Рекомендации по размещению вибростендов. Фундамент для вибростенда

Вибростенд

Изобретение относится к испытательной технике. Вибростенд состоит из фундамента с основанием, подвижной системы, соединенной с основанием посредством направляющих прямолинейного движения, стойки и плоской пружины, прикрепленных к фундаменту вертикально. Винт натяжения плоской пружины, соединенный со стойкой. Наконечник прикреплен слева к плоской пружине посредством первого шарнира. Два зажима соединены через штифты с винтом натяжения плоской пружины и с наконечником. Пластинчатая цилиндрическая разрезная пружина охватывает зажимы. Спусковой винт с коническим наконечником установлен внутри винта натяжения плоской пружины. Пластина прикреплена справа к плоской пружине с помощью второго шарнира. Кронштейн закреплен на подвижной системе и соприкасается с пластиной. Два колеса установлены на винте натяжения плоской пружины и на спусковом винте. Пластина гидравлического демпфера установлена на основании параллельно направляющим прямолинейного движения, выполненным в виде четырех пластин, установленных горизонтально на основании. Два резиновых ограничителя вертикально расположены, первый установлен между основанием и плоской пружиной, а второй между подвижной системой и основанием. Трехкомпонентный акселерометр расположен на подвижной системе так, что две его измерительные оси расположены в плоскости горизонта, а третья направлена вертикально. Восемь шарикоподшипников установлены на подвижной системе. Две цилиндрические пружины растяжения расположены симметрично относительно плоской пружины и соединены своими концами с подвижной системой и стойкой соответственно. Технический результат: повышение точности испытаний. 4 ил.

Изобретение относится к виброиспытательной технике, а именно к вибростендам для испытания сейсмической аппаратуры в диапазоне частот от 1 до 40 Гц.

Известен вибростенд (см. Авторское свидетельство СССР, №169842, кл. G 01 М 7/00), создающий сейсмические колебания, содержащий подвижную систему, установленную на упругих направляющих, датчик скорости, подвижная часть которого закреплена на подвижной системе, а статор - на корпусе вибростенда; выход датчика скорости через усилитель соединен с входом магнитоэлектрического или электромагнитного возбудителя колебаний. Возбуждение колебаний в таком вибростенде осуществляется за счет положительной обратной связи, содержащей датчик скорости, усилитель и возбудитель колебаний. Этот вибростенд создает синусоидальные колебания на частоте собственных колебаний системы «упругие направляющие - подвижная система» и не может воспроизводить сейсмические импульсы сложной формы типа импульса Берлаге

где V(t) - воспроизводимая скорость сейсмического импульса; V0 - максимальное значение скорости; ζ - коэффициент затухания сейсмического импульса; w0 - преобладающая частота сейсмических колебаний.

Кроме того, этот вибростенд из-за ограниченной амплитуды перемещений возбудителей колебаний, не превышающей (10÷20) мм, не может создавать сейсмические импульсы с амплитудой колебаний до (100÷200) мм при скорости до 50 м/с.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вибростенд (см. Круглов Ю.А., Туманов Ю.А. Ударовиброзащита машин, оборудования и аппаратуры. Л., Машиностроение, 1986, стр.150÷154), содержащий фундамент с основанием, подвижную систему, соединенную с основанием посредством направляющих прямолинейного движения; установленные на подвижной системе испытуемый сейсмодатчик и импульсный силовозбудитель, состоящий из порохового газогенератора и отстреливаемого баластного груза.

Параметры воспроизводимого таким стендом сейсмического импульса определяются размером порохового заряда и скоростью его горения. В сравнении с указанным выше данный вибростенд создает необходимые скорости и амплитуды сейсмических колебаний.

Недостаток прототипа заключается в сложности регулирования параметров создаваемого сейсмического импульса, обеспечиваемого посредством изменения скорости горения порохового заряда, что приводит к понижению точности воспроизведения сейсмического импульса. Кроме того, такой вибростенд не может воспроизводить сейсмические импульсы с разнополярной скоростью, так как пороговый заряд создает силу, направленную в одном направлении.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является повышение точности воспроизведения сейсмического импульса.

