Механические вибростенды

Механические вибростенды обычно выполняют с вибро возбуди тел ям и следующего типа: центробежными, эксцентриковыми, кри вош и пно-шатунным и с жесткой связью, с гибкой связью, кулисными и маятниковыми.

Основное преимущество данных вибростендов заключается в том, что они обеспечивают с определенной точностью постоянство амплитуды вибрации при частотах до 400 Гц. Грузоподъемность промышленных стендов может достигать значений до 1000 кг.

Все механические стенды — низкочастотные, частота ограничена прочностью звеньев передаточного механизма. Многозвенный механизм таких стендов имеет большое количество резонансных частот, оказывающих влияние на режим испытания объектов.

В качестве примера рассмотрим схемы работы механических вибростендов с эксцентриковым и центробежным вибратором.

Стенд с эксцентриковым вибровозбудителем (рис. 2.27, а) достаточно прост, но из-за сильной изнашиваемости подшипников стенды, выполненные по такой схеме, применяют для частот, не превышающих 50 — 60 Гц. Амплитуду вибрации регулируют изменением эксцентриситета, частоту — изменением частоты вращения двигателя. Основные преимущества таких стендов — возможность получения очень низких частот, независимость амплитуды от частоты и экономичность.

Недостатком является невозможность получения высоких частот и малых амплитуд (менее 0,1 мм).

Для разгрузки подшипников применяются эксцентриковые стенды, включающие упругие элементы и реактивную массу (рис. 2.27, б). Реактивная масса 2 служит для управления вибрационными силами, действующими на основание. Пружины 1 являются основными. Через упругий элемент 5 осуществляется передача колебаний от эксцентрика б с постоянным эксцентриситетом а к платформе 3. Пружины 4 служат для связи элементов вибростенда с основанием. Изменением длины рабочих пружин регулируется амплитуда вибрации платформы.

Колебательную систему стенда с центробежными вибраторами (рис. 2.28, а) составляют пружина 4 и подвижная часть стенда, состоящая из платформы / с испытуемым объектом, штока 2 и собственно вибратора 3. В вибратор входят два вращающихся в разные стороны параллельных вала, на которых находятся два стальных сектора (рис. 2.28, б).

Радиальные оси симметрии секторов в каждой из четырех пар можно сдвинуть относительно друг друга. Тем самым достигается некоторая неуравновешенность, вследствие которой при вращении возникают центробежные силы. Составляющие центробежных сил в направлении, перпендикулярном продольной оси штока, взаимно уничтожаются, а в направлении, совпадающем с продольной осью штока, — складываются, вызывая прямолинейную синусоидальную вибрацию подвижной части стенда, подвешенной на пружине 4 (см. рис. 2.28,6)-Амплитуда вибрации регулируется изменением угла между секторами. Частота вибрации, равная частоте вращения вала, регулируется пусковым реостатом.

Электрогидравлические вибростенды

Характерными особенностями электрогидравлических вибростендов является возможность:

1) создания больших переменных сил (свыше 10⁶Н);

2) проведения испытаний при частотах до 100 Гц и в отдельных случаях — при частотах до 500 Гц;

3) получения больших амплитуд перемещения при испытаниях на низких частотах.

В зависимости от типа задающего механизма различают стенды:

а) с гидромеханическим возбуждением;

б) с гидроэлектромагнитным возбуждением;

в) с гидроэлектродинамическим возбуждением.

Наиболее совершенными являются стенды с гидроэлектродинамическим возбуждением вибрации, в которых электродинамический возбудитель приводит в движение золотник или клапан системы управления, изменяющий давление в основной гидравлической системе. Однако воздействие сложных динамических процессов в жидкости затрудняет получение заданного закона колебаний. Многоступенчатое усиление позволяет получать на столе стенда силы до 10⁴ — 10⁵ Н. Верхний предел частотного диапазона ограничивается динамическими свойствами жидкости и составляет 200 — 300 Гц.

Р ассмотрим принципиальную схему работы электродинамического вибрационного стенда (рис. 2.29). Возбудитель вибрации 1 малой мощности жестко связан с управляющим золотником 2 четырех-кромочного типа. Золотник 3 гидравлического усилителя перемещается при изменении давления р_у, действующего на торцевые плоскости золотника.

Во втором каскаде гидравлического усилителя применен поршень 4 дифференциального типа с отношением рабочих площадей 1 : 2. При движении золотника 3 нижняя полость гидроцилиндра попеременно сообщается с полостью высокого давления р₀ или со сливной ветвью гидросистемы.

Прямолинейное движение стола обеспечивается специальными центрирующими поясками на штоке, соединенном с портам. Обратные связи осуществляются с помощью датчиков ускорения 5 и датчиков скорости 7. Среднее положение стола контролируется с помощью датчика 6 потенциометрического типа.