Стенд для статических испытаний виброизоляторов

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к конструкциям стендов для статических испытаний виброизоляторов.
Аналогом модели является установка для испытания образцов на трехосное сжатие, содержащая силовую раму, установленную в ней для размещения образца рабочую камеру со штоком, узлы механического осевого и гидравлического бокового нагружений, и устройство обеспечения постоянного отношения боковой и осевой нагрузок. (Авторское свидетельство SU №1226131 опубл. 23.04.86, МПК G01N 3/10).
Недостатками аналога являются его конструктивные особенности, не предусматривающие механизмов измерения прогиба образца, возможности измерения горизонтального усилия, а также невозможность воспроизведения строго вертикальной нагрузки ввиду рычажной системы нагружения.
Прототипом модели является прибор для испытаний на сжатие эластомеров, содержащий станину (у нас рама), выполненную в виде кронштейна, включенные в электрическую цепь нажимные плиты (у нас верхняя подвижная и нижняя неподвижная опорные плиты), нижняя из которых установлена на основании кронштейна, а верхняя - на его поперечине с возможностью перемещения, и связанные с верхней плитой нагружатель (у нас механизм вертикального нагружения) и силоизмеритель, на нижней плите выполнена наружная резьба, а прибор снабжен ограничителем деформации, выполненным в виде кольца, охватывающего верхнюю часть нижней нажимной плиты и гайки, установленной с возможностью перемещения по резьбе и взаимодействующей своим верхним торцом с кольцом, и измерителем перемещения гайки (у нас измеритель перемещения), установленным на кронштейне. (Авторское свидетельство SU №1033908 опубл. 07.08.83, МПК G01N3/08) Недостатком прототипа является то, что его конструкция не предусматривает возможности проведения испытаний виброизоляторов: в горизонтальных направлениях как в вертикально ненагруженном состоянии, так и в предварительно нагруженном расчетной массой состоянии.
Существующие методики проектирования виброзащитных систем, основанные на математических моделях предполагают, что элементы систем подрессоривания имеют заранее известные характеристики, такие как коэффициент упругости и диссипации (демпфирования) виброизолятора по всем линейным направлениям действия, причем значения горизонтальной жесткости и диссипации могут существенно отличаться в нагруженном и в ненагруженном состояниях. Конструкция стенда позволяет получать точные результаты испытаний за счет предварительного осевого нагружения виброизоляторов.
Задачей полезной модели является создание конструкции стенда для исследования свойств виброизоляторов, обеспечивающего выявление на стенде статических характеристик виброизолятора не только в вертикальном направлении, но и в горизонтальных в предварительно нагруженном по оси расчетной массой состоянии.
Технический результат - возможность воспроизведения на стенде линейных нагрузок на виброизолятор вертикального и горизонтального направлений статического характера с предварительным нагружением, характерных для условий эксплуатации большинства объектов виброзащиты, и получение за счет этого точных результатов испытаний для использования при проектировании системы подрессоривания объекта.
Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для статических испытаний виброизоляторов в вертикальном и горизонтальном направлениях с предварительным осевым нагружением, содержащем раму, верхнюю подвижную и нижнюю неподвижную опорные плиты, механизм вертикального нагружения, силоизмеритель и измеритель перемещения, причем стенд дополнительно снабжен расположенным на раме механизмом горизонтального нагружения и направляющим механизмом верхней опорной плиты, механизм горизонтального нагружения выполнен в виде горизонтального нагружного винта, направляющий механизм выполнен в виде направляющих стержней, силоизмеритель выполнен в виде тензодатчиков вертикального и горизонтального усилия, измеритель перемещения выполнен в виде датчика вертикального и горизонтального прогиба и снабжен механизмом вертикальной и горизонтальной регулировки, а также поворотным механизмом.
На фиг. 1 изображена схема стенда для исследования статических свойств виброизоляторов в вертикальном и горизонтальном направлениях с предварительным осевым нагружением.