Технический результат достигается тем, что в вибростенд, содержащий фундамент с основанием, подвижную систему, соединенную с основанием посредством направляющих прямолинейного движения, введены: стойка и плоская пружина, прикрепленные к фундаменту вертикально слева от основания; винт натяжения плоской пружины, соединенный со стойкой посредством резьбового соединения; наконечник, прикрепленный слева к плоской пружине посредством первого шарнира; два зажима, соединенные через штифты с винтом натяжения плоской пружины и с наконечником; пластинчатая цилиндрическая разрезная пружина, охватывающая зажимы; спусковой винт с коническим наконечником, установленный посредством резьбового соединения внутри винта натяжения плоской пружины; пластина, прикрепленная справа к плоской пружине с помощью второго шарнира; кронштейн, закрепленный на подвижной системе и соприкасающийся с пластиной; два колеса, установленные соответственно на винте натяжения плоской пружины и на спусковом винте; пластина гидравлического демпфера, установленная на основании параллельно направляющим прямолинейного движения, выполненным в виде четырех пластин, установленных горизонтально на основании; два вертикально расположенных резиновых ограничителя, первый из которых установлен между основанием и плоской пружиной, а второй между подвижной системой и основанием; трехкомпонентный акселерометр, расположенный на подвижной системе так, что две его измерительные оси расположены в плоскости горизонта, а третья направлена вертикально; восемь шарикоподшипников, установленных на подвижной системе; две цилиндрические пружины растяжения, расположенные симметрично относительно плоской пружины и соединенные своими концами с подвижной системой и стойкой соответственно.

На фиг.1 показан общий вид вибростенда; на фиг.2 изображена конструкция механизма натяжения плоской пружины; на фиг.3 представлен чертеж подвижной системы, направляющих и гидравлического демпфера; на фиг.4 показан вид сверху на конструкцию присоединения плоской пружины к винту ее натяжения и к подвижной системе вибростенда.

Вибростенд содержит: фундамент 1; основание 2; четыре пластины направляющих прямолинейного движения 3; подвижную систему 4; испытуемый сейсмодатчик 5; восемь шарикоподшипников 6; трехкомпонентный акселерометр 7; плоскую пружину 8; винт 9 крепления плоской пружины к фундаменту; пластину 10; первый шарнир 11; наконечник 12; винт 13 натяжения плоской пружины; стойку 14; два зажима 15; пластинчатую цилиндрическую разрезную пружину 16; колесо 17 винта натяжения плоской пружины; колесо 18 спускового винта; спусковой винт 19; два резиновых ограничителя 20; пластину гидравлического демпфера 21; винты 22 регулирования зазора гидравлического демпфера; две цилиндрические пружины растяжения 23; штифты 24, 25; ось 26 первого шарнира; второй шарнир 27; кронштейн 28.

Основание 2 жестко устанавливается на фундамент 1. К фундаменту 1 крепятся также стойка 14 и плоская пружина 8. При этом плоская пружина 8 может отсоединяться от фундамента 1 с помощью винта 9 и заменяться другой, например, имеющей меньшую толщину. В стойку 14 ввернут винт 13 натяжения плоской пружины 8. Внутри винта 13 помещен на резьбе спусковой винт 19. На правом конце винта 13 установлены на штифтах 24 и 25 два зажима 15, которые обжаты по внешнему диаметру плоской цилиндрической разрезной пружиной 16. Справа к плоской пластине 8 посредством первого шарнира 11 через ось 26 прикреплена пластина 10, а слева с помощью второго шарнира 27 к плоской пластине 8 прикреплен наконечник 12. Плоская пружина 8 крепится к фундаменту 1 с помощью винта 9. Слева к винтам 13 и 19 прикреплены колеса 17 и 18, посредством вращения которых винты перемещаются либо влево, либо вправо. На основании 2 горизонтально установлены четыре пластины направляющих прямолинейного движения 3, по которым посредством восьми шарикоподшипников 6 перемещается подвижная система 4. Между нижней плоской поверхностью подвижной системы 4 и пластиной гидравлического демпфера 21 размещена густая смазка, обеспечивающая демпфирование колебаний подвижной системы 4 относительно основания 2. Винты 22 регулируют зазор между гидравлическим демпфером 21 и подвижной системой 4. Две цилиндрические пружины растяжения 23 прижимают подвижную систему 4 к пластине 10, а резиновые ограничители 20 ограничивают ход подвижной системы 4. Кронштейн 28 прикреплен к подвижной системе 4 и прижимается к пластине 10 усилиями, действующими со стороны пружин 23.

Вибростенд работает следующим образом. На подвижную систему 4 устанавливается испытуемый сейсмодатчик 5. В центре масс подвижной системы 4 устанавливаются также трехкомпонентный акселерометр 7 для измерения ускорения и скорости ее движения. При этом одна измерительная ось акселерометра направлена по оси движения подвижной системы и расположена в плоскости горизонта; вторая измерительная ось расположена в плоскости горизонта перпендикулярно первой измерительной оси, а третья направлена вертикально. Перемещение подвижной системы 4 по направляющим 3 осуществляется с помощью шарикоподшипников, как это показано на фиг.2. Перед началом испытаний подвижная система 4 вместе с плоской пружиной 8 отводится в крайнее левое положение с помощью винта 13 и колеса 17. Для отпускания пружины 8 используется винт 19 с колесом 18, вращение которого вправо позволяет разжать зажимы 15 и освободить наконечник 12, прикрепленный к пружине 8 посредством цилиндрического шарнира 27. После освобождения пружины 8 подвижная система 4 под действием силы от упругих деформаций пружины 8 начинает ускоренно двигаться вправо. При соприкосновении пружины 8 с упругим резиновым ограничителем 20 подвижная система 4 отрывается от пружины 8 и продолжает двигаться по инерции. При этом на нее помимо инерции действуют сила вязкого сопротивления движению от гидравлического демпфера, образованного пластиной 21, закрепленной на основании 2, и дном подвижной системы 4, а также сила натяжения пружин 23, показанных на фиг.3. В результате подвижная система 4 возвращается в исходное состояние и вновь прижимается к плоской пружине 8. Таким образом процесс воспроизведения сейсмического импульса заканчивается.

