Установка для випробувань на двокоординатну вібрацію
Номер патенту: 69315
Опубліковано: 25.04.2012
Автори: Шпачук Володимир Петрович, Нікітіна Ганна Олександрівна, Дудко Вадим Валентинович
Формула / Реферат
1. Установка для випробувань на двокоординатну вібрацію, що містить двокоординатний поступальний вібростенд, виконаний у вигляді збудників горизонтальної і вертикальної вібрації, які встановлені жорстко на нерухомій основі, платформи для установки об'єкта випробувань, яка з'єднана зі столами віброзбуджувачів вібропередавальними вузлами, жорсткими в напрямку передаваної вібрації і податливими в перпендикулярних напрямках, встановлені на платформі вимірювальні перетворювачі горизонтальної і вертикальної вібрації, послідовно з'єднані з першим блоком узгоджуючих підсилювачів, блок виміру-аналізу спектрів, блок керування-завдання, генератор сигналів, перший і другий блоки керування віброзбуджувачами, які з'єднані з входами віброзбуджувачів відповідно горизонтальної і вертикальної вібрації, яка відрізняється тим, що в неї додатково введено вимірювальні перетворювачі горизонтальної, вертикальної і кутової вібрації, які встановлені на об'єкті випробувань, другий блок узгоджуючих підсилювачів, блок смугових фільтрів, блок виміру фазових зсувів, блок пристроїв порівняння зсувів фаз, блок керування зсувами фаз, блок підсумовування, перший і другий ключі, причому виходи встановлюваних на об'єкті випробувань вимірювальних перетворювачів горизонтальної, вертикальної і кутової вібрації з'єднані через другий блок узгоджуючих підсилювачів з першим входом блока виміру-аналізу спектрів, перший вихід якого з'єднаний з підсумовуючим входом блока пристроїв порівняння зсувів фаз і третім входом генератора сигналів, другий вихід - із четвертим входом генератора сигналів і входом блока керування-завдання, перший вихід якого з'єднаний з керуючими входами першого й другого ключів, другий вихід - з першим входом генератора сигналів і другим входом блока виміру-аналізу спектрів, третій вихід - із другим входом генератора сигналів, четвертий вихід - з керуючим входом блока смугових фільтрів, який з'єднаний інформаційним входом з виходом першого блока узгоджуючих підсилювачів, віднімаючий вхід блока пристроїв порівняння зсувів фаз з'єднаний через блок виміру фазових зсувів із виходом блока смугових фільтрів, а вихід - з керуючим входом блока керування зсувами фаз, причому перший вихід генератора сигналів з'єднаний з першими інформаційними входами першого і другого ключів, які з'єднані виходами з входами першого і другого блоків керування віброзбуджувачами, відповідно, другий вихід - із другим інформаційним входом першого ключа, третій вихід - із входом блока керування зсувами фаз, а вихід блока підсумовування з'єднаний з другим інформаційним входом другого ключа.
2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що блок виміру-аналізу спектрів виконаний у вигляді блока виміру-аналізу двовимірних амплітудно-фазо-частотних характеристик об'єкта випробувань.
