ВИБРОСТЕНД ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ ОТ ВИБРАЦИЙ

Полезная модель относится к электродинамическим вибростендам и может быть использована в учебном процессе для исследования влияния жесткости системы плоскостного типа на характер вибрации в условиях внешних вибрационных воздействий.
Из предшествующего уровня техники известен вибростенд [Патент ПМ №15609, G01M 7/06. Вибростенд / Рогов В.А. - Опубл.: 27.10.2000. Бюл. №30], содержащий плиту, на которой установлен подвижный стол, жестко соединенный с механизмом перемещения по взаимно перпендикулярным осям в горизонтальной плоскости и опирающийся на плиту через демпфированные подшипники качения поступательного движения, каждый из которых состоит из основания, установленного на плите, сепаратора с шариками и средства центрирования сепаратора, отличающийся тем, что плита установлена на колоннах, механизм перемещения стола закреплен на плите, а средство центрирования сепаратора выполнено в виде волнообразно изогнутой пружинной ленты, размещенной на основании вокруг сепаратора.
Известен также аналогичный вибростенд [Патент ПМ №17731, G01M 17/06. Вибростенд / Рогов В.А. - Опубл.: 20.04.2001, Бюл. №11], содержащий коробчатую станину, расположенную на станине верхнюю плиту, на которой установлен подвижный стол, опирающийся на плиту через демпфированные подшипники качения поступательного движения, механизм перемещения стола по двум взаимно перпендикулярным осям в горизонтальной плоскости, включающий направляющие и пневмоцилиндр для каждой оси перемещения, при этом механизм перемещения стола закреплен на плите, а плита соединена с одной из стенок коробчатой станины посредством шарнира.
Оба стенда предназначены для испытания транспортных средств, а именно - для определения люфтов подвески автомобиля.
Известен вибростенд [Патент РФ №2441213 G01M 7/06. Вибростенд / Глушков В.Ф. - Опубл.: 27.01.2012, Бюл. №3], содержащий корпус, рабочую горизонтальную платформу, возбудители виброперемещений и электрическую систему управления. Корпус выполнен в виде стакана, в котором выше уровня дна стакана выполнено не менее двух цилиндрических каналов, а в них расположены возбудители виброперемещений в виде индукторов с плунжерами. Рабочая горизонтальная платформа выполнена в виде полой цилиндрической фигуры, содержащей стол с элементами крепления, основание и соединяющий их гофрированный металлический элемент. В основании выполнены каналы для перемещения плунжеров, соосные с каналами дна стакана, а также отверстие, соединяющее внутренний объем полой цилиндрической фигуры, заполненный рабочей жидкостью, с указанными каналами. Стенд предназначен для испытания изделий, обладающих высокой чувствительностью к воздействию магнитного поля, преимущественно магнитометрической и радиоэлектронной аппаратуры.
Недостатком всех указанных стендов с точки зрения заявленной области применения является то, что они относятся к типу объектов специфического назначения, что затрудняет их использование в учебном процессе для изучения влияния изменения жесткости системы плоскостного типа на характер вибрации.
Задача, на решение которой направлено заявленное устройство, заключается в расширении арсенала технических средств в данной области и обеспечении возможности изучения влияния жесткости конструкции пластинчатого типа на параметры вибрации
Поставленная цель достигается за счет того, что вибростенд включает основание с установленными опорными узлами, в которых осуществляется фиксация испытуемой стальной пластины, причем конструкция опорных узлов обеспечивает жесткое защемление соответствующей стороны пластины, ее свободное опирание или отсутствие фиксации, закрепленный на основании под испытуемой пластиной электромагнит, подключенный к генератору низких частот, виброметр и соединенный с ним вибродатчик, закрепленный на поверхности испытуемой пластины.
Дополнительно, опорные узлы представляют собой две фиксирующие пластины, между которыми фиксируется испытуемая пластина, устанавливаемые на раму посредством резьбовой шпильки, закрепленной в основании, и отверстия в фиксирующих пластинах, при этом фиксирующие пластины на обращенных друг к другу поверхностях имеют два вида профиля, совместное использование которых позволяет обеспечить жесткое защемление или свободное опирание испытуемой пластины, причем крепление фиксирующих пластин осуществляется гайкой, наворачиваемой на резьбовую шпильку, а отсутствие фиксирующих пластин с какой-либо стороны испытуемой пластины обеспечивает свободное незафиксированное состояние данной стороны испытуемой пластины.
Дополнительно, испытуемая пластина выполнена из магнитного материала.
Дополнительно, испытуемая пластина выполнена из немагнитного материала, при этом крепление вибродатчика на испытуемую пластину осуществляется винтом из магнитного материала, а вибродатчик располагается над местом размещения электромагнита.
Дополнительно, испытуемая пластина выполнена из немагнитного материала, при этом на испытуемой пластине в районе, соответствующем месту установки электромагнита, закрепляется элемент из магнитного материала.
Дополнительно, элемент из магнитного материала выполнен в виде штока и является сердечником электромагнита.