Движение подвижной системы 4 после освобождения плоской пружины 8 характеризуется дифференциальным уравнением (2) при начальных условиях y(0)=y0=Amax; y'(0)=0.

где Спл - коэффициент линейной жесткости плоской пружины 8; mпс - масса подвижной системы; ξ - коэффициент затухания, значение которого определяется силами сухого трения в шарикоподшипниках 6; Amax - деформация плоской пружины 8; w0 - частота свободных колебаний подвижной системы 4, прикрепленной к плоской пружине 8.

После отрыва подвижной системы 4 от плоской пружины 8 также справедливо уравнение (2) при начальных условиях у(t1)=0 и у'(t1)=Vmax, где t1 - время, при котором скорость движения подвижной системы 4 достигает максимального значения Vmax. При этом значение частоты w0 определяется по (3) при Спл=2Спр, где Спр - коэффициент линейной жесткости пружин растяжения 23, а коэффициент затухания в основном зависит от сил сопротивления движению, создаваемых гидравлическим демпфером 21. Изменение параметров воспроизводимых на предлагаемом стенде импульсных сейсмических воздействий осуществляется посредством изменения исходных данных. Начальное отклонение подвижной системы 4 из нулевого положения у(0)=Amax и значение коэффициента линейной жесткости плоской пружины 8 влияют на величину максимальной воспроизводимой скорости Vmax и длительности фронта импульса t1, а коэффициент демпфирования гидравлического демпфера и коэффициент линейной жесткости пружин растяжения 23 - на длительность спада.

Таким образом, предлагаемый вибростенд позволяет, в сравнении с прототипом, воспроизводить сейсмические импульсы, в том числе с разнополярной скоростью, с большей точностью в диапазоне скоростей от 0,5 до 50 м/с и длительностей от 10-2 до 10 секунд.

Вибростенд, содержащий фундамент с основанием, подвижную систему, соединенную с основанием посредством направляющих прямолинейного движения, отличающийся тем, что в него дополнительно введены стойка и плоская пружина, прикрепленные к фундаменту вертикально слева от основания; винт натяжения плоской пружины, соединенный со стойкой посредством резьбового соединения; наконечник, прикрепленный слева к плоской пружине посредством первого шарнира; два зажима, соединенные через штифты с винтом натяжения плоской пружины и с наконечником; пластинчатая цилиндрическая разрезная пружина, охватывающая зажимы; спусковой винт с коническим наконечником, установленный посредством резьбового соединения внутри винта натяжения плоской пружины; пластина, прикрепленная справа к плоской пружине с помощью второго шарнира; кронштейн, закрепленный на подвижной системе и соприкасающийся с пластиной; два колеса, установленные соответственно на винте натяжения плоской пружины и на спусковом винте; пластина гидравлического демпфера, установленная на основании параллельно направляющим прямолинейного движения, выполненным в виде четырех пластин, установленных горизонтально на основании; два вертикально расположенных резиновых ограничителя, первый из которых установлен между основанием и плоской пружиной, а второй между подвижной системой и основанием; трехкомпонентный акселерометр, расположенный на подвижной системе так, что две его измерительные оси расположены в плоскости горизонта, а третья направлена вертикально; восемь шарикоподшипников, установленных на подвижной системе; две цилиндрические пружины растяжения, расположенные симметрично относительно плоской пружины и соединенные своими концами с подвижной системой и стойкой соответственно.

www.findpatent.ru

Последовательность выбора электродинамического вибростенда | Полезная информация

Основной расчет установки или необходимое условие А Осуществляется по выталкивающему усилию на соответствующем профиле. Произведение суммарной подвижной массы на ускорение (виброускорение, среднеквадратическое значение виброускорения, ударное ускорение) не должно превышать заявленное в технических характеристиках выталкивающее усилие:А. Расчет выталкивающего усилия: F = ΣMa, НПримечания:

Обязательно учитывать массы подвижной арматуры вибростенда (указывается в каталогах), оснастки, расширителя (если есть), горизонтального стола (если есть),
Масса горизонтального стола или расширителя определяется необходимыми геометрическими размерами (из соображений помещаемости образца) и необходимым диапазоном частот (собственная частота выше максимально допустимой).
Чем выше допустимая частота расширителя, горизонтального стола или оснастки, тем больше должна быть их жесткость и, соответственно, масса.
Массы стандартных расширителей, горизонтальных столов, кубов и углов указаны в каталоге испытательного оборудования.
Расчет выталкивающего усилия на синусоидальном профиле осуществляется по амплитудному значению ускорения.
Расчет выталкивающего усилия на профиле ШСВ осуществляется по среднеквадратическому значению ускорения.
Расчет выталкивающего усилия на ударном профиле осуществляется по пиковому значению ударного ускорения.