Текст
Реферат: UA 69315 U UA 69315 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до випробувальної техніки, зокрема до установок для випробувань на двокоординатну вібрацію. Відома установка, що містить платформу, з'єднані з нею встановлені по взаємноперпендикулярних напрямках електродинамічні віброзбудники, рухома котушка кожного з яких з'єднана через підсилювач потужності із задавальним генератором, джерела живлення, підключені до котушок підмагнічування віброзбудників, і пристрій для підтримки рівня вібрації, що включає двокомпонентний вимірювальний перетворювач і підсилювач із автоматичним регулюванням підсилення, включений між задавальним генератором і підсилювачем потужності, причому, рухомі котушки електродинамічних віброзбудників з'єднані через один підсилювач потужності із загальним для обох віброзбудників задавальним генератором, джерела живлення котушок підмагнічування виконані регульованими, а в пристрій для підтримки рівня вібрації уведений блок виміру вектора вібрації, входи якого підключені до виходів вимірювального перетворювача, а вихід - до керуючого входу підсилювача [А.с. СРСР 4 № 1397764, МКИ G01M7/00, бюл. № 19, 1988]. Недоліком даної установки є низька швидкодія, ККД і обмежені функціональні можливості в результаті застосування регульованого каналу підмагнічування, який характеризується великим імпедансом, індуктивністю, а також великою інерційністю. Найбільш близьким до пропонованого технічного рішення є установка для випробувань на двокоординатну вібрацію, що включає двокоординатний поступальний вібростенд, виконаний у вигляді віброзбудників горизонтальної і вертикальної вібрації, які встановлені жорстко на нерухомій основі, платформу, для установки об'єкта випробувань, яка з'єднана зі столами віброзбудників вібропередавальними вузлами, жорсткими в напрямку передаваної вібрації, і податливими в перпендикулярних напрямках, установлені на платформі вимірювальні перетворювачі горизонтальної і вертикальної вібрації, послідовно з'єднані з першим блоком узгоджуючих підсилювачів, блок виміру-аналізу спектрів, блок керування-завдання, генератор сигналів і перший і другий блоки керування віброзбудниками, з'єднані з входами віброзбудників відповідно горизонтальної і вертикальної вібрації [Клюев В.В. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара, М.: Машиностроение, 1978, т. 2, С. 440, рис. 30]. Недоліком даної установки є низька ефективність випробувань і обмежені функціональні можливості установки, обумовлені неможливістю проведення випробувань об'єктів просторової структури, що конструктивно мають три ступеня вільності і здійснюють тривимірні коливання у площині yOz, які є сукупністю поступальних горизонтальної у і вертикальної z вібрації в напрямку осей Оу і Oz, а також кутової вібрації θ навколо осі, що проходить через полюс О 1 перпендикулярно площині y1O1z1 на двокоординатну поступальну вібрацію в режимі частот і зсувів фаз коливань платформи, для яких амплітуди коливань об'єкта в напрямку горизонтальної у, вертикальної z і кутової 9 координат є найбільшими одночасно. Тут Oyz нерухома, жорстко зв'язана з основою система координат, O1y1z1 - рухома система координат, жорстко зв'язана з об'єктом випробувань, а механічна схема об'єкта просторової структури являє собою сукупність конструктивних інерційних елементів, закріплених на корпусі об'єкта через систему просторово орієнтованих пружно-демпфіруючих елементів. Технічний результат при використанні заявленої корисної моделі полягає в підвищенні ефективності випробувань об'єктів просторової структури на двокоординатну поступальну вібрацію і розширенні функціональних можливостей установки за рахунок відтворення на платформі режиму випробувань, що складається зі значень частот і зсувів фаз, при яких амплітуди коливань об'єкта в напрямку горизонтальної, вертикальної і кутової координат є найбільшими одночасно. