СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ВИБРОИЗОЛЯТОРОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ НАГРУЗОК С ОСЕВОЙ И БОКОВОЙ СОСТАВЛЯЮЩИМИ

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 G01M 17/04, опубл. 30.08.76, бюл. №32].
Недостатком известной конструкции стенда для испытаний амортизаторов является то, что конструкция не предусматривает возможности воспроизведения на испытуемый амортизатор имеющих место в эксплуатации нагрузок с осевой и боковой составляющими.
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 G01M 7/02, опубл. 20.05.2011, бюл. №14].
Недостатком известной конструкции стенда для испытаний виброизоляторов является то, что она не предусматривает возможности проведения исследовательских испытаний виброизоляторов, определяющих характер трансформации и передачи на подрессориваемый объект нагрузок с осевой и боковой составляющими.
Задачей полезной модели является создание конструкции стенда для испытаний виброизоляторов, обеспечивающего возможность проведения исследовательских испытаний виброизоляторов, определяющих характер трансформации и передачи на подрессориваемый объект нагрузок с осевой и боковой составляющими.
Технический результат - расширение возможностей осуществления при испытаниях на стенде исследований свойств виброизоляторов, определяющих характер трансформации и передачи на подрессориваемый объект нагрузок с осевой и боковой составляющими.
Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для испытаний виброизоляторов при действии нагрузок с осевой и боковой составляющими, 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 размещено спусковое устройство, верхнюю опору испытуемого виброизолятора, нижнюю опору 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, груз выполнен в виде набора металлических дисков разной массы, имеются две связанные с верхней опорой испытуемого виброизолятора установленные вертикально параллельно друг другу пластинчатые стойки и шарнирно связанная с ними наклонная пластина, при этом высота h пластинчатой стойки, неподвижно связанной с верхней опорой испытуемого виброизолятора, составляет от 5 до 50% высоты H пластинчатой стойки, связанной с верхней опорой испытуемого виброизолятора с возможностью перемещения по ней для изменения углового положения наклонной пластины.
На фиг.1 изображена схема стенда для испытаний виброизоляторов при действии нагрузок с осевой и боковой составляющими, на фиг.2 - балка двутаврового профиля качающегося рычага с грузом, на фиг.3 - схема устройства для нагружения испытуемого виброизолятора нагрузкой с осевой и боковой составляющими, на фиг.4 - схема устройства для нагружения испытуемого виброизолятора нагрузкой с осевой и боковой составляющими, вид сбоку, на фиг.5 - схема устройства для нагружения испытуемого виброизолятора нагрузкой с осевой и боковой составляющими, вид сверху, на фиг.6 - схема устройства для нагружения испытуемого виброизолятора нагрузкой с осевой и боковой составляющими, вид по стрелке А на фиг.3, на фиг 7 - схема расположения тензодатчиков на опорных ножках нижней опоры испытуемого виброизолятора.
Стенд для испытаний виброизоляторов при действии нагрузок с осевой и боковой составляющими (фиг.1) содержит 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 размещенным на ней спусковым устройством 7, верхнюю опору 8 испытуемого виброизолятора с устройством 9 для его нагружения нагрузкой с осевой и боковой составляющими, нижнюю 10 опору испытуемого виброизолятора с опорными ножками 11, испытуемый виброизолятор 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера и болты 13 крепления рамы 1.
Установленный подвижно по всей длине качающегося рычага 4 груз 5 (фиг.1 и фиг.2) включает в себя набор металлических дисков 14 разного диаметра и разной высоты (а соответственно и разной массы), имеющих центральное отверстие, диаметр которого равен диаметру стягивающего болта 15, нижний конец которого жестко связан с опорой 16 груза 5, в которой выполнены отверстия 17 для ее крепления при помощи крепежа к верхней полке двутаврового профиля балки качающегося рычага 4, на верхнем конце стягивающего болта 15 установлена гайка 18, скрепляющая набор надеваемых на него металлических дисков груза 5.
Испытуемый виброизялятор 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера имеет центральное отверстие, в котором размещена шпилька 19, нижний конец которой неподвижно связан с нижней опой 10 испытуемого виброизолятора 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера, а на верхнем конце установлены гайка 20, ограничительная шайба 21 и буферное кольцо 22 из эластомера (фиг.3).
Устройство 9 (фиг.1) для нагружения испытуемого виброизолятора нагрузкой с осевой и боковой составляющими содержит связанные с верхней опорой 8 испытуемого виброизолятора 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера установленные вертикально параллельно друг другу пластинчатые стойки 23 и 24 (фиг.3, фиг.4).
За счет того, что в верхней опоре 8 испытуемого виброизолятора 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера выполнены параллельные прорези 25, в которые входят и имеют возможность фиксироваться на разных расстояниях по длине этих прорезей крепежные болты 26 (фиг.6), обеспечивается возможность изменения места закрепления пластинчатой стойки 23 на верхней опоре 8 испытуемого виброизолятора 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера. Пластинчатая стойка 24 болтами 27 связана с верхней опорой 8 испытуемого виброизолятора 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера без возможности перемещения.
Верхние части пластинчатых стоек 23 и 24 снабжены втулками соответственно 28 и 29, в которых установлены с возможностью поворота концы осей соответственно 30 и 31, средние части которых закреплены без возможности поворота во втулках 32 и 33 наклонной пластины 34 (фиг.3, фиг.4, фиг.5, фиг.6). Таким образом, пластинчатые стойки 23 и 24 шарнирно связаны с наклонной пластиной 34, а пластинчатая стойка 23 может перемещаться по верхней опоре 8 испытуемого виброизолятора 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера для изменения углового положения наклонной пластины 34.