Осуществить расчет выталкивающего усилия можно перейдя по ссылке.Проверочный расчет или достаточные условия Б-ЗНужно удостовериться в том, что развиваемое установкой ускорение не меньше требуемого для проведения испытаний. Область возможных режимов работы вибростенда обычно строится на логарифмической плоскости. По оси ординат откладывается ускорение в G или м/с2. По оси абсцисс – частота в Гц. Различают 3 характерных участка рабочей области:

Область ограничений по виброперемещению: от fmin до fDV= 10..15 Гц (красный участок).
Область ограничений по виброскорости: от fDV до fVA= 20..100 Гц (желтый участок).
Область ограничений по ускорению: от fVA до fmax (зеленый участок).

Maximum_performance Область ограничений по ускорению - самый обширный и благоприятный с точки зрения эффективности использования выталкивающего усилия диапазон рабочей зоны, участок, ограниченный кривой постоянного ускорения – от fVA до fmax. На данном участке ускорение не зависит от частоты и является постоянной величиной, максимальная амплитуда которой и прописывается в технических характеристиках. При работе на данном участке должна проводитьсяБ. Проверка по максимальному виброускорению: amax(f)>a, gПри работе в области ограничений по виброскорости должна проводитьсяВ. Проверка по виброскорости: Vmax(f)>V, см/сПри работе в области ограничений по виброперемещению должна проводитьсяГ. Проверка по виброперемещению: Dmax(f)>D, мм п-пСледует учитывать, что виброускорение, развиваемое на данных участках (красном и желтом) вибростендом любого производителя, вследствие ограничений по виброскорости и виброперемещению будет иметь меньшие значения. Формулы пересчета виброскорости и виброперемещения в ускорение (нажмите на формулу, чтобы перейти к встроенному калькулятору):

f=1000V/(πD) где f, Гц Частота V, м/с Амплитудные значения скорости D, мм п-п Размах виброперемещений

f=a/(2πV) где f, Гц Частота V, м/с Амплитудные значения скорости a, м/с2 Амплитудные значения ускоренийПри подстановке в эти формулы значений D=Dmax , V=Vmax , A=Amax получаем значения характерных частот fDV и fVA. Д. Проверка по максимальной допустимой нагрузке на стол: mmax > m, кгНеобходимо удостовериться, что суммарная масса расширителя, оснастки и образца не превышает максимально допустимой нагрузки на стол.Е. Проверка по частотному диапазону: fmax>f > fmin , ГцВнешние границы области определяются значениями fmin и fmax . Частота fmin определяется допустимой точностью воспроизведения задающего профиля. Меньшие значения минимальной допустимой частоты получаются при установке на жесткий массивный фундамент, при отсутствии внешних неэкранированных источников электромагнитного шума, при условии оптимальной согласованности параметров и устройств управляющего тракта. Примерные значения минимальных частот составляют fmin= 2..5 Гц, Значение fmax вибростенда определяется собственной частотой (антирезонанс) подвижной части актюатора. Примерные значения собственной частоты просто определить по амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) вибростенда, точные значения указываются при инспекции системы на заводе-изготовителе и при первичной аттестации испытательного оборудования.Примечания:

Необходимо удостовериться в том, что все составляющие механической системы – расширитель, горизонтальный стол, подвижная часть актюатора имеют диапазон частот не менее требуемого для проведения испытаний. Для проверки нужно использовать амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) электродинамических испытательных систем вместе с расширителями или горизонтальными столами или значения собственных частот составных частей, заявляемые заводом изготовителем.
Собственные частоты стандартных расширителей, горизонтальных столов, кубов и углов обязательно должны быть указаны в каталоге и спецификации испытательного оборудования.
При использовании самодельной оснастки, необходимо обеспечить её достаточную жесткость. При использовании маложесткой оснастки передаваемое механическое воздействие будет сильно искажаться и может вызвать дополнительную нагрузку на вибростенд. Это может привести к выходу вибростенда из строя. Поэтому оснастку перед применением необходимо аттестовать.

