Вибростенд одноосевой гидравлический
SINGLE-AXIS HYDRAULIC VIBRATING BENCH

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания узлов и агрегатов изделий авиационной и автомобильной промышленности.
Известен вибростенд испытательный электрогидравлический (RU 2393448 С2, МПК G01M 7/02, опубл. 27.06.2010), содержащий исполнительный цилиндр со штоком, образующим две гидравлические полости, стол с датчиками смещения и ускорения, насосную установку, гидравлический аккумулятор, блок управления, блок измерений, линии связей агрегатов и блоков гидравлических и электрических. Каждая из двух равных по площади гидравлических полостей исполнительного цилиндра снабжена электрогидравлическим сервоклапаном при минимальной длине соединительных каналов.
К недостаткам этого устройства относится возможность создания только однокомпонентной вибрации, что делает его узконаправленным устройством.
Наиболее близким аналогом является вибростенд испытательный (патент RU 2248548 С1, МПК G01M 7/06, опубл. 20.03.2005 г.), содержащий основание, рабочую горизонтальную платформу, опоры, возбудители виброперемещений, систему гидроприводов и электрическую систему управления и измерения с датчиками измерения перемещения и ускорения. Стенд снабжен жесткой рамой, параллельной рабочей платформе, и Г-образными жесткими рычагами, средние точки которых шарнирно закреплены на основании, горизонтальные плечи рычагов соединены жесткими опорами с рабочей платформой, а вертикальные плечи соединены шарнирно с жесткой рамой, связанной шарнирно с возбудителем виброперемещений, все кинематические звенья выполнены из стали, что позволяет повысить равномерность распределения вибраций.
Недостатком этого устройства является сложность изготовления конструкции и большое количество деталей, что повышает вероятность выхода из строя всего вибростенда. Также вибростенд имеет массивное основание, что лишает его достаточной мобильности.
Этих недостатков лишен заявляемый вибростенд одноосевой гидравлический, имеющий в основе конструкции кулисно-рычажный четырехзвенный прямолинейно-направляющий конхоидальный механизм, а также один переставляемый гидроцилиндр для возбуждения горизонтальных и вертикальных вибраций.
Задачей изобретения является создание новой конструкции вибростенда с улучшенными характеристиками и низкой стоимостью.
Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства, повышении мобильности и обеспечении равномерности распределения параметров вибрации, сохраняя его универсальность.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в вибростенде, включающем основание, вибростол для перемещений в горизонтальной плоскости, силовую опору, возбудитель виброперемещений, систему управления и измерения с датчиками измерения перемещения и ускорения, вибростол для перемещений в горизонтальной плоскости закреплен в силовой опоре, установленной на основании, образуя силовую металлическую конструкцию, дополнительно содержащую четыре кулисно-рычажных четырехзвенных прямолинейно-направляющих конхоидальный механизма, каждый из которых состоит из жесткого рычага и подвижного штока, причем один край рычага шарнирно закреплен в нижней части силовой опор, а другой соединен с подвижным штоком в средней его части, а сам шток одним краем подвижно закреплен в верхней части силовой опоры, а другим жестко соединен с вибростолом для перемещений в горизонтальной плоскости, при этом вибростенд дополнительно снабжен вибростолом для перемещений в вертикальной плоскости, а в качестве возбудителя виброперемещений служит один гидроцилиндр, установленный на основании с возможностью смены рабочего положения и возможностью подсоединения к одному из двух вибростолов.
Использование в основе данной конструкции кулисно-рычажного четырехзвенного прямолинейно-направляющего конхоидального механизма позволяет существенно снизить вес вибростенда и повысить его мобильность. Вес стола и испытуемого объекта воспринимает система из четырех жестких рычагов, совершающих маятниковые движения, поэтому также пропадает необходимость в шлифованной гранитной плите, базе и системе подачи масла. А это принципиально снижает стоимость изделия, стоимость эксплуатации и ремонта, требование к условиям эксплуатации и размещению, требования к квалификации обслуживающего персонала, сложность и технологичность установки, массу основания.
