заявляемого устройства предлагается использовать накидной гаечный ключ, прикрепленный к вертикальному штоку.

Сущность изобретения заключается в том, что испытательная установка, содержащая термокамеру, установленный под ней вибровозбудитель, размещенный в термокамере стол, связанный с подвижной частью вибровозбудителя, приспособление для закрепления испытуемых изделий, в котором по трем ортогональным осям выполнены центральные отверстия, средства крепления приспособления к столу, включающие шпильку и навинченную на нее гайку, устройства для захвата и поворота приспособления с изделиями на 90^о относительно горизонтальных осей, каждое из которых включает введенный в камеру через отверстие горизонтальный выдвижной поворотный шток, имеющий на конце крестообразный захват с четырьмя стержнями, вводимыми в ответные глухие отверстия, выполненные в приспособлении, снабжена введенным в термокамеру полым выдвижным вертикальным штоком с захватом, аналогичным захватам поворотных штоков, служащим для вертикального перемещения приспособления с изделиями, и размещенным в полости вертикального штока накидным гаечным ключом, на одной из рабочих граней которого выполнено отверстие, в котором установлен подпружиненный шарик, служащий для удержания на весу гайки, навинчиваемой на шпильку. Приспособление выполнено в виде куба, а центральные отверстия в приспособлении выполнены сквозными. Шпилька пропущена через центральное отверстие и ввернута в гнездо стола.

На фиг.1 приведена конструкция штоков и механизмы их приводов; на фиг.2 приведена конструкция механизма перемещения двигателя, поворачивающего горизонтальный выдвижной поворотный шток в корпусе устройства; на фиг.3 крестообразный захват штока; на фиг.4 горизонтальный выдвижной поворотный шток, поперечное сечение; на фиг.5 приведено расположение зубьев реечной передачи, нарезанных на горизонтальном выдвижном поворотном штоке; на фиг.6 механизм фиксации крестообразного захвата и приспособления с ИЭТ, а также накидного гаечного ключа и гайки; на фиг.7-9 приведена конструкция приспособления с ИЭТ и его пространственное положение во время испытаний; на фиг.10 показана установка, общий вид.

Установка для комбинированного испытания изделий электронной техники на воздействие вибрации и температуры содержит термокамеру 1, установленный под ней вибровозбудитель, размещенный в термокамере 1 стол 2, связанный с подвижной частью вибровозбудителя, приспособление 3 для закрепления испытуемых изделий, выполненное в виде куба, в котором по трем ортогональным осям выполнены центральные сквозные отверстия 4, а по углам каждой грани сделаны четыре ответные глухие квадратные отверстия 5, средства крепления приспособления 3 к столу 2, включающие шпильку 6, пропущенную через центральное отверстие 4 и ввернутую в гнездо cтола 2, и навинченную на нее гайку 7. Между боковой поверхностью стола 2 и нижней стенкой термокамеры 1 имеется диафрагма 8, которая может быть выполнена из резины.

Через отверстие с диафрагмой 9 в верхней стенке термокамеры 1 в ее рабочий объем вставлен крестообразный захват 10 полого выдвижного вертикального штока 11 для захвата и вертикального перемещения приспособления 3. Шток 11 выполнен полым и имеет сложную конфигурацию: его второй конец находится вне рабочего объема термокамеры 1, надет на корпус 12 и может перемещаться по нему в вертикальном направлении при помощи реечной передачи, причем функцию рейки выполняет сам шток 11 (зубья нарезаны на его наружной поверхности), с которой в зацепление входит колесо 13, надетое на вал двигателя 14, закрепленного в корпусе 15, соединенном с наружной верхней поверхностью термокамеры 1.

В корпусе 12, соединенном в верхней части с корпусом 15, закреплен гидропневмоцилиндр 16, шток которого соединен с двигателем 17, который может перемещаться внутри корпуса 12 при помощи колес 18 и который через муфту 19 соединен со штоком накидного гаечного ключа 20, размещенным в полости штока 11.

Шток ключа 20 имеет цилиндрическую форму, проходит через нижнее отверстие корпуса 12, имеет возможность скользить как при вертикальном перемещении относительно штока 11, так и при вращении в нем. Шток ключа 20 служит для закручивания (откручивания) гайки 7. Между штоком ключа 20 и захватом 10 штока 11 имеется резиновая прокладка.

К цилиндру 16 и двигателям 14 и 17 подходят шланги и провода через отверстие 22 в корпусе 15.

Через отверстие с резиновой диафрагмой 23 в боковой стенке термокамеры 1 (на высоте h от ее нижней стенки) в рабочий объем вставлен крестообразный захват 10 горизонтального выдвижного поворотного штока 24 для захвата, удерживания и поворота на 90^о приспособления 3. Шток 24 имеет цилиндрическую форму, его второй конец находится вне рабочего объема термокамеры 1 в корпусе 25, соединенном с ее наружной боковой поверхностью, и может перемещаться в горизонтальном направлении при помощи реечной передачи, причем функцию рейки выполняет сам шток 24 (зубья нарезаны на его наружной поверхности в двух взаимно перпендикулярных плоскостях), с которой в зацепление входит колесо 26, надетое на вал двигателя 27, закрепленное в корпусе 25.