Примерно оценить собственные частоты и массы расширителей можно с помощью приближенного аналитического расчета.Ж. Проверка по допустимому опрокидывающему моменту в вертикальном направлении: μmax>m a e, НмПри проведении испытаний образцов с ассиметричным расположением центра тяжести e необходимо убедиться, что опрокидывающий момент, возникающий при приложении нагрузки ma не превышает максимально допустимого. В противном случае необходимо изменить расположение образца. Если это невозможно, то нужно предусмотреть использование специальных направляющих или уравновешивающей массы и заново проверить пункты А-Е расчета.З. Проверка по допустимому опрокидывающему моменту в горизонтальном направлении: Mmax>m a H, НмПри проведении испытаний образцов с использованием горизонтального стола центр тяжести образца находится на некоторой высоте H над плоскостью стола, а направление воздействия ma лежит в плоскости стола. Возникающий момент будет изгибать стол или отрывать его от постели. При небольших моментах используются горизонтальные столы скользящего типа с гранитным вкладышем, при больших моментах – горизонтальные столы на гидростатических подшипниках. В зависимости от требуемого значения допустимого момента варьируется количество подшипников. При изменении подвижной массы необходимо заново проверить пункты А-Е расчета

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.Запрос на оборудование и подробный каталог

www.assemrus.ru

Вибростенд ВСВ-133, технические характеристики

Для ВСВ-133 предусмотрено применение двух рабочих положений вибратора в чугунном основании:

вертикальное; горизонтальное.

Грузоподъемность виброустановки в рабочем диапазоне частот:для вертикального положения – 1,0 кг; для горизонтального – 2,5 кг.

По заказу возможна установка усиленных пружин для получения на фиксированных частотах грузоподъемности:

в вертикальном положении – 2,0 кг;
в горизонтальном – 3,5 кг.

Для этого виброустановка должна быть установлена на бетонный фундамент объемом 1 м³.

Дополнительная погрешность измерения параметров вибрации (на базовых частотах 45 и 80 Гц) при изменении питающего напряжения в пределах ± 10 % относительно номинального значения не более ± 0,5 %.

Дополнительная погрешность измерения параметров вибрации (на базовых частотах 45 и 80 Гц) при изменении температуры окружающей среды в пределах рабочего диапазона температур от значения при номинальной температуре (+20°С) не более ± 0,5 %.

Электрическое сопротивление изоляции между корпусом и изолированными по постоянному току электрическими цепями усилителя мощности в нормальных условиях применения не менее 20 МОм.

Электрическая изоляция между корпусом и изолированными от корпуса по постоянному току электрическими цепями усилителя мощности, доступ к которым возможен без вскрытия виброустановки, выдерживает в нормальных условиях применения в течение 1 мин действие испытательного напряжения 1,5 кВ с частотой 50 ± 1 Гц.

Виброустановка – изделие восстанавливаемое, ремонтируемое. Среднее время восстановления работоспособности не более 6 часов.

Установленная безотказная наработка не менее 1000 час при доверительной вероятности 0,95.

Полный средний срок службы не менее 10 лет.

Задание и контроль параметров вибрации осуществляется с помощью контроллера ZET 017-U (анализатор спектра со встроенным генератором). Сигнал с выхода контроллера (генератора) поступает на вход вибростенда через усилитель мощности. Датчики, установленные на вибростенде подключаются ко входам контроллера. Управление измерениями осуществляется с помощью программ ZETLAB VIBRO.

Дополнительная комплектация может включать ПО «Визуализация испытаний в SCADA ZETVIEW».

zetlab.com

Расчет

Калькулятор расчета выталкивающего усилия

Калькулятор предназначен для определения потребного выталкивающего усилия вибростенда для данного образца, испытываемого на данном режиме. В основе расчета выталкивающего усилия лежит 2-й закон Ньютона, который учитывает полную выталкиваемую массу и ускорение режима.

Пожалуйста, при вводе значений обращайте внимание на следующие нюансы:- Разделитель целых и дробных частей чисел – точка.- Производите расчет для конкретных режимов по конкретным образцам! Применение максимального режима к максимальному образцу приводит к существенному завышению типоразмера и стоимости вибростенда.- Массу подвижных частей вибростенда можно уточнить в разделе с техническими характеристиками вибростендов или у специалистов ООО "ТЕХНОЛОГИЯ КАЧЕСТВА".- Массу расширителей примерно можно определить по калькулятору расчета собственных частот. Критерием этого расчета является соответствие собственной частоты расширителя заданному максимальному значению диапазона частот режима. Точные значения массы готовых расширителей для заданных частот уточняйте у специалистов ООО "ТЕХНОЛОГИЯ КАЧЕСТВА".- Для стабильной работы вибростенда необходимо предусматривать запас по толкающему усилию ~10-30% в зависимости от характера нагрузки (низкие/высокие частоты, соотношение масс актюатора/образца, наличие виброизоляции, наличие помех, соотношение значений ускорения/массы в выталкивающем усилии).- В большинстве случаев масса правильно спроектированной оснастки (которая обеспечит необходимую жесткость – ответственность Заказчика) составляет 50-100% массы образца.- Данный расчет является достаточным условием правильного выбора вибростенда. Необходимые условия выбора вибростенда (проверки по виброперемещению, виброскорости, допустимой статической нагрузке на вибростол, допустимым опрокидывающим моментам в горизонтальном и вертикальных направлениях) Вы можете скачать перейдя по ссылке или уточнить у специалистов ООО "ТЕХНОЛОГИЯ КАЧЕСТВА".