На фиг. 1 представлена схема вибростенда на фиг. 2 - опорные узлы. На фиг. 3 - показана установка вибродатчика на испытуемую пластину, на фиг. 4 - размещение плоской металлической пластины на испытуемой пластине, на фиг. 5 - показано размещение на испытуемой пластине сердечника электромагнита.
Вибростенд состоит из испытуемой пластины 1, генератора сигналов 2, электромагнита 3, основания 4, вибродатчика 5 и виброметра 6. Опорный узел 7 состоит из двух поворотных пластин 8, шпильки 9 и гайки 10. Шпилька 9 жестко зафиксирована в основании 4.
Вибродатчик 5 может быть закреплен на испытуемой пластине 1 винтом 11. Элемент из магнитного материала в виде сердечника 12 электромагнита 3 может закрепляться на испытуемой пластине 1 с помощью винта 13. На испытуемой пластине 1 дополнительно может размещаться элемент 14 из магнитного материала.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение возможности исследования влияния жесткости системы плоскостного типа на характер вибрации при наличии внешних вибрационных воздействий в условиях учебного процесса.
В основу структуры стенда положен метод изменения жесткости конструкции исследуемого элемента.
Устройство работает следующим образом. Сигнал с генератора 2 подается на электромагнит 3, который формирует переменное электромагнитное поле, в зону действия которого попадает испытуемая пластина 1. Благодаря фиксации испытуемой пластины 1 в опорных узлах 7, установленных на основании 4, переменное электромагнитное поле обеспечивает вынужденные вибрационные колебания испытуемой пластины 1 с частотой работы генератора 2.
Установленный на пластине 1 вибродатчик 6 преобразует вибрационные колебания пластины 1 в электрический сигнал, который поступает на вход виброметра 6.
При повороте пластин 7 на 180° (в горизонтальной плоскости) меняются условия закрепления. Например, при закреплении по рис. 4, а - имеем жесткое защемление, а при закреплении по рис. 4, б - вариант, соответствующий шарнирному (свободному) опиранию.
При отсутствии закрепления по какой-либо из сторон пластины опоры на раму (по этой стороне пластины) не устанавливаются.
Форма пластин 8, входящих в опорные узлы 7, повороте пластин на 180° (в горизонтальной плоскости), позволяет изменять условия закрепления испытуемой пластины 1. Например, при установке по варианту фиг. 2, а обеспечивается зажатие испытуемой пластины 1 по всей плоскости края пластины, что моделирует вариант жесткого защемления. При установке по варианту фиг. 2, б обеспечивается зажатие испытуемой пластины 1 по всей длине края узкими выступами пластины 8, что моделирует более свободное состояние края пластины 1, обозначаемое как свободное опирание. В обоих вариантах пластины 8 устанавливаются на основание 4 с помощью шпильки 9 и фиксируют испытуемую пластины 1 посредством гайки 10.
При отсутствии закрепления по какой-либо из сторон испытуемой пластины 1 опорные пластины 8 на шпильку (по этой стороне пластины 1) не устанавливаются.
В случае применения испытуемой пластины 1 из немагнитного материала вибродатчик 5 крепится на пластину 1 с помощью винта 11, выполненного из магнитного материала. Установка датчика 5 на пластину 1 производится в зоне над сердечником электромагнита 3. При создании электромагнитом 3 переменного электромагнитного поля в зоне его действия оказывается винт 11, что и приводит к колебаниям всей системы, состоящей из пластины 1, вибродатчика 5 и винта 11.
При использовании испытуемой пластины 1 из немагнитного материала, функции элемента, обеспечивающего колебания пластины 1, может выполнять небольшая пластина 14, выполненная из магнитного материала, закрепленная на пластине 1 таким образом, чтобы она находилась над сердечником электромагнита 3.
При закреплении сердечника 12 электромагнита 12 на испытуемой пластине 1 его фиксация осуществляется винтом 13. Расположение сердечника 12 должно строго соответствовать расположению электромагнита 3 на основании 4, таким образом, чтобы при установке испытуемой пластины 1 в опорных узлах 7 сердечник входил внутрь электромагнита и мог совершать возвратно-поступательные движения без трения о внутренние стенки отверстия катушки электромагнита 3.
Изменение амплитуды и частоты вибрации испытуемой пластины 1 осуществляют изменением амплитуды и частоты сигнала на выходе генератора сигналов 2.
Оценку изменения параметров вибрации испытуемой пластины 1 при различных вариантах фиксации ее в опорных узлах 7 осуществляют по показаниям виброметра 6.
Источники информации
1. Патент ПМ №15609, G01M 7/06. Вибростенд / Рогов В.А. - Опубл.: 27.10.2000. Бюл. №30
2. Патент ПМ №17731, G01M 17/06. Вибростенд / Рогов В.А. - Опубл.: 20.04.2001, Бюл. №11
3. Патент РФ №2441213 G01M 7/06. Вибростенд / Глушков В.Ф. - Опубл.: 27.01.2012, Бюл. №3.