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення установки для випробувань на двокоординатну вібрацію, у якій застосування додаткових конструктивних елементів забезпечує випробування об'єктів просторової структури на двокоординатну поступальну вібрацію в режимі частот і зсувів фаз коливань платформи, для яких амплітуди коливань об'єкта в напрямку горизонтальної, вертикальної і кутової координат є найбільшими одночасно, що дозволяє підвищити ефективність випробувань об'єктів просторової структури на двокоординатну поступальну вібрацію і розширити функціональні можливості установки. Поставлена задача досягається тим, що в установку для випробувань на двокоординатну вібрацію, що містить двокоординатний поступальний вібростенд, виконаний у вигляді збудників горизонтальної і вертикальної вібрації, які встановлені жорстко на нерухомій основі, платформи, для установки об'єкта випробувань, яка з'єднана зі столами віброзбудників вібропередавальними вузлами, жорсткими в напрямку передаваної вібрації і податливими в перпендикулярних напрямках, встановлені на платформі вимірювальні перетворювачі горизонтальної і вертикальної вібрації, послідовно з'єднані з першим блоком узгоджуючих 1 UA 69315 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 підсилювачів, блок виміру-аналізу спектрів, блок керування-завдання, генератор сигналів, перший і другий блоки керування віброзбудниками, які з'єднані з входами віброзбудників відповідно горизонтальної і вертикальної вібрації, згідно з корисною моделлю, додатково введено вимірювальні перетворювачі горизонтальної, вертикальної і кутової вібрації, які встановлені на об'єкті випробувань, другий блок узгоджуючих підсилювачів, блок смугових фільтрів, блок виміру фазових зсувів, блок пристроїв порівняння зсувів фаз, блок керування зсувами фаз, блок підсумовування, перший і другий ключі, причому, виходи встановлених на об'єкті випробувань вимірювальних перетворювачів горизонтальної, вертикальної і кутової вібрації з'єднані через другий блок узгоджуючих підсилювачів з першим входом блока виміруаналізу спектрів, перший вихід якого з'єднаний з підсумовуючим входом блока пристроїв порівняння зсувів фаз і третім входом генератора сигналів, другий вихід - із четвертим входом генератора сигналів і входом блока керування-завдання, перший вихід якого з'єднаний з керуючими входами першого й другого ключів, другий вихід - з першим входом генератора сигналів і другим входом блока виміру-аналізу спектрів, третій вихід - із другим входом генератора сигналів, четвертий вихід - з керуючим входом блока смугових фільтрів, який з'єднаний інформаційним входом з виходом першого блока узгоджуючих підсилювачів, віднімаючий вхід блока пристроїв порівняння зсувів фаз з'єднаний через блок виміру фазових зсувів із виходом блока смугових фільтрів, а вихід - з керуючим входом блока керування зсувами фаз, причому, перший вихід генератора сигналів з'єднаний з першими інформаційними входами першого і другого ключів, які з'єднані виходами з входами першого і другого блоків керування віброзбудниками відповідно, другий вихід - із другим інформаційним входом першого ключа, а третій вихід - із входом блока керування зсувами фаз, а вихід блока підсумовування з'єднаний з другим інформаційним входом другого ключа. Застосування в установці вимірювальних перетворювачів горизонтальної, вертикальної і кутової вібрації, які встановлені на об'єкті випробувань, другого блока узгоджуючих підсилювачів і блока виміру-аналізу спектрів, який може бути виконаний у вигляді блока виміруаналізу двовимірних амплітудно-фазо-частотних характеристик об'єкта випробувань, забезпечує побудову і дослідження на екстремум двовимірних амплітудно-фазо-частотних характеристик (АФЧХ) об'єкта випробувань і визначення за ними наборів значень частот і зсувів фаз (ωрез.