Для исключения во время испытаний контакта наклонной пластины 34 со шпилькой 19 высота h пластинчатой стойки 24 не менее чем в полтора раза превышает суммарную толщину гайки 20, ограничительной шайбы 21 и буферного кольца 22 из эластомера, а для обеспечения необходимого угла установки наклонной пластины 34 она может изменяться в пределах от 5 до 50% высоты Н пластинчатой стойки 23 (фиг.3, фиг.4).
На поверхности нижней полки балки двутаврового профиля качающегося рычага 4, обращенной к испытуемому виброизолятору 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера, установлен соосно испытуемому виброизолятору 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера упор 35 (фиг.1 и фиг.3). Конец упора 35, контактирующий во время испытаний с поверхностью наклонной пластины 34, имеет сферическую форму.
На четырех опорных ножках 11 нижней опоры 10 испытуемого виброизолятора 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера установлены тензодатчики 36 (фиг.7), причем тензодатчики, установленные на двух опорных ножках 11, расположенных ближе к вертикальной стойке 2, включены в одно плечо тензомоста, а тензодатчики, установленные на двух опорных ножках 11, расположенных дальше от вертикальной стойки 2, включены в другое плечо тензомоста.
Виброизоляторы с упруго-демпфирующим элементом из эластомера имеют нелинейные упругие и демпфирующие характеристики, причем для одного и того же виброизолятора эти характеристики при действии осевых и боковых нагрузок могут быть существенно разными. При действии на подобные виброизоляторы нагрузок с осевой и боковой составляющими обычно только экспериментальным путем можно определить, какая часть воздействующих на виброизолятор составляющих этих нагрузок передается им подрессориваемому объекту. Поэтому при использовании виброизоляторов с упруго-демпфирующим элементом из эластомера для подрессоривания элементов какой-либо конструкции предварительно необходимо проведение исследовательских испытаний, позволяющих выявить свойства виброизоляторов, определяющие характер трансформации и передачи на подрессориваемый объект нагрузок с осевой и боковой составляющими. Такие исследовательские испытания могут быть выполнены на описываемом стенде.
Стенд для испытаний виброизоляторов работает следующим образом. Между верхней 8 и нижней 10 опорами виброизолятора устанавливается испытуемый виброизолятор 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера (фиг.1, фиг.3). При замкнутом спусковом устройстве 7 на верхнюю полку балки двутаврового профиля качающегося рычага 4 на заданном расстоянии от вертикальной стойки 2 устанавливается груз 5 заданной массы. Масса груза 5 определяется суммарной массой набора составляющих его металлических дисков. В устройстве 9 для нагружения испытуемого виброизолятора нагрузкой с осевой и боковой составляющими устанавливается заданное угловое положение наклонной пластины 34 за счет перемещения на заданное расстояние пластинчатой стойки 23 и фиксации в параллельных прорезях 25 крепежных болтов 26 (фиг.3, фиг.6). По угловому положению наклонной пластины 34 определяются осевая и боковая составляющие усилия, нагружающего испытуемый виброизолятор 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера.
При срабатывании спускового устройства 7 под действием веса груза 5 балка двутаврового профиля качающегося рычага 4 поворачивается относительно оси качания 3 и через упор 35 и устройство 9 для нагружения испытуемого виброизолятора 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера нагрузкой с осевой и боковой составляющими (фиг.1 и фиг.3) нагружает испытуемый виброизолятор 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера импульсным усилием с осевой и боковой составляющими. Возникающие при этом усилия на опорных ножках 11 нижней опоры 10 испытуемого виброизолятора 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера вызывают разбаланс тензомоста, составленного из тензодатчиков 37 (фиг.7). По величине разбаланса определяются свойства испытуемого виброизолятора 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера, определяющие характер трансформации и передачи на подрессориваемый объект нагрузок с осевой и боковой составляющими.
На следующем этапе испытаний с заданным шагом изменяется выше описанным способом угловое положение наклонной пластины 34 (фиг.3), и исследование повторяется. Таким образом выявляются свойства испытуемого виброизолятора 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера, определяющие характер трансформации и передачи на подрессориваемый объект нагрузок в широком диапазоне соотношения величин их осевой и боковой составляющих.
Стенд позволяет проводить вышеописанные исследовательские испытания при действии на испытуемый виброизолятор 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера разных по величине нагрузок. Для изменения величины нагрузки, действующей на испытуемый виброизолятор 12 с упруго-демпфирующим элементом из эластомера, 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.
Таким образом, за счет того, что конструкция стенда включает в себя устройство для нагружения испытуемого виброизолятора с упруго-демпфирующим элементом из эластомера нагрузкой с осевой и боковой составляющими, позволяющее изменять соотношение осевой и боковой составляющих этой нагрузки, а также за счет того, что конструкцией стенда обеспечивается возможность изменения величины действующего на испытуемый виброизолятор с упруго-демпфирующим элементом из эластомера нагружающего усилия путем изменения суммарной массы набора составляющих груз металлических дисков или изменения плеча действия нагружающего усилия за счет перемещения груза по длине качающегося рычага, стенд позволяет проводить исследовательские испытания виброизоляторов с упруго-демпфирующим элементом из эластомера, определяющие характер трансформации и передачи на подрессориваемый объект нагрузок в широком диапазоне соотношения величин их осевой и боковой составляющих.