ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ОБЪЕКТА ИСПЫТАНИЙ К ПЛАТФОРМЕ СТЕНДА
DEVICE FOR HOLDING TEST OBJECT TO PLATFORM OF STAND

Изобретение относится к устройствам стендов для испытаний на прочность конструкций отсеков космических аппаратов и других летательных аппаратов, и может быть использовано в ракетно-космической и авиационной технике при проведении наземной отработки прочности конструкций.
При проведении наземных прочностных испытаний конструкций на ударных, вибрационных или импульсных стендах существует проблема установки объекта испытаний (ОИ) относительно продольной оси стенда с минимальными поперечными отклонениями для обеспечения необходимой точности воспроизведения приложенных к ОИ нагрузок. Для этого существуют различные приспособления и устройства для крепления ОИ на стендах, позволяющие устанавливать их с требуемой точностью с учетом результатов предварительной (проводимой перед началом испытаний) балансировки ОИ совместно с оснасткой стенда, например основанием для крепления ОИ. В процессе проведения испытаний нередко возникает необходимость изменения положения ОИ на стенде (различные случаи погружения ОИ), что приводит к изменению положения центра масс испытательной сборки на стенде. В этом случае необходимо вновь проведение балансировки ОИ и установка его в новое положение на испытательном стенде, что требует перемонтажа (переустановки) ОИ в данное измененное положение. Тем самым увеличивается время на подготовку и проведение испытаний.
Известны различного рода зажимные устройства, представляющие собой разъединяемые соединения, в которых для зажатия используется винт, действующий на зажимаемую деталь непосредственно или через промежуточную деталь, описанные в книге И.Я. Левина «Справочник конструктора точных приборов», второе издание, М., «Машиностроение», 1964 г., стр.314, 318, фиг.189-192. Здесь же на фиг.194, стр.318 показано устройство соединения передвижной стойки со столом или плитой (платформой), имеющей Т-образные пазы. Недостатком данных конструкций зажимов является обеспечение относительных перемещений соединяемых деталей только в одном направлении. Поэтому при балансировке ОИ и его точной установке на стенде возможно изменение положения ОИ только по одной из координат (по одному направлению).
В результате анализа патентной и научно-технической литературы в качестве прототипа заявленного устройства принято приспособление для крепления ОИ (блока аппаратуры) к платформе стенда, описание которого представлено в книге В.Х. Бегларяна «Механические испытания приборов и аппаратов», М., «Машиностроение», 1980 г., стр.186, 187, рис.76, а.
В известном приспособлении закрепление ОИ осуществляется с помощью накладных прижимных планок, притягиваемых к платформе стенда болтами, головки которых входят в Т-образные пазы, выполненные в платформе.
Недостатком данного приспособления является возможность перемещения ОИ только в одном направлении при его монтаже на стенде. Регулировка положения ОИ (в одном направлении) на стенде осуществляется за счет перемещения крепежных болтов вдоль Т-образных пазов, выполненных в платформе стенда. Поэтому применение аналогичных устройств для крепления ОИ на испытательных стендах позволяет устанавливать ОИ только по одной из двух поперечных координат. При этом выставку ОИ в нужное положение по другой координате осуществляют либо по результатам расчетов (возможны неточности и ошибки), либо установкой балансировочных грузов (дополнительная масса и нагрузка на испытательный стенд), либо специальным креплением платформы с ОИ на стенд со смещением (под каждый ОИ «свое» индивидуальное крепление, отсутствие универсальности крепления различных ОИ). Отмеченный недостаток зажимных устройств и приспособлений является ограничением для применения их в стендах для крепления различных ОИ при подготовке и проведении испытаний.
Задачами (целями) предлагаемого приспособления для крепления ОИ на стенде являются:
- обеспечение возможности установки ОИ в нужное для испытаний положение на стенде по двум координатам без демонтажа ОИ,
- уменьшение времени подготовки ОИ к испытаниям при проведении предварительной балансировки испытательной сборки.