Кроме того, благодаря тому, что в заявляемом вибростенде все кинематические звенья, обеспечивающие перемещения горизонтального стола или фиксацию его в неподвижном положении, выполнены из металла (стали), многократно повышается равномерность распределения параметров вибрации (перемещения и ускорения) по всей рабочей поверхности. Применение же в системе возбуждения вертикальных вибраций одного гидроцилиндра также снижает неравномерность значений параметров вибраций в разных точках площади основания.
Использование двух вибростолов позволяет попеременно работать в режиме двухкомпонентной вибрации: горизонтальной и вертикальной. Таким образом сохраняется универсальность вибростенда и упрощается его конструкция за счет отсутствия сложных и дорогих систем возбудителей виброперемещений.
Работа устройства характеризуется следующими чертежами:
- на фиг. 1 изображен вибростенд одноосевой гидравлический в горизонтальном положении;
- на фиг. 2 изображен вибростенд одноосевой гидравлический в вертикальном положении;
- на фиг. 3 изображен механизм горизонтального перемещения;
- на фиг. 4 изображен общий вид вибростенда с механизмом горизонтального перемещения.
Основными составными частями вибростенда являются основание 1, возбудитель перемещений в виде гидроцилиндра 2, шток 3, вибростолы 4 и 5, кронштейн 6 для установки гидроцилиндра в горизонтальное положение, опорный кронштейн 7, съемное ухо 8 гидроцилиндра 2, вилка 9 вибростола 5 и силовая опора 10. Опора 10 жестко закреплена на основании 1. На опоре 10 установлено четыре кулисно-рычажных четырехзвенных прямолинейно-направляющих конхоидальных механизма. Каждый механизм состоит из жесткого рычага 11 и штока 12. Один край рычага 11 шарнирно закреплен в нижней части силовой опоры 10, а другой соединен с подвижным штоком 12 в средней его части. Один край штока 12 подвижно закреплен в верхней части силовой опоры 10, а другой жестко соединен с вибростолом 5. Весь силовой каркас вибростенда выполнен из металла (стали).
Заявляемый вибростенд одноосевой гидравлический работает следующим образом.
Работа в горизонтальном исполнении.
На основание 1 монтируется кронштейн 6 крепления гидроцилиндра 2. Гидроцилиндр 2 устанавливается горизонтально на кронштейн 6 крепления гидроцилиндра и опорный кронштейн 7. На шток 3 монтируется ухо 8 гидроцилиндра и подсоединяется к вилке 9 вибростола 5 для перемещений в горизонтальной плоскости. Испытуемый объект крепится на столе 5, установленном в опоре 10 с кулисно-рычажными четырехзвенными прямолинейно-направляющими конхоидальными механизмами. Движение горизонтального вибростола 5 обеспечивается механизмом с шарнирно-соединенными звеньями, первое звено (АВ), в виде жесткого рычага И, одним краем закреплено шарнирно на силовой опоре 10, а другим присоединено, на расстоянии равном длине этого звена, ко второму звену (ЕС) в виде подвижного штока 12. Таким образом, звено АВ=ЕВ, АС=2АВ, а прямая q-q, по которой и происходят перемещения, соответствует размещению вибростола 5. При включенной насосной станции рабочая жидкость поступает в гидроцилиндр 2, который приводит в движение стол 5 за счет кулисно-рычажного четырехзвенного прямолинейно-направляющего конхоидального механизма. Поддержание и измерение параметров вибрации осуществляется системой управления и измерения с датчиками измерения перемещения и ускорения.
Работа в вертикальном исполнении.
Гидроцилиндр устанавливается вертикально на основание 1. На шток 3 монтируется вибростол 4 для перемещений в вертикальной плоскости. Испытуемый объект крепится на столе 4. При включенной насосной установке рабочая жидкость (минеральное масло) поступает в гидроцилиндр 2, происходит перемещение штока 3, а с ним и стола, с закрепленным на нем объектом. Поддержание и измерение параметров вибрации осуществляется системой управления и измерения с датчиками измерения перемещения и ускорения.