За подробной консультацией по выбору вибростендов обращайтесь к специалистам ООО "ТЕХНОЛОГИЯ КАЧЕСТВА".

Калькулятор расчета собственных частот расширителей

Калькулятор предназначен для оценочного расчета массы расширителя, по заданной ширине и длине расширителя (определяется "помещаемостью" образцов) и заданному значению максимального верхнего значения диапазона частот режима. В силу различия российских и зарубежных стандартов, диапазоны частот режимов у нас шире. Самый распространенный диапазон для отечественных стандартов 5 - 2000 Гц, в отличие от 5 - 500 Гц за рубежом. Поэтому предлагаемые по умолчанию расширители желательно проверять, уточняя их диапазоны частот. Расчет оценочный. Точные значения массы готовых расширителей для заданных частот уточняйте у специалистов ООО "ТЕХНОЛОГИЯ КАЧЕСТВА".

Пожалуйста, при вводе значений обращайте внимание на следующие нюансы:- Разделитель целых и дробных частей чисел – точка.- Расчет оценочный. Точные значения массы готовых расширителей для заданных частот уточняйте у специалистов ООО "ТЕХНОЛОГИЯ КАЧЕСТВА".- Математическая модель расчета – расчет собственных частот плит в форме параллелепипеда, состоящих из изотропного материала, с помощью аппарата механики сплошных сред.- Приложение нагрузки – перпендикулярно основной плоскости.- Расчет не работает для приложения нагрузки к неосновным плоскостям. То есть при применении его в случае с горизонтальными столами расчет даст неверный результат.- Расчет не учитывает выемку материала, решетчатую конструкцию реальных расширителей (что может уменьшить массу и собственную частоту реального расширителя).- Расчет не учитывает способ, размер и влияние крепления реального расширителя к вибростолу вибростенда.- Допустимый частотный диапазон расширителя определяется значениями собственной частоты расширителя, полученной при расчете. Собственная частота должна быть не меньше максимального верхнего значения диапазона частот режима. Для получения более точного профиля желательно дать дополнительный допуск 10-30%.

За подробной консультацией по выбору вибростендов обращайтесь к специалистам ООО "ТЕХНОЛОГИЯ КАЧЕСТВА".

techq.ru

Низкочастотный вибростенд

Использование: для испытаний сейсмометрической аппаратуры в диапазоне инфранизких частот от 0,01 до 20 Гц. Цель: повышение точности воспроизведения колебаний. Сущность изобретения: низкочастотный вибростенд содержит подвижную систему, соединенную посредством подвеса с основанием, установленным на фундаменте, виброметр, возбудители колебаний, соединенные неподвижными частями с основанием, а подвижными - с подвижной системой, усилитель и задающий генератор, фундамент связи с грунтом посредством упругих элементов, на фундаменте установлен сейсмопреобразователь так, что его ось чувствительности направлена по оси воспроизводимых колебаний, введены датчики силы, соединенные неподвижной частью с грунтом, а подвижной - с фундаментом, первый и второй фильтры, второй усилитель и сумматор, входы первого и второго фильтров соединены с выходом сейсмопреобразователя, вход второго усилителя соединен с выходом первого фильтра, а выход - с входами датчиков силы, первый второй и третий входы сумматора соединены соответственно с выходами виброметра, задающего генератора и второго фильтра, а выход - с входом первого усилителя . 1 ил.

Изобретение относится к виброиспытательной технике, а именно к вертикальным вибростендам для испытаний сейсмометрической аппаратуры в диапазоне инфранизких частот от 0,01 до 20 Гц.