Шток 24 может поворачиваться на 90^о при помощи двигателя 28, соединенного с ним муфтой 29. Двигатель 28 может перемещаться в горизонтальном направлении по направляющим корпуса 25 при помощи прикрепленных к нему колес 30. Провода к двигателям 27 и 28 подходят через отверстие 31 в корпусе 25.

К верхней стенке корпуса 25 прикреплена втулка 32, в которой может перемещаться и поворачиваться шток 24 и которая служит ему дополнительной опорой.

Конструкция штока, вставленного в рабочий объем термокамеры 1 через ее заднюю стенку, механизм его привода в работу и конструкция корпуса, в котором они размещены, аналогичны соответствующим конструкциям и механизмам, расположенным с боковой стороны термокамеры 1.

Для фиксации крестообразных захватов штоков 11 и 24 в отверстиях 5 приспособления 3 в первых из них на одной из квадратных граней каждого из четырех стержней захвата 10 сделано глухое отверстие 33, в котором завальцована пружина 34 с шариком 35, а в отверстиях 5 на соответствующих гранях сделаны углубления 36.

Аналогичный механизм используется для фиксации накидного гаечного ключа 20 на гайку 7, причем пружина 34 с шариком 35 крепятся в отверстии 33 только на одной грани ключа, а углубления 36 сделаны на всех гранях гайки 7.

Устройство функционирует следующим образом.

Перед началом испытаний приспособление 3 одной гранью с закрепленными на ней ИЭТ устанавливается на крестообразный захват полого выдвижного вертикального штока 11 таким образом, чтобы его другие грани с закрепленными на них ИЭТ были обращены в стороны боковой и задней стенок термокамеры 1, где располагаются горизонтальные выдвижные поворотные штоки 24.

Далее дверца термокамеры 1, расположенная с лицевой стороны, закрывается, и термокамера 1 может быть запущена в рабочий режим.

Одновременно с этим шток 11 опускается до соприкосновения с рабочим столом 2 вибратора и запускается в работу цилиндр 16, который выдвигает свой шток до тех пор, пока накидной гаечный ключ 20 не зафиксируется на гайке 7 (в случае несовпадения граней ключа 20 и гайки 7 расположение первого из них можно предварительно отрегулировать при помощи двигателя 17). Запускается в работу двигатель 17, который будет через шток ключа 20 затягивать гайку 7 до тех пор, пока усилие затяжки не превысит допустимый уровень (регулировка усилия затяжки осуществляется при помощи муфты 19). Если отключения двигателя 17 по каким-либо причинам не произойдет, то муфта 19 будет выполнять функцию предохранителя, т.е. вал двигателя 17 будет вращаться, а шток ключа 20 будет оставаться неподвижным. При откручивании гайки 7 муфта 19 является жестким элементом конструкции привода.

Далее шток 11 поднимается вверх и после достижения ИЭТ теплового равновесия со средой термокамеры 1 проводится их испытание на комбинированное воздействие вибрации и температуры в первом положении приспособления 3.

По окончании воздействия вибрации для первого положения сначала опускается (при помощи двигателя 14) шток 11 до тех пор, пока стержни его крестообразного захвата 10 не зафиксируются в отверстиях 5 приспособления 3. Далее при помощи штока и ключа 20 полностью откручивается гайка 7 и вместе с ним поднимается над шпилькой 6. Запускается в работу цилиндр 16, который поднимает приспособление 3 до тех пор, пока продольная ось отверстия 4 на его боковой грани не будет находиться на расстоянии h от поверхности нижней стенки термокамеры 1, т.е. пока продольные оси отверстия 4 и штока 24 не совпадут.

При помощи двигателя 27 шток 24 выдвигается в горизонтальном направлении до тех пор, пока стержни его крестообразного захвата 24 не зафиксируются в отверстиях 5 приспособления 3. После этого шток 11 поднимается вверх, а приспособление 3 при помощи двигателя 28 поворачивается на 90^о против часовой стрелки.

Далее опускается и фиксируется на приспособлении 3 шток 11, после чего шток 24 отсоединяется от приспособления 3.

Приспособление 3 опускается вниз, надевается через отверстие 4 на шпильку 6 и устанавливается на стол 2, после чего ключом 20 закручивается гайка 7. Шток 11 поднимается вверх, и ИЭТ подвергаются воздействию вибрации во втором положении.

После окончания вибрации для второго положения все операции по откреплению и закреплению приспособления 3 от стола 2 и обратно к нему повторяются с той лишь разницей, что в работе участвует другой шток 24, который поворачивает приспособление 3 на 90^о по часовой стрелке.

После окончания воздействия вибрации для третьего положения температуру в камере 1 понижают (повышают) до нормальной, после чего открывают дверцу камеры 1 и вынимают из нее приспособление с ИЭТ.

Применение данного изобретения позволит повысить эффективность проведения комбинированного испытания изделий на воздействие вибрации и температуры и снизить затраты (энергетические, временные и т.д.), сопутствующее ему.