у, φрез.у), (ωрез.z, φрез.z), (ωрез.θ, φрез.θ), при яких амплітуди коливань об'єкта відповідно Ауоб, Azоб, Аθоб є найбільшими. Застосування блока смугових фільтрів, блока виміру фазових зсувів, блока порівняння зсувів фаз, блока керування зсувами фаз, блока підсумовування, першого і другого ключів забезпечує формування на другому й третьому виходах генератора сигналів: уреж .2 А1 sinрез .у t А 2 sinрез .z t А 3 sinрез . t , і zреж .2 А1 sinрез .у t у А 2 sinрез .z t z А 3 sinрез . t , і в результаті - проведення випробувань об'єктів просторової структури в режимі частот ωрез.у, ωрез.z, ωрез.θ, і зсувів фаз φрез.у, φрез.z, φрез.θ коливань платформи, при яких амплітуди коливань об'єкта в напрямку поступальних горизонтальної у, вертикальної z і кутової θ координат є найбільшими одночасно. У результаті підвищується ефективність випробувань і розширюються функціональні можливості установки. На кресленні представлена установка. Установка містить блок 1 керування-завдання, генератор сигналів 2, перший 3 і другий 4 ключі, блоки 5, 6 керування відповідно горизонтальним 7 і вертикальним 8 віброзбудниками, платформу 9, вимірювальні перетворювачі 10, 11 вібрацій платформи 9 відповідно в напрямку пл пл горизонтальної Оу (у ) і вертикальної Oz (z ) осей системи координат Oyz, об'єкт випробувань 12, вимірювальні перетворювачі 13, 14, 15 вібрацій об'єкта 12 у напрямку горизонтальної Оу об об (поступальна вібрація у ) і вертикальної Oz (поступальна вібрація z ) осей системи координат об Oyz і навколо (кутова вібрація θ ) осі, що проходить перпендикулярно кресленню через полюс О1 системи координат O1y1z1, перший 16 і другий 17 блоки узгоджуючих підсилювачів, блок 18 виміру-аналізу спектрів, блок 19 смугових фільтрів, блок 20 виміру фазових зсувів, блок 21 порівняння зсувів фаз, блок 22 керування зсувами фаз і блок 23 підсумовування. Блок 18 виміру-аналізу спектрів виконаний у вигляді блока виміру-аналізу двовимірних амплітудно-фазо-частотних характеристик об'єкта випробувань 12. Віброзбудники 7 і 8 установлені на основі жорстко (основа на кресленні не показана). Тут системи координат Oyz - нерухома, жорстко зв'язана з основою, a O1y1z1 - рухома і жорстко зв'язана з об'єктом випробувань 12, що має три ступеня вільності і при випробуваннях одночасно виконує у площині yOz прямолінійні коливання в напрямку осей Оу і Oz і кутові коливання навколо осі, що проходить через полюс О1 перпендикулярно кресленню. Платформа 2 UA 69315 U 5 10 15 20 9 вібростенда виконує при цьому одночасно коливання в напрямку осей Оу і Oz нерухомої системи координат Oyz. На кресленні вимірювальні перетворювачі 10, 11 послідовно з'єднані з входом блока 19 смугових фільтрів через перший 16 блок узгоджуючих підсилювачів, вимірювальні перетворювачі 13, 14, 15 - з першим входом блоку 18 виміру-аналізу спектрів через другий 17 блок узгоджуючих підсилювачів. Блок 1 керування входом з'єднаний одночасно з другим виходом блока 18 виміру-аналізу спектрів і четвертим входом генератора сигналів 2, першим виходом - з керуючими входами першого 3 і другого 4 ключів, другим виходом - одночасно з першим входом генератора сигналів 2 і другим входом блока 18 виміру-аналізу спектрів, третім виходом - із другим входом генератора сигналів 2, а четвертим виходом - з керуючим входом блока 19 смугових фільтрів. Віднімаючий вхід блока 21 пристроїв порівняння зсувів фаз послідовно з'єднаний через блок 20 виміру фазових зсувів з виходом блока 19 смугових фільтрів, підсумовуючий вхід - з першим виходом блока 18 виміру-аналізу спектрів, з'єднаним одночасно з третім входом генератора сигналів 2, а вихід - з керуючим входом блока 22 керування зсувами фаз, з'єднаного виходом через блок 23 підсумовування з другим інформаційним входом другого ключа 4. Перший вихід генератора сигналів 2 з'єднаний з першими