СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ВИБРОИЗОЛЯТОРОВ В РЕЖИМЕ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к конструкциям стендов для испытаний виброизоляторов.
Известен стенд для испытаний амортизаторов, содержащий раму с закрепленным на ней верхним кронштейном крепления амортизатора и качающимся рычагом, на котором установлен груз, нижний кронштейн для крепления амортизатора и регистрирующее устройство, установленное между качающимся рычагом и рамой, причем качающийся рычаг выполнен двуплечим с осью качания в центре, а груз установлен подвижно по всей длине качающегося рычага [А.с. 526796 СССР, МКИ G01М 17/04, опубл. 30.08.76, бюл. №32].
Недостатком известной конструкции стенда для испытаний амортизаторов является то, что конструкция не предусматривает возможности испытаний амортизаторов в режиме вынужденных колебаний.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является стенд для испытаний виброизоляторов, содержащий раму, качающийся рычаг, установленный подвижно по всей длине качающегося рычага груз и регистрирующее устройство, жестко связанные с рамой и установленные по ее концам две вертикальные стойки, верхний конец одной из которых шарнирно связан с качающимся рычагом, а на другой размещены спусковое и регистрирующее устройства, верхнюю и нижнюю опоры испытуемого виброизолятора с опорными ножками [П.м. 104714 РФ, МКИ G01М 7/02, опубл. 20.05.2011, бюл. №14].
Недостатком известной конструкции стенда для испытаний виброизоляторов является то, что она не предусматривает возможности проведения испытаний виброизоляторов в характерном для условий эксплуатации режиме вынужденных колебаний.
Задачей полезной модели является создание конструкции стенда для испытаний виброизоляторов, обеспечивающего возможность проведения испытаний виброизоляторов в характерном для условий эксплуатации режиме вынужденных колебаний нагрузки.
Технический результат - расширение возможностей воспроизведения на стенде характерных для условий эксплуатации нагрузочных режимов для проведения ресурсных испытаний виброизоляторов.
Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для испытаний виброизоляторов в режиме вынужденных колебаний, содержащем раму, качающийся рычаг, установленный подвижно по всей длине качающегося рычага груз, жестко связанные с рамой и установленные по ее концам две вертикальные стойки, верхний конец одной из которых шарнирно связан с качающимся рычагом, а на другой размещены спусковое и регистрирующее устройства, верхнюю и нижнюю опоры испытуемого виброизолятора с опорными ножками, причем рама выполнена в виде балки двутаврового профиля с горизонтальным расположением стенки, качающийся рычаг - в виде балки двутаврового профиля с вертикальным расположением стенки, а груз выполнен в виде набора металлических дисков разной массы, имеется установленный на отдельном основании приводной электродвигатель постоянного тока с регулируемой частотой вращения и связанный с ним нагружающий кулачок-эксцентрик, контактирующий с жестко связанной с качающимся рычагом подшипниковой опорой.
На фиг.1 изображена схема стенда для испытаний виброизоляторов в режиме вынужденных колебаний, на фиг.2 - балка двутаврового профиля качающегося рычага с грузом, на фиг.3 - кронштейн качающегося рычага с осью и подшипниковой опорой, на фиг.4 - формы нагружающего кулачка-эксцентрика.
Стенд для испытаний виброизоляторов в режиме вынужденных колебаний (фиг.1) балку двутаврового профиля рамы 1 с горизонтальным расположением стенки, жестко связанную с рамой 1 установленную на ее конце вертикальную стойку 2, верхний конец которой осью качания 3 шарнирно связан с качающимся рычагом 4, выполненным в виде балки двутаврового профиля с вертикальным расположением стенки, установленный подвижно по всей длине качающегося рычага 4 груз 5, жестко связанную с рамой 1 установленную на ее другом конце вертикальную стойку 6 с размещенными на ней регистрирующим 7 и спусковым 8 устройствами, верхнюю 9 опору испытуемого виброизолятора с опорными ножками 10, нижнюю 11 опору испытуемого виброизолятора с опорными ножками 12, испытуемый виброизолятор 13 и болты 14 крепления рамы 1.
Установленный подвижно по всей длине качающегося рычага 4 груз 5 (фиг.1 и фиг.2) включает в себя набор металлических дисков 15 разного диаметра и разной высоты (а соответственно и разной массы), имеющих центральное отверстие, диаметр которого равен диаметру стягивающего болта 16, нижний конец которого жестко связан с опорой 17 груза 5, в которой выполнены отверстия 18 для ее крепления при помощи крепежа к верхней полке двутаврового профиля балки качающегося рычага 4, на верхнем конце стягивающего болта 16 установлена гайка 19, скрепляющая набор надеваемых на него металлических дисков груза 5.
Нагрузочное устройство стенда для воспроизведения вынужденных колебаний действующей на испытуемый виброизолятор 13 нагрузки включает в себя (фиг.1) установленный на отдельном основании 20 приводной электродвигатель 21 постоянного тока с регулируемой частотой вращения, вал 22 которого через компенсационную муфту 23 связан с установленным в двух подшипниковых опорах 24 и 25 валом 26, на конце которого установлен нагружающий кулачок-эксцентрик 27 (фиг.1, фиг.3 и фиг.4).