Известен автоколебательный вибростенд, который содержит подвижную систему, установленную в упругом подвесе, датчик скорости, подвижная часть которого закреплена на подвижной системе стенда, а статор - на корпусе. Выход датчика скорости через усилитель соединен с входом магнитоэлектрического или электромагнитного возбудителя колебаний. Возбуждение синусоидальных колебаний в таком стенде осуществляется за счет цепи положительной обратной связи, содержащей датчик скорости, усилитель и возбудитель колебаний. Недостатком вибростенда является нестабильность частоты и амплитуды воспроизводимых синусоидальных колебаний, которая обусловлена изменением сил трения в подвесе, изменением во времени коэффициента преобразования усилителя, переходными тепловыми процессами в обмотке возбудителей колебаний и другими причинами. Кроме того, в таком стенде затруднена перестройка частоты колебаний. По этой причине он может использоваться лишь для воспроизведения синусоидальных колебаний на фиксированных частотах. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является низкочастотный вибростенд, который содержит основание, установленное на фундаменте, платформу, подвижную систему для установки испытуемого изделия, две стойки, шарнирно связанные с платформой и основанием и образующие с ними параллелограммный механизм, упругий подвес платформы, механизм натяжения упругого подвеса, электродинамическую систему возбуждения колебаний платформы, состоящую из четырех или восьми вибровозбудителей, виброметр, установленный на платформе, усилитель, выход которого соединен с вибровозбудителями, а входы - с выходами виброметра и задающего генератора. Виброметр, усилитель и возбудители колебаний образуют контур отрицательной обратной связи по перемещению платформы. Это позволяет повысить качество воспроизводимых синусоидальных колебаний в диапазоне частот от 0,01 до 20 Гц. Недостаток этого низкочастотного вибростенда заключается в том, что помимо синусоидальных колебаний подвижная система воспроизводит случайные сейсмические колебания, передаваемые с фундамента, на котором расположен вибростенд. При эксплуатации вибрационных стендов в зоне промышленных объектов погрешность от случайных сейсмических движений при амплитудах воспроизводимых колебаний, меньших 10 мкм, может достигать десятков процентов. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения вертикальных синусоидальных колебаний путем компенсации случайных сейсмических движений фундамента. Эта цель достигается тем, что в низкочастотном вибростенде, содержащем подвижную систему, соединенную посредством подвеса с основанием, установленным на фундаменте, виброметр, возбудители колебаний, соединенные неподвижными частями с основанием, а подвижными - с подвижной системой, усилитель и задающий генератор, фундамент связан с грунтом посредством упругих элементов, на фундаменте установлен сейсмопреобразователь, так что его ось чувствительности направлена по оси воспроизводимых колебаний, дополнительно введены датчики силы, соединенные не подвижной частью с грунтом, а подвижной - с фундаментом, первый и второй фильтры, второй усилитель и сумматор, входы первого и второго фильтров соединены с выходом сейсмопреобразователя, вход второго усилителя соединен с выходом первого фильтра, а выход - с входами датчиков силы, первый, второй и третий входы сумматора соединены соответственно с выходами датчика перемещений, задающего генератора и второго фильтра, а выход - с входом первого усилителя. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого низкочастотного вибростенда. Низкочастотный вибростенд содержит подвижную систему 1, основание с фундаментом 2, виброметр 3, первый усилитель 4, возбудитель колебаний 5, задающий генератор 6, измерительную систему 7, сумматор 8, сейсмопреобразователь 9, первый фильтр 10, второй усилитель 11, датчики силы 12, второй фильтр 13 и упругие элементы 14. Фундамент 2 связан с грунтом посредством упругих элементов 14. На фундаменте установлен сейсмопреобразователь 9 так, что его ось чувствительности направлена по оси воспроизводимых колебаний. Возбудители колебаний 5 соединены неподвижными частями с основанием 2, а подвижными - с подвижной системой 1. Датчики силы 12 соединены неподвижной частью с грунтом, а подвижной - с фундаментом 2. Входы первого 10 и второго 13 фильтров соединены с выходом сейсмопреобразователя 9. Вход второго усилителя 11 соединен с выходом первого фильтра 10, а выход - с входами датчиков силы 12. Первый, второй и третий входы сумматора 8 соединены соответственно с выходами виброметра 3, задающего генератора 6 и второго фильтра 13, а выход - с входом первого усилителя 4. Вход измерительной системы 7 соединен с выходом виброметра 3. Низкочастотный вибростенд работает следующим образом. Сигнал от задающего генератора 6 через сумматор 8, усилитель 4 и возбудители колебаний 5 сообщает подвижной системе 1 колебания, которые измеряются виброметром 3. Подвижная система 1, виброметр 3, сумматор 8, усилитель 4 и возбудители колебаний 5 образуют контур отрицательной обратной связи по перемещению подвижной системы 1. При перекосных движениях фундамента Yп часть из них передается через пружины 14 на фундамент 2 (перемещения Y1), а затем на подвижную систему 1 (перемещения Y2). Для компенсации случайных движений подвижной системы в низкочастотный вибростенд введено два контура компенсации. Первый из них содержит сейсмопреобразователь 9, который измеряет движения фундамента 2 Y2, первый фильтр 10, формирующий необходимую частотную характеристику, усилитель 11 и датчик силы 12. Этот контур осуществляет компенсацию случайных движений фундамента 2 за счет отрицательной обратной связи по перемещениям фундамента 2. Второй контур компенсации содержит сейсмопреобразователь 9, второй фильтр 13, сумматор 8, усилитель 4 и возбудители колебаний 5. Этот контур осуществляет дополнительную компенсацию случайных сейсмических движений подвижной системы 1. Компенсация случайных сейсмических движений осуществляется следующим образом. Сейсмические шумы поверхности Земли передаются через упругие элементы 14 на фундамент 2 с установленным на нем основанием и измеряются сейсмометром 9. Выходной сигнал сейсмометра 9 после фильтрации первым фильтром 10 и усиления вторым усилителем 11 подается на входы датчиков силы 12, которые перемещают фундамент 2 так, чтобы его движения были близкими к нулю. Для последующего уменьшения сейсмических колебаний, передаваемых на подвижную систему 1 от фундамента 2, введен второй контур компенсации, в котором сигнал о движениях фундамента 2 с выхода сейсмометра 9 через усилитель мощности 4 поступает на возбудитель колебаний 5, который воздействует на подвижную систему 1 так, что она движется в сторону, противоположную движению фундамента 2. Подвижная система 1, виброметр 3, усилитель 4, возбудители колебаний 5 и основание с фундаментом 2 образуют единую конструкцию, в качестве которой может быть использована, например, установка ПСВУ, изготавливаемая ОКБ ИФЗ АН СССР. При этом виброметр 3 выполнен емкостным, усилители 4 и 11 выполнены на операционных усилителях и транзисторах и имеют полосу пропускания от нулевых частот до 100 Гц. Возбудители колебаний 5 могут быть электродинамическими. В качестве сейсмопреобразователя 9 могут быть использованы сейсмометр СМ-3 или сейсмостанция ССМ, изготавливаемые ОКБ ИФЗ АН СССР. Фильтры 10 и 13 представляют собой интегродифференцирующие цепи с передаточными функциями Wф(p) =

