Элемент подвеса выходного звена вибратора

Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована для вибрационных испытаний различных изделий.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является подвес выходного звена вибратора, взятый в качестве прототипа (Вибратор типа MZV-1 10W. Описание и инструкция по обслуживанию для электродинамического вибрационного испытательного стенда силой тяги 10 т, типа ВЭДС-10000т. - «Элин-Унион», г. Вена, Австрия, 1.12.1980. - 160 с.), выполненный из 8 упругих элементов, радиально расположенных на станине стенда. Упругие элементы, расположенные на расстоянии друг от друга по оси подвижной системы, удерживают последнюю в центре зазора, обеспечивая при этом подпружиненный осевой ход. Такая конструкция жестко сопротивляется поперечному поступательному перемещению и любым вращениям. Подвес является амортизирующей системой с низким значением собственной частоты, удерживающей вес ненагруженной подвижной системы и обеспечивающий перемещения вибратора на ограниченное расстояние в продольном направлении соосно корпуса вибростенда. Каждый элемент представляет комплект, состоящий из двух горизонтальных пружин, двух вертикальных пружин, соединительной и монтажной планок. Монтажная планка каждого упругого элемента жестко соединена со станиной стенда, а горизонтальные пружины с подвижным вибратором. Каждая пружина состоит из склеенных между собой эластичным клеем стальных и резиновых пластин, обеспечивая заданную жесткость всего подвеса.
Недостаток такого решения заключается в применении в пружинах материалов, склонных к раннему старению, таких как резина и клеевой состав. Основными факторами, ухудшающими свойства данных материалов, являются высокие динамические нагрузки, воздействие электромагнитного поля, температура и т.д. Также, дефекты типа отслоения, образующиеся в результате действия эксплуатационных нагрузок, могут существенно влиять на прочность и жесткость сталерезиновых пластин и соответственно на работу стенда в целом.
Техническая задача направлена на создание элемента упругого подвеса выходного звена вибратора с требуемыми характеристиками, в котором материал пружин не подвержен старению, снижающего его рабочий ресурс.
Технический результат направлен на устранение усталостного разрушения за счет изменения материалов в пружинах.
Технический результат достигается тем, что элемент подвеса выходного звена вибратора состоит из двух горизонтальных пружин, выполненных с возможностью возвратно-поступательного перемещения, двух вертикальных пружин, соединительной и монтажной планок, при этом монтажная планка выполнена с возможностью жесткого соединения к станине стенда, а горизонтальные пружины выполнены с возможностью жесткого соединения с подвижным вибратором, согласно полезной модели, каждая пружина выполнена из монолитного композитного материала типа углепластика с тканевой структурой.
Сущность заявляемого технического решения поясняется графическим материалом, где
на фиг. 1 - представлен упругий элемент подвеса выходного звена вибратора в сборе;
на фиг. 2 - схема испытаний упругого подвеса, а именно схема нагружения (прерывистая линия) и действительная схема работы (сплошная линия).
Для решения поставленной задачи в каждом упругом элементе, содержащем две горизонтальные пружины 1, две вертикальные пружины 2, соединительную планку 3 и монтажную планку 4, монтажная планка 4 каждого упругого элемента жестко соединена со станиной стенда посредством болтового соединения, а пружины 1 с подвижным вибратором также посредством жесткого болтового соединения (на фиг. 1 стенд не показан).
Работа упругого подвеса в составе вибростенда осуществляется следующим образом.
При возвратно-поступательном движении вибростола с заданной амплитудой горизонтальные пружины 1 испытывают преимущественно изгибные деформации, что позволяет тратить меньшие усилия на перемещение вибростола и, как следствие, получать более высокие энергетические характеристики привода вибростенда. Вертикальные пружины 2 обеспечивают возможность снижения продольных усилий в пружинах 1 при больших перемещениях стола вибростенда. Выполнение пружин 1 и 2 монолитными из материала типа углепластика с тканевой структурой позволяет достичь требуемых характеристик, повысить долговечность работы упругого подвеса, увеличить ресурс и надежность конструкции, упростить технологию изготовления.
В целях подтверждения осуществимости заявляемого объекта и достижения технического результата были проведены испытания элемента подвеса. Приложение нагрузки осуществлено на испытательной машине INSTRON 5900R. Для определения жесткости максимальное перемещение составило U=10 мм, при этом максимальное усилие было P=380 Н.
Схема испытаний - консольная балка представлена на фиг. 2 (защемление и нагрузка на конце, разрешен поворот сечения).
Полученное техническое решение (применение слоистого углепластика вместо резино-металлических пластин) себя оправдало, так как требовалось получить жесткость С=600 кгс/см, а получено С=608 кгс/см. Погрешность около 1%.
Таким образом, данная конструкция элемента упругого подвеса выходного звена вибратора позволяет бороться с усталостным разрушением путем исключения материала пластин с низкими эксплуатационными характеристиками.
После проведения анализа полученных данных был разработан и изготовлен упругий подвес выходного звена вибратора с упругим элементом из материала типа углепластика с тканевой структурой. Испытания опытного образца показали осуществимость заявляемого технического решения и его практическую ценность.