С верхней полкой балки двутаврового профиля качающегося рычага 4 неподвижно связан установленный вдоль продольной оси этой полки кронштейн 28, на конце которого помещена ось 29 с установленной на ней подшипниковой опорой 30, с которой контактирует во время испытаний нагружающий кулачок-эксцентрик 27 (фиг.3).
Виброизоляторы в условиях эксплуатации испытывают обычно нагрузки со статической и динамической составляющими. Статическая составляющая - это в большинстве случаев вес подрессориваемого объекта. Динамическая составляющая - это переменные во времени воздействия на подрессориваемый объект, связанные с условиями его функционирования. На предлагаемом стенде обеспечивается возможность воспроизведения как статической, так и динамической составляющих эксплуатационных нагрузочных режимов.
При установке стандартных выпускаемых промышленностью виброизоляторов в подвеску подрессориваемых объектов необходима информация о том, в течение какого срока эксплуатации будет обеспечена нормальная работа виброизоляторов в подвеске при заданных нагрузках и как будут меняться упруго-демпфирующие характеристики виброизоляторов по мере исчерпания этого срока. Такого же рода информация необходима и для вновь спроектированных и изготовленных виброизоляторов. На предлагаемом стенде обеспечивается возможность проведения необходимых для получения такой информации ресурсных испытаний виброизоляторов.
Стенд для испытаний виброизоляторов в режиме вынужденных колебаний работает следующим образом. Между верхней 9 и нижней 11 опорами виброизолятора устанавливается испытуемый виброизолятор 13 (фиг.1). При замкнутом спусковом устройстве 8 на верхнюю полку балки двутаврового профиля качающегося рычага 4 на заданном расстоянии от стойки 2 устанавливается груз 5 заданной массы. Масса груза определяется суммарной массой набора составляющих его металлических дисков. Вес груза 5, приведенный к оси испытуемого виброизолятора 13, должен соответствовать приходящейся на один виброизолятор части веса реального подрессориваемого объекта.
При срабатывании спускового устройства 8 под действием веса груза 5 балка двутаврового профиля качающегося рычага 4 поворачивается относительно оси качания 3 и через скрепленную с ней верхнюю опору 9 испытуемого виброизолятора 13 нагружает виброизолятор (фиг.1). Таким образом обеспечивается действие на испытуемый виброизолятор 13 статической составляющей нагрузки.
На конце вала 26 устанавливается нагружающий кулачок-эксцентрик 27 с определенной формой контактной поверхности, задающей закон нагружения испытуемого виброизолятора 13 при вынужденных колебаниях (фиг.3 и фиг.4). Задается необходимая частота вращения вала электродвигателя 21 постоянного тока (фиг.1), определяющая частоту воспринимаемых испытуемым виброизолятором 13 вынужденных колебаний нагрузки. Таким образом задаются параметры действующей на испытуемый виброизолятор 13 динамической составляющей нагрузки. Приводной электродвигатель 21 постоянного тока приводится во вращение и осуществляются испытания виброизолятора. При этом величина его деформации при нагружении и величина действующего на него в каждый момент времени усилия регистрируются регистрирующим устройством 7 (фиг.1), а основные параметры процесса нагружения записывается на диск ЭВМ. По завершении испытаний аналитический программный пакет ЭВМ по этой записи определяет ресурсные показатели испытуемого виброизолятора 13 и оценивает изменение во времени его виброизолирующих качеств.
На следующем этапе возможно проведение испытаний испытуемого виброизолятора 13 с другими статической и динамической составляющими нагрузки. Для изменения величины статической составляющей изменяется масса груза 5 путем изменения суммарной массы набора составляющих его металлических дисков, или с целью изменения плеча действия нагружающего усилия груз 5 перемещается на заданное расстояние по длине качающегося рычага 4 (фиг.1 и фиг.2) и его опора 16 фиксируется при помощи крепежа на верхней полке двутаврового профиля балки этого рычага. Для изменения параметров динамической составляющей на конец вала 26 устанавливается нагружающий кулачок-эксцентрик 27 с иной формой контактной поверхности (фиг.4), задающей необходимый для этого режима закон нагружения испытуемого виброизолятора 13 при вынужденных колебаниях, и задается определяемая этим режимом частота вращения приводного электродвигателя 21 постоянного тока, определяющая частоту воспринимаемых испытуемым виброизолятором 13 вынужденных колебаний нагрузки.
Таким образом, за счет того, что конструкция стенда позволяет изменять в широких пределах величину действующей на испытуемый виброизолятор статической составляющей нагрузки путем изменения массы груза или плеча действия усилия от его веса, а также изменять параметры динамической составляющей нагрузки путем изменения формы контактной поверхности нагружающего кулачка-эксцентрика и частоты вращения приводного электродвигателя постоянного тока обеспечивается возможность воспроизведения на стенде характерных для условий эксплуатации нагрузочных режимов для проведения ресурсных испытаний виброизоляторов.