Стенд для статических испытаний виброизоляторов в вертикальном и горизонтальном направлениях с предварительным осевым нагружением содержит раму 1, подвижную верхнюю опорную плиту 2 и неподвижную нижнюю опорную плиту 3, устанавливаемую на регулируемые опоры 4 и 5, кронштейны крепления 6 и 7 исследуемых виброизоляторов 8 и 9 крепящиеся к опорным плитам 2 и 3 и зафиксированные соединителем 10. Для создания осевого усилия присутствует механизмом вертикального нагружения 11 с вертикальным нагружным винтом 12, а для бокового - механизм горизонтального нагружения 13, с горизонтальным нагружным винтом 14 и кронштейном регулировки 15 вертикального положения винта 13. Для измерения усилия, действующего на исследуемые виброизоляторы 8 и 9 присутствует силоизмеритель в виде тензодатчика вертикального усилия 16 и тензодатчика горизонтального усилия 17, а для измерения их деформации используется измеритель перемещения 18, состоящий из датчика вертикального и горизонтального прогиба 19, снабженного механизмом вертикальной и горизонтальной регулировки 20, а также поворотным механизмом 21. Для перемещения верхней подвижной опорной плиты 2 по строго вертикальной траектории присутствует направляющий механизм 22, выполненный в виде направляющих стержней 23 и 24. Стенд фиксируется с опорной поверхностью с помощью установочных креплений 25 и 26.
Стенд для статических испытаний виброизоляторов в вертикальном и горизонтальном направлениях с предварительным осевым нагружением работает следующим образом. Между подвижной верхней опорной плитой 2 и неподвижной нижней опорной плитой 3 устанавливаются исследуемые виброизоляторы 8 и 9 при помощи кронштейнов крепления 6 и 7. Они жестко фиксируются между собой соединителем 10, на котором отмечен геометрический центр для центрирования горизонтального нагружного винта 14 при помощи кронштейна регулировки его вертикального положения 15. Верхняя подвижная опорная плита 2 перемещается строго вертикально благодаря направляющему механизму 22, а нижняя неподвижная опорная плита 3 жестко крепится к раме 1 регулируемыми опорами 4 и 5. Для проведения испытаний виброизоляторов в вертикальном направлении, нагружным вертикальным винтом 12 создается осевое усилие, действующее на виброизоляторы 8 и 9, регистрируемое тензодатчиком вертикального усилия 161, при этом измеритель перемещения 18 регистрирует статический прогиб виброизоляторов в вертикальном направлении, упираясь в верхнюю подвижную опорную плиту 2, при помощи датчика вертикального прогиба 19. Для проведения испытаний виброизоляторов в горизонтальном направлении с предварительным осевым нагружением, нагружным вертикальным винтом 12 создается предварительное усилие, действующее на виброизоляторы 8 и 9, регистрируемое тензодатчиком вертикального усилия 16, соответствующее расчетной эксплуатационной нагрузке, механизмом горизонтального нагружения 13 при помощи горизонтального нагружного винта 14, упирающегося в соединитель 10 создается горизонтальное усилие, регистрируемое тензодатчиком горизонтального усилия 17, при этом горизонтальный нагружной винт 14 устанавливается по вертикали в центр соединителя 10 при помощи кронштейна вертикальной регулировки 15. Измеритель перемещения 18 настраивается на измерение горизонтального прогиба виброопор при помощи механизма вертикальной и горизонтальной регулировки 20, а также поворотного механизма 21 и регистрирует статический прогиб виброизоляторов 8 и 9 в горизонтальном направлении, упираясь в соединитель 10.
Таким образом, за счет того, что конструкция стенда позволяет воспроизводить статические нагрузки на виброизоляторы как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях, обеспечивается возможность выявления на одном стенде всех статических характеристик виброизолятора, не прибегая к сложным конструктивным решениям, а за счет того, что конструкция стенда позволяет проводить испытания виброизоляторов в состоянии предварительного осевого нагружения, повышается соответствие условий проведения испытаний эксплуатационному режиму нагружения, и как следствие, увеличивается точность полученных данных.