стенд для динамических испытаний изделий на воздействие переменных ускорений

Формула изобретения

Стенд для динамических испытаний изделий на воздействие переменных ускорений, содержащий основную раму с собственным приводом, дополнительную раму, ось вращения которой перпендикулярна оси вращения основной рамы, содержащую две крестообразные несущие, концы которой жестко связаны платформами, расположенными симметрично относительно оси этой рамы, на двух из которых установлены противовесы, привод вращения дополнительной рамы, установленный на основной раме, расположенные на крестообразных несущих вблизи платформ поворотные столы, оси вращения которых параллельны оси вращения дополнительной рамы, дополнительная рама снабжена вспомогательным приводом и средствами ее фиксации в исходном положении, отличающийся тем, что вспомогательный привод включает возможность закручивания две спиральные пружины, одни концы которых закреплены на валу дополнительной рамы, а другие концы на стойках основной рамы, и средства для закручивания пружин, включающие привод вращения дополнительной рамы и фиксаторы, установленные на дополнительной раме и управляемые индивидуальными электромагнитами, в исходном положении пружины закручены в противоположных направлениях, а кинематическая связь дополнительной рамы со спиральными пружинами осуществляется посредством электромагнитов дополнительной рамы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к центробежным испытательным стендам, и может быть использовано для испытания приборных устройств на воздействие длительно действующих непериодических ускорений с высокой интенсивностью нарастания.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стенд для динамических испытаний приборов на воздействие переменных ускорений, содержащий основную раму с приводом, дополнительную раму, установленную внутри основной с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной оси вращения основной рамы, содержащую две крестообразные несущие, концы которых жестко связаны с платформами, расположенными симметрично относительно оси дополнительной рамы, на двух из которых установлены противовесы, а также привод вращения дополнительной рамы, расположенный на основной раме, и поворотный стол, установленный на крестообразной несущей у одной из платформ, ось вращения которого параллельна оси вращения дополнительно рамы.

Данный стенд позволяет воспроизводить линейные ускорения с крутым передним фронтом нарастания, что достигается ускоренным поворотом дополнительной рамы, которая в начальной фазе испытания является неуравновешенной в поле центробежных сил.

Однако торможение уравновешенных грузов, перемещающихся по радиальным направляющим, неизбежно сопровождается ударом грузов о платформы, при этом результаты ударного взаимодействия снижают точность воспроизведения заданного испытательного воздействия.

Еще одним недостатком данного стенда является невозможность воспроизведения длительно действующих ускорений с крутым задним фронтом их спада, изменяющихся по заданному закону.

Технический результат изобретения повышение точности воспроизведения и расширение эксплуатационных возможностей стенда за счет увеличения крутизны спада заднего фронта линейных ускорений.

Указанный результат достигается тем, что в стенде для динамических испытаний изделий на воздействие переменных ускорений, содержащем основную вращающуюся платформу, выполненную в виде прямоугольной рамы с собственным приводом, установленную внутри основной с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной оси вращения основной, дополнительную раму, содержащую две крестообразные несущие, концы которых жестко связаны платформами, расположенными симметрично относительно оси этой рамы, на двух из которых размещены противовесы, привод вращения дополнительной рамы, установленный на основной раме, расположенный на крестообразной несущей вблизи одной из платформ поворотный стол, ось вращения которого параллельна оси вращения дополнительной рамы, на диаметрально противоположной поворотному столу стороне крестообразной несущей установлен дополнительный стол для закрепления противовеса, ось вращения которого параллельна оси вращения дополнительной рамы, столы снабжены раздельными приводами вращения, закрепленными на крестообразных несущих по оси дополнительной рамы, при этом направления поворотов стволов противоположны, дополнительная рама снабжена вспомогательным инерционным приводом и средствами ее фиксации в исходном положении, включающими фиксаторы, размещаемые на основной и дополнительной рамах и управляемые электромагнитами, инерционный привод включает спиральные пружины, расположенные на валу дополнительной рамы и закрученные в противоположных направлениях с возможностью освобождения и фиксации при помощи электромагнитов.