Для достижения поставленных целей (задач) известное приспособления снабжено плоской промежуточной рамой, установленной между основанием и платформой стенда перпендикулярно основанию. Промежуточная рама закреплена на платформе стенда, а между промежуточной рамой и основанием установлены стыковочные накладки с выполненными на них с обеих сторон перекрещивающимися пазами (оси пазов перпендикулярны между собой, но выполнены пазы на разных поверхностях (на верхней и нижней) стыковочной накладки). Каждая стыковочная накладка контактирует соответственно верхним пазом с основанием и нижним пазом с промежуточной рамой. Каждая стыковочная накладка снабжена двумя парами прижимных планок, установленных параллельно пазам стыковочной накладки и закрепленных на ней болтами, при этом одна пара прижимных планок закреплена сверху па стыковочной накладке и взаимодействует (крепит путем прижима основание к стыковочной накладке) с основанием, а другая пара прижимных планок закреплена снизу на стыковочной накладке и взаимодействует (крепит путем прижима стыковочную накладку, а значит и основание с ОИ, к промежуточной раме) с промежуточной рамой.
Следует отметить, что крепление промежуточной рамы на платформе стенда штатное, проводится на постоянные стыковочные отверстия. Также постоянно и стационарно крепятся между собой ОИ с основанием. А установка ОИ на стенд в нужное для испытаний положение осуществляется путем регулировки (изменения) положения основания с ОИ относительно промежуточной платформы с помощью стыковочных накладок и прижимных планок. Данная регулировка (изменение) положения осуществляется путем перемещения основания, на котором установлен и закреплен ОИ, вдоль верхних пазов стыковочных планок, которые в свою очередь могут перемещаться своими нижними пазами относительно промежуточной рамы. А так как основание и промежуточная рама размещены друг над другом и их поперечные оси взаимно перпендикулярны, то тем самым ОИ можно установить в нужное положение в поперечном направлении по двум координатам. Подвижность основания с ОИ относительно промежуточной рамы обеспечивается «ослаблением» (частичным отвинчиванием) болтовых соединении, крепящих прижимные планки к стыковочной накладке в каждом стыковочном узле между основанием и промежуточной рамой. При этом исключается необходимость демонтажа ОИ с основания, что приводит к сокращению времени на подготовку и проведение испытаний.
Особенно это важно при проведении балансировки ОИ перед началом испытаний, т.к. операция балансировки ОИ - трудоемкая операция, требующая многократной переустановки ОИ для того, чтобы центр масс испытательной сборки (в данном случае ОИ + основание) разместить на оси стенда для более точного и корректного воспроизведения испытательных нагрузок. Регулировка положения ОИ при проведении балансировки (перед началом испытаний) легко осуществляется с помощью предложенного приспособления. В процессе проведения балансировки также исключается перемонтаж ОИ.
На фигуре 1 изображено приспособление для крепления ОИ к стенду и его стыковочный узел (выносной элемент I).
На фигуре 2 изображено приспособление для крепления ОИ к стенду и тот же стыковочный узел (выносной элемент I) сбоку (вид А на фигуре 1).
На фигуре 3 представлено приспособление для крепления ОИ к стенду на виде сверху.
На фигуре 4 представлена стыковочная накладка.
На фигуре 5 представлена прижимная планка.
Приспособление для крепления объекта испытаний (ОИ) па стенде состоит из основания 1, на котором закреплен ОИ 2, и промежуточной рамы 3, которая взаимодействует с платформой 4 стенда. Основание 1 и промежуточная рама 3 установлены между собой таким образом, что их поперечные оси взаимно перпендикулярны, но размещаются они друг над другом, т.е. основание 1 и промежуточная рама 3 являются перекрещивающимися конструкциями. Основание 1 и промежуточная рама 3 крепятся между собой с помощью стыковочных узлов 5 (обычно в количестве четырех штук, при необходимости может быть и больше), каждый из которых состоит из стыковочной накладки 6, с обеих сторон которой выполнены перекрещивающиеся пазы: паз 7 на верхней поверхности накладки 6 и паз 8 на нижней поверхности накладки 6, и двух пар прижимных планок 9 (верхняя пара) и 10 (нижняя пара). При этом паз 7 с верхней стороны стыковочной накладки 6 контактирует с основанием 1, а паз 8 с нижней стороны стыковочной накладки 6 контактирует с промежуточной рамой 3. Крепление прижимных планок 9 (верхняя пара) и 10 (нижняя пара) к стыковочной накладке 6 осуществляется с помощью четырех болтов 11, которые одновременно фиксируют (крепят) все четыре прижимные планки 9 и 10 на стыковочной накладке 6. Верхняя пара прижимных планок 9 взаимодействует с основанием 1, нижняя пара прижимных планок 10 - с промежуточной рамой 3. Данное взаимодействие заключаемся в том, что при затяжке болтов крепления 11 прижимные планки 9 (сверху) и 10 (снизу) фиксируют основание 1 с ОИ 2 относительно промежуточной рамы 3.