інформаційними входами ключів 3, 4, які послідовно з'єднані через відповідно блоки 5, 6 керування з входами віброзбудників 7, 8, другий вихід - із другим інформаційним входом ключа 3, а третій вихід - з інформаційним входом блока 22 керування зсувами фаз. На кресленні: Uy, Uz - сигнали керування віброзбудниками 7, 8; у*, z* - вхідні сигнали блоків керування 5, 6; Q1 yпл , zпл - вектор сигналів коливань платформи 9 у напрямку осей Оу і Oz 25 30 нерухомої системи координат Oyz; Q2 yоб , zоб , об - вектор сигналів коливань об'єкта випробувань 12 у напрямку осей Оу, Oz системи координат Oyz і навколо полюса О1 рухомої системи координат O1y1z1, яка жорстко зв'язана з об'єктом 12 і переміщується разом з ним. Перед початком випробувань на платформу 9 установлюють об'єкт випробувань 12. На об'єкті закріплюють вимірювальні перетворювачі 13, 14, 15. Далі установка функціонує у двох режимах: режимі 1 побудови і аналізу амплітудно-фазочастотної характеристики (АФЧХ) об'єкта випробувань і режимі 2 випробувань. На кресленні в режимі 1: Q32 реж .1, реж 1 , Q31 A y , A z , сигнали де Ау, Az, реж .1 н в рад/с, Фреж .1 0 2 рад - відповідно амплітуди і діапазони зміни частоти збудження і зсуву фаз, ωн, ωв - нижнє і верхнє значення частоти збудження сигналів пл пл вібропереміщень платформи у , z . У режимі 2: сигнал Q32 0 , а сигнал Q31 A1, A 2 , A 3 , де А1 А2, А3 - амплітуди гармонійних 35 складових у z Q5 zреж .2 zреж .2 zреж .2 . вектора Q41 рез .у рез .z рез . , На Q42 рез .у рез .z рез . першому і другому виходах блока 18 - вектори сигналів резонансних зсувів фаз і резонансних частот об'єкта випробувань 12. На другому виході генератора 2 сигнал на третьому виході – сигнал уреж .2 А1 sinрез .у t А 2 sinрез .z t А 3 sinрез . t , у z Q5 Uреж .2Uреж .2Uреж .2 , 40 Uреж .2 А 3 sin рез . t рез . . де y Uреж .2 А 1 sin рез .у t рез .у , На виході блока 22 вектор z Uреж .2 А 2 sin рез .z t рез .z , сигналів Q6 z1, z 2 , z 3 , де z1 А1 sin рез .у t у , z 2 А 2 sin рез .z t z , z3 А 3 sin рез . t . , φу, φz, φθ - поточні зсуви фаз сигналів z1, z2, z3. На виході блока 23 підсумовування сигнал: zреж .2 z1 z 2 z3 А1 sin рез .у t y А 2 sin рез .z t z А 3 sin рез . t . 45 На виході блока 20 сигнал Q7 пл , пл , пл y z платформи 9 на частотах ωрез.у, ωрез.z, Q8 y пл.1, y пл.2 , y пл.3 , z пл.1, z пл.2 , z пл.3 упл.1 А1 sin рез .у t , упл.3 А 3 sin рез t , sin zпл.1 А1 sin zпл.3 А 3 ωрез.θ вектор , . вихідних рез .у t пл у рез . t пл пл відповідно. сигналів упл.2 А 2 sin рез .z t , На 3 пл - вектор поточних зсувів фаз сигналів у , z четвертому На виході смугових блока 19 фільтрів, де zпл.2 А 2 sin виході блока рез .z t пл z 1 , вектор UA 69315 U рез .у , foz рез .z , fo рез . - власні частоти смугових фільтрів блока Q9 foy , foz , fo , де foy 2 2 2 19. 5 Смугові фільтри блока 19 виконані з регульованою власною частотою, їхня кількість дорівнює шести, тобто подвоєному числу ступенів вільності об'єкта випробувань 12, або подвоєному числу аналізованих АФЧХ. Настроювання власних частот кожного зі смугових фільтрів виконується в автоматичному режимі. Значення власних частот фільтрів відповідають значенням сигналів foy, foz, foθ вектора Q9 , які поступають на керуючий вхід блока 19. Блок 20 виконаний у вигляді трьох автономних вимірювачів зсувів фаз вихідних сигналів блока 19 (вектора Q8 y пл.1, y пл.2 , y пл.3 , z пл.1, zпл.2 , z пл.3 ). На входи кожного з вимірювачів зсувів 10 15 20 фаз блока 20 сигнали вектора Q8 , який сформований на виході блока 19, надходять парами yпл.1, zпл.1 , yпл.2, zпл.2 , yпл.3 , zпл.3 , гармонійні складові кожної з яких мають однакові частоти збудження ωpeз.y, ωрез.2, ωрез.θ, відповідно. У режимі 1 АФЧХ установка функціонує в такий спосіб. Блоком 1 керування-завдання на першому виході формуються сигнали керування Uкл.