На фиг. 1 показан главный вид стенда; на фиг. 2 вид сбоку на стенд.

Стенд содержит установленную на неподвижном основании 1 с возможностью вращения прямоугольную раму 2 (фиг. 1), приводимую во вращение приводом 3. Внутри основной рамы 2 установлена дополнительная рама 4 с двумя крестообразными несущими, ось вращения которой 5 связана через червячный самотормозящийся редуктор 6 с собственным приводом 7 и перпендикулярна оси вращения основной рамы 2. На дополнительной раме 4 установлены два поворотных стола: основной 8 и дополнительный 9 для закрепления испытываемого изделия 10 и противовеса 11 с возможностью поворота при помощи двигателей 12 через редукторы 13 вокруг своей оси. Оси вращения столов параллельны оси вращения 5 дополнительной рамы 4. На дополнительной раме 4 установлены диаметрально противоположно уравновешивающие грузы 14 (фиг. 2). Для изменения радиуса вращения приборного устройства 10 в стенде применены спиральные пружины 16,17, являющиеся вспомогательным приводом и закрученные в противоположных направлениях с возможностью освобождения и фиксации посредством электромагнитов 18,19 основной рамы 2 и электромагнитов 20,21 дополнительной рамы 4 (фиг. 1).

Завод спиральных пружин производится следующим образом. Двигатель 7 через редуктор 6 вращает вал 5 с закрепленной на нем дополнительной рамой 4, при этом электромагнит 19 основной рамы 2 стопорит спиральную пружину 17, а электромагнит 20 дополнительной рамы 4 вводит в зацепление спиральную пружину 16 с дополнительной рамой 4. После поворота дополнительной рамы 4 на 180^o электромагнит 18 основной рамы 2 стопорит спиральную пружину 16, а электромагнит 21 дополнительной рамы вводит в зацепление спиральную пружину 17 с дополнительной рамой 4. После этого электромагнит 20 дополнительной рамы выходит из зацепления со спиральной пружиной 16, а электромагнит 19 основной рамы освобождает спиральную пружину 17 и электродвигатель вращает вал 5 в противоположную сторону на 180^o.

После этого циклы повторяются до полного завода спиральных пружин 16,17, определяемого начальным узлом закручивания.

Стенд работает следующим образом. Испытуемое приборное устройство 10 устанавливается на поворотном столе 8. Дополнительная рама 4 ориентируется относительно основной рамы 2 так, как показано на фиг. 1, чтобы ось приборного устройства 10 совпадала с осью вращения основной рамы 2. Основная рама 2 раскручивается приводом 3 до расчетной угловой скорости, которая в дальнейшем поддерживается постоянной. Далее от системы автоматического управления срабатывают электромагниты 20,21 дополнительной рамы и включается электродвигатель 7, поворачивая дополнительную раму 4 относительно собственной оси. Одновременно срабатывают электромагнит 18(19) основной рамы, освобождая закрученную спиральную пружину 16(17) и электромагнит 20(21) дополнительной рамы, вводя в зацепление спиральную пружину 16(17) с дополнительной рамой 4, генерируя дополнительный крутящий момент, действующий согласно с моментом, создаваемым приводом 7, что и увеличивает скорость нарастания воспроизводимого ускорения за счет быстрого поворота дополнительной рамы 4.

Одновременно ориентируя приборное устройство 10 со столом 8 в силовом ротационном поле центрифуги, добиваются разложения абсолютного ускорения на требуемые ортогональные составляющие по осям испытуемого изделия.

Таким образом, использование спиральных пружин 16,17 для создания дополнительного крутящего момента, приложенного к валу дополнительной рамы 4, позволяет увеличить скорость нарастания и спада ускорения (крутизну переднего и заднего фронтов).

Следовательно, техническая реализация заявляемого решения позволяет расширить эксплуатационные возможности стенда.

Параметры переднего и заднего фронтов воспроизводимого линейного длительного действующего ускорения можно регулировать в широких пределах изменением частоты вращения основной рамы, геометрических параметров спиральных пружин и начальным углом закручивания.