где Ti, Tj - постоянные времени дифференцирующих и интегрирующих звеньев. Датчики силы 12 - электродинамического типа, упругие элементы 14 могут быть изготовлены в виде витых пружин сжатия. В качестве задающего генератора могут использоваться генераторы типа Г3-110, Г6-33 и т.п., а измерительной системой может служить цифровой вольтметр В7-43. Экспериментальные исследования показали, что использование в низкочастотном вибростенде двуступенчатой системы компенсации случайных сейсмических шумов позволило уменьшить их уровень более, чем в 10 раз. Это позволяет воспроизводить с помощью предложенного вибростенда синусоидальные колебания в диапазоне частот от 0,01 до 20 Гц при уровне сейсмических шумов не более 1 мкм.

Формула изобретения

НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ВИБРОСТЕНД, содержащий подвижную систему, соединенную посредством подвеса с основанием, установленным на фундаменте, виброметр, возбудители колебаний, соединенные неподвижными частями с основанием, а подвижными - с подвижной системой, усилитель и задающий генератор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения колебаний, фундамент связан с грунтом посредством упругих элементов, в вибростенд дополнительно введены сейсмопреобразователь, датчики силы, соединенные неподвижной частью с грунтом, а подвижной - с фундаментом, первый и второй фильтры, второй усилитель и сумматор, входы первого и второго фильтров соединены с выходом сейсмопреобразователя, вход второго усилителя соединен с выходом первого фильтра, а выход - с входами датчиков силы, первый - третий входы сумматора соединены соответственно с выходами виброметра, задающего генератора и второго фильтра, а выход - с входом первого усилителя, а сейсмопреобразователь установлен на фундаменте так, что его ось чувствительности направлена по оси воспроизведения колебаний.

РИСУНКИ

Рисунок 1

www.findpatent.ru

вибростенд - патент РФ 2285905

Рисунки к патенту РФ 2285905

вибростенд, патент № 2285905

где V(t) - воспроизводимая скорость сейсмического импульса; V0 - максимальное значение скорости; вибростенд, патент № 2285905 - коэффициент затухания сейсмического импульса; w 0 - преобладающая частота сейсмических колебаний.

вибростенд, патент № 2285905

где Спл - коэффициент линейной жесткости плоской пружины 8; mпс - масса подвижной системы; вибростенд, патент № 2285905 - коэффициент затухания, значение которого определяется силами сухого трения в шарикоподшипниках 6; Amax - деформация плоской пружины 8; w0 - частота свободных колебаний подвижной системы 4, прикрепленной к плоской пружине 8.

После отрыва подвижной системы 4 от плоской пружины 8 также справедливо уравнение (2) при начальных условиях у(t 1)=0 и у'(t1)=Vmax, где t 1 - время, при котором скорость движения подвижной системы 4 достигает максимального значения Vmax. При этом значение частоты w0 определяется по (3) при С пл=2Спр, где Спр - коэффициент линейной жесткости пружин растяжения 23, а коэффициент затухания в основном зависит от сил сопротивления движению, создаваемых гидравлическим демпфером 21. Изменение параметров воспроизводимых на предлагаемом стенде импульсных сейсмических воздействий осуществляется посредством изменения исходных данных. Начальное отклонение подвижной системы 4 из нулевого положения у(0)=Amax и значение коэффициента линейной жесткости плоской пружины 8 влияют на величину максимальной воспроизводимой скорости Vmax и длительности фронта импульса t1, а коэффициент демпфирования гидравлического демпфера и коэффициент линейной жесткости пружин растяжения 23 - на длительность спада.