у і Uкл.z ключами 3, 4, а на другому і третьому виходах - відповідно вектори сигналів Q32 реж .1, Фреж .1 , Q31 A y , A z . Генератором 2 на першому виході формуються сигнали yреж .1 А у sint t , zреж .1 А z sint t t ) з постійними амплітудами (Ау=const, Az=const), частотою ω(t)=var і зсувом фаз φ(t)=var, що змінюються в часі, у діапазонах [ω н÷ωв] рад/с, [0÷ 2 ] рад відповідно (амплітуди Ау, Az і діапазон [ωн÷ωв] частоти збудження визначаються нормативним документом). Сигнали уреж.1, і zреж1 підключаються сигналами керування Uкл.у і Uкл.z ключами 3, 4 до входів блоків 5, 6 керування віброзбудниками 7, 8. При цьому поточні значення частоти ω і зсуву фаз сигналів уреж.1, і zреж.1 змінюються генератором 2 безперервно або дискретно (визначається нормативним документом). У даному режимі виконуються умови у*=уреж.1 і z*=zреж.1. Платформа 9 вібростенда переміщається в напрямку осей Оу і Oz за законами y пл А пл sin t , zпл А пл sin t пл . При z у 25 цьому об'єкт випробувань 12 на кожній 3 поточних частот збудження ω робить тривимірні коливання за законами y об А об sin t об , zоб А об sin t об , об А об sin t об . z z y y Амплітудні характеристики встановленого на платформі 9 об'єкта випробувань 12 є двовимірними і залежать при цьому одночасно як від поточної частоти ω(t), так і від поточного пл пл зсуву фаз φ(t) сигналів у і z коливань платформи: А об А об , , А об А об , , z z y y 30 А об А об , . zпл А пл sin t t пл t z 35 y пл А пл sint t у Блоками 5, 6 керування на платформі 9 сигнали і регулюються і підтримуються із заданою точністю (визначається нормативним документом). При цьому забезпечуються умови А пл А у , А пл А z , пл . z у пл пл Ланцюги регулювання амплітуд і зсувів фаз сигналів у і z блоків 5, 6 керування на кресленні не показані. Блок 18 функціонує, у свою чергу, у двох режимах: режимі 1 побудови АФЧХ об'єкта випробувань 12 і режимі 2 формування векторів Q41 рез .у , рез .z , рез . і Q42 рез .у , рез .z , рез . сигналів резонансних зсувів фаз і резонансних частот. У режимі 1 блока 18 на його перший і другий входи одночасно надходять сигнали векторів Q2 yоб , zоб , об 40 45 блоку 17 і Q32 реж .1, Фреж .1 блока 1 керування. Блок 18 здійснює побудову двовимірних АФЧХ: А об , , , А об , , А об , відповідно для амплітуд сигналів у , z , θ z y об'єкта випробувань 12, наприклад, шляхом формування тривимірних масивів даних (А[n]; φ[n]; ω[n], де n - поточний номер точки масиву) для кожної з характеристик окремо. При досягненні частотою збудження і зсувами фаз значень ω=ω в і φ= 2 процес побудови блоком 18 АФЧХ закінчується і він переходить у режим 2 функціонування. У даному режимі блоком 18 проводиться аналіз побудованих АФЧХ А об , , , А об , , z y об об об А об , на екстремум, наприклад методом перебору кожного з тривимірних масивів даних A[n], і визначаються набори значень рез.у ,рез .у , рез .z ,рез.z , рез . , рез. , при яких амплітуди коливань об'єкта 12 відповідно А об , А об , А об , є найбільшими, тобто А об max , А об max і z z y y 4 UA 69315 U А об max . Потім Q42 рез .у , рез .z , рез . 5 формуються вектори Q41 рез .у , рез .z , рез . , сигналів . Вектор сигналів Q42 надходить на вхід блока 1 керування і четвертий вхід генератора 2 і установка переводиться в режим 2 функціонування. У режимі 2 випробувань установка працює в такий спосіб. Блоком 1 керування-завдання на першому виході формуються сигнали керування Uкл.