На прижимных планках 9 и 10 со стороны их крепления к стыковочным накладкам 6 выполнены продольные пазы 12 (см. фигуры 1 и 2, выносной элемент I). Поэтому при затяжке болтов 11, крепящих прижимные планки 9 и 10 к стыковочной накладке 6, за счет появления прогибов планок в пределах упругих деформаций будет обеспечено более прочное и надежное соединение (крепление) стыкуемых сборок путем их взаимного прижатия друг к другу.
Следует отметить, что стыковочные накладки 6 и прижимные планки 9 и 10 в каждом стыковочном узле 5 одинаковы по конструкции и взаимозаменяемы между собой. Глубина пазов 7 и 8, выполненных на стыковочной накладке 6, равна высоте зон стыковки основания 1 и промежуточной рамы 3, а ширина пазов выполнена больше ширины зон стыковки основания 1 и рамы 3 (см. фигуры 1 и 2, выносной элемент I) для обеспечения свободного взаимного перемещения основания 1 вдоль стыковочной накладки 6 и стыковочной накладки 6 относительно промежуточной рамы 3.
С помощью предложенного приспособления ОИ 2 устанавливается на платформе 4 стенда следующим образом.
На платформу стенда 4 предварительно закрепляется промежуточная рама 3 на посадочные места, предусмотренные для данного крепления.
Перед установкой на платформу 4 испытательного стенда проводится балансировка сборки, состоящей из основания 1 и ОИ 2, и определяется ее положение центра масс. В процессе балансировки регулируется положение сборки путем перемещения стыковочных накладок 6 и прижимных планок 9 и 10 на балансировочном стенде.
После определения координат центра масс испытательной сборки (основания 1 и ОИ 2) она устанавливается на испытательный стенд путем перемещения стыковочных накладок 6 относительно (вдоль) промежуточной рамы 3 и основания 1 с закрепленным на нем ОИ 2 относительно стыковочных накладок 6 в такое положение, чтобы центр масс сборки (основание + ОИ) совпадал с осью стенда (находился на оси стенда). Выставив в нужное положение испытательную сборку, производят ее крепление на промежуточной раме 3 путем затяжки крепежных болтов 11 к стыковочной накладке 6 в каждом стыковочном узле 5 с обеспечением одновременного контакта (прижима) прижимных планок 9 и 10 к основанию 1 и промежуточной раме 3. После проведения данной операции положение ОИ 2 на промежуточной раме 3 становится зафиксированным, а сам ОИ 2 подготовленным к проведению испытаний. Установленная на стенд таким образом сборка (предварительно отбалансированная) обеспечивает приложение испытательных нагрузок к ОИ 2, проходящих через его центр масс.
Следует отметить, что испытательная сборка (основание 1 и ОИ 2) может непосредственно (без промежуточной рамы 3) крепиться с помощью стыковочных узлов 5 к платформе 4 стенда, если это позволяет конструкция платформы 4. Для этого платформа 4 должна иметь посадочные места для стыковки с основанием 1, конструктивно аналогичные стыковочным зонам промежуточной рамы 3 с основанием 1.
Удобство применения предложенного приспособления заключается в том, что при проведении балансировочных работ по определению положения центра масс испытательной сборки и при установке ее на испытательный стенд не разбирается стык «ОИ - основание» и не демонтируется ОИ с основания, что исключает возможность его повреждения при проведении данных работ.
Предложенное приспособление для крепления ОИ на стенде по сравнению с прототипом обладает существенными отличиями и позволяет провести балансировку испытательной сборки без демонтажа ОИ, выставив его в нужное положение одновременно по двум координатам на платформе испытательного стенда для обеспечения необходимой точности приложения испытательных нагрузок, а также позволяет значительно уменьшить время подготовки ОИ к проведению испытаний.