у і Uкл.z ключами 3, 4, на другому виході - вектор сигналів Q32 0 , а на третьому виході - вектор сигналів Q31 A1, A 2 , A 3 Генератором сигналів 2 на другому виході формується сигнал уреж.2, що надходить на другий інформаційний вхід ключа 3. На третьому виході генератором сигналів у z 2 формується вектор сигналів Q5 Uреж .2Uреж .2Uреж .2 , що надходить на інформаційний вхід 10 15 20 блока 22 керування. Блоком 22 керування на виході формується сигнал Q6 z1, z 2 , z 3 , що надходить на вхід блока 23 підсумовування. На виході блока 23 підсумовування формується сигнал yреж.2, що надходить на другий інформаційний вхід ключа 4. Сигнали уреж.2 і zреж.2 надходять через ключі 3, 4 і блоки керування 5, 6 на входи віброзбудників 7, 8, які передають платформі 9 коливання одночасно в напрямках осей Оу і Oz. Коливання платформи 9 виміряються вимірювальними перетворювачами 10, 11 і через перший блок узгоджуючих підсилювачів 16 надходять у вигляді електричних сигналів на вхід блока 19 смугових фільтрів. Одночасно сигналами вектора Q9 foy , foz , fo , що надходять на керуючий вхід блока 19 виконується автоматичне настроювання власних частот смугових фільтрів блока до значень, що відповідають резонансним частотам ωpeз.y, ωрез.2, ωрез.θ об'єкта випробувань 12. На виході блока 19 формується шестикомпонентний вектор сигналів Q8 y пл.1, y пл.2 , y пл.3 , z пл.1, z пл.2 , z пл.3 , які парами, що відповідають резонансним частотам ωpeз.y, ωрез.2, ωрез.θ об'єкта випробувань 12, надходять на входи блока 20 виміру фазових зсувів. На виході блока 20 формується вектор Q7 пл , пл , пл y z сигналів поточних зсувів фаз сигналів вектора Q1 yпл , zпл коливань платформи 9 на частотах ωpeз.y, ωрез.2, ωрез.θ, відповідно. Вектор 25 Q7 поточних зсувів фаз надходить на віднімаючий вхід блока 21 порівняння фазових зсувів, на підсумовуючий вхід якого одночасно надходять сигнали вектора Q41 рез .у рез .z рез . резонансних зсувів фаз об'єкта випробувань 12, сформованого на першому виході блока 18 виміру-аналізу спектрів у режимі 1 АФЧХ роботи установки. Вихідний сигнал блока 21 надходить на керуючий вхід блока 22 керування зсувами фаз. Одночасно на інформаційний вхід блока 22 30 На виході блока 22 формується вектор Q6 z1, z 2 , z 3 сигналів z1 А1 sinрез .у t у , z 2 А 2 sinрез .z t z , z3 А 3 sinрез . t . , зсуви фаз φу, φz, φθ яких установлюються блоком 22 керування з урахуванням порівняння блоком 21 поточних зсувів фаз сигналів вектора Q7 платформи 9 і резонансних зсувів фаз сигналів вектора Q41 . У результаті випробувань 35 у z надходить вектор Q5 Uреж .2Uреж .2Uреж .2 , параметри сигналів якого відповідають одночасно і резонансним частотам ωpeз.y, ωрез.2, ωрез.θ і резонансним зсувами фаз φpeз.y, φрез.2, φрез.θ об'єкта 12. на платформі 9 підтримуються зсуви фаз пл , пл , пл сигналів: z y пл у пл А1 sin рез .у t пл А пл sin рез .z t пл А пл sin рез . t пл у 2 z 3 (визначається нормативним документом). При цьому із виконуються заданою умови: точністю пл рез .у , y пл рез .z , пл рез . . z 40 пл пл пл Одночасно блоками 5, 6 керування на платформі 9 амплітуди А1 , А пл , А пл сигналів у і z 2 3 регулюються і підтримуються із заданою точністю (визначається нормативним документом). пл При цьому забезпечуються умови: А1 A1 , А пл A 2 , А пл A 3 . Ланцюги регулювання амплітуд 2 3 пл А1 , А пл , А пл блоків 5, 6 керування на кресленні не показані. 2 3 45 У результаті встановлений на платформі 9 об'єкт 12 проходить випробування на двокоординатну вібрацію: пл у пл А1 sin рез .у t А пл sin рез .z t А пл sin рез . t і 2 3 5 UA 69315 U пл zпл А1 sin рез .у t пл А пл sin рез .z t пл А пл sin рез . t пл у 2 z 3 з частотами збудження ω peз.y, ωрез.2, ωрез.θ і зсувами фаз φpeз.y, φрез.2, φрез.θ, при яких двовимірні амплітудно-фазо-частотні характеристики об'єкта випробувань А об , , , А об , , А об , в напрямку поступальних z y 5 горизонтальної у і вертикальної z, а також кутової θ координат є найбільшими одночасно. Застосування установки забезпечує проведення випробувань об'єктів просторової структури на двокоординатну поступальну вібрацію в режимі частот і зсувів фаз коливань платформи, при яких амплітуди коливань об'єкта в напрямку поступальних горизонтальної у, вертикальної z і кутової θ координат є найбільшими одночасно. У результаті підвищується ефективність випробувань і розширюються функціональні можливості установки. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 35 40 1. Установка для випробувань на двокоординатну вібрацію, що містить двокоординатний поступальний вібростенд, виконаний у вигляді збудників горизонтальної і вертикальної вібрації, які встановлені жорстко на нерухомій основі, платформи для установки об'єкта випробувань, яка з'єднана зі столами віброзбуджувачів вібропередавальними вузлами, жорсткими в напрямку передаваної вібрації і податливими в перпендикулярних напрямках, встановлені на платформі вимірювальні перетворювачі горизонтальної і вертикальної вібрації, послідовно з'єднані з першим блоком узгоджуючих підсилювачів, блок виміру-аналізу спектрів, блок керуваннязавдання, генератор сигналів, перший і другий блоки керування віброзбуджувачами, які з'єднані з входами віброзбуджувачів відповідно горизонтальної і вертикальної вібрації, яка відрізняється тим, що в неї додатково введено вимірювальні перетворювачі горизонтальної, вертикальної і кутової вібрації, які встановлені на об'єкті випробувань, другий блок узгоджуючих підсилювачів, блок смугових фільтрів, блок виміру фазових зсувів, блок пристроїв порівняння зсувів фаз, блок керування зсувами фаз, блок підсумовування, перший і другий ключі, причому виходи встановлюваних на об'єкті випробувань вимірювальних перетворювачів горизонтальної, вертикальної і кутової вібрації з'єднані через другий блок узгоджуючих підсилювачів з першим входом блока виміру-аналізу спектрів, перший вихід якого з'єднаний з підсумовуючим входом блока пристроїв порівняння зсувів фаз і третім входом генератора сигналів, другий вихід - із четвертим входом генератора сигналів і входом блока керування-завдання, перший вихід якого з'єднаний з керуючими входами першого й другого ключів, другий вихід - з першим входом генератора сигналів і другим входом блока виміру-аналізу спектрів, третій вихід - із другим входом генератора сигналів, четвертий вихід - з керуючим входом блока смугових фільтрів, який з'єднаний інформаційним входом з виходом першого блока узгоджуючих підсилювачів, віднімаючий вхід блока пристроїв порівняння зсувів фаз з'єднаний через блок виміру фазових зсувів із виходом блока смугових фільтрів, а вихід - з керуючим входом блока керування зсувами фаз, причому перший вихід генератора сигналів з'єднаний з першими інформаційними входами першого і другого ключів, які з'єднані виходами з входами першого і другого блоків керування віброзбуджувачами, відповідно, другий вихід - із другим інформаційним входом першого ключа, третій вихід - із входом блока керування зсувами фаз, а вихід блока підсумовування з'єднаний з другим інформаційним входом другого ключа. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що блок виміру-аналізу спектрів виконаний у вигляді блока виміру-аналізу двовимірних амплітудно-фазо-частотних характеристик об'єкта випробувань. 6 UA 69315 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюInstallation for tests on two-coordinate vibration
Автори англійськоюShpachyk Volodymyr Petrovych, Nikitina Hanna Oleksandrivna, Dudko Vadym Valentynovych
Назва патенту російськоюУстановка для испытаний на двухкоординатную вибрацию
Автори російськоюШпачук Владимир Петрович, Никитина Анна Александровна, Дудка Вадим Валентинович
МПК / Мітки
МПК: G01M 7/00
Мітки: установка, випробувань, вібрацію, двокоординатну
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-69315-ustanovka-dlya-viprobuvan-na-dvokoordinatnu-vibraciyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Установка для випробувань на двокоординатну вібрацію</a>
Попередній патент: Спосіб діагностики шизофренії з суїцидальною поведінкою
Наступний патент: Фільтр для курильного виробу та спосіб його виготовлення
Випадковий патент: Спосіб реабілітаційного лікування хворих на гострий панарицій