Результат интеллектуальной деятельности: УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ СЛУЧАЙНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Изобретение относятся к испытательной технике и может быть использовано для вибрационных испытаний различных изделий, включая комплексные испытания на металлорежущих станках в условиях одновременного воздействия широкополосной вибрации и интенсивных физических факторов различной природы (механической, электрической и тепловой).

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является импульсное ударное устройство по патенту РФ №2489697 от 10.08.13, содержащее корпус, пьезоэлектрический динамометр и ударный элемент.

Недостаток известного технического решения заключается в отсутствии возможности имитации случайного воздействия при контактном вибровозбуждении объектов станкостроения.

Технический результат заключается в расширении частотного спектра вибровозбуждения путем обеспечения возможности имитации случайного воздействия при контактном вибровозбуждении объектов станкостроения.

Это достигается тем, что в ударном устройстве для имитации случайного воздействия, содержащем корпус, пьезоэлектрический динамометр и ударный элемент, ударный элемент выполнен быстросменным, расположенным соосно корпусу, выполнен из эластомера и посредством втулки крепится к мембранному передающему элементу, закрепленному на цилиндрическом корпусе посредством фланца, расположенного перпендикулярно оси корпуса, с помощью винтов, а внутри корпуса и соосно ему расположен мембранный передающий элемент, который имеет цилиндроконическую часть, установленную в корпусе с тороидальным зазором в нижней части, имеющем лепестковую форму в сечении торообразующей поверхности, при этом мембранный передающий элемент соединен резьбовой частью шпильки, расположенной по оси корпуса, с основной массой ударного устройства, контактирующей с пьезоэлектрическим динамометром, помещенным в диэлектрическую защитную оболочку, при этом напряжение, возникающее при ударном или случайном воздействиях, отводится от пьезоэлектрического динамометра через контактный элемент, закрепленный в корпусе, и связанный проводом с контактным элементом, закрепленным в полой цилиндрической рукоятке ударного устройства, при этом провод закреплен в хомуте, жестко связанном с внешней поверхностью рукоятки, ось которой расположена перпендикулярно оси корпуса и которая посредством резьбовой части жестко фиксируется в резьбовом отверстии основной массы, над которой расположена дополнительная масса ударного устройства, выполненная в виде цилиндра, и в которой выполнено осесимметричное резьбовое отверстие, в которое входит резьбовая часть выступа, составляющая одно целое с основной массой, которая в свою очередь посредством винтов крепится к корпусу, а в торцевую поверхность резьбовой части выступа упирается головка шпильки, связывающей основную массу ударного устройства с мембранным передающим элементом через пьезоэлектрический динамометр, в котором выполнено центральное осесимметричное отверстие, через которое проходит гладкая цилиндрическая часть шпильки, а дополнительная масса ударного устройства в своей верхней части содержит полость, герметично закрытую крышкой посредством винтов, в которой размещены элементы, создающие имитацию случайного воздействия, выполненные, например, в виде стальных шариков.

На чертеже представлена схема ударного устройство для имитации случайного воздействия.

Ударное устройство для имитации случайного воздействия содержит быстросменный ударный элемент 1, расположенный соосно корпусу 3 и выполненный из эластомера, который посредством втулки 18 крепится к мембранному передающему элементу 2, закрепленному на цилиндрическом корпусе 3 посредством фланца 16, расположенного перпендикулярно оси корпуса 3, с помощью винтов 17. Внутри корпуса 3 и соосно ему расположен мембранный передающий элемент 2, который имеет цилиндроконическую часть, установленную в корпусе с тороидальным зазором 15 в нижней части, имеющем лепестковую форму в сечении торообразующей поверхности. Мембранный передающий элемент 2 соединен резьбовой частью 14 шпильки 13, расположенной по оси корпуса, с основной массой 5 ударного устройства, контактирующей с пьезоэлектрическим динамометром 4, помещенным в диэлектрическую защитную оболочку 22. Напряжение, возникающее при ударном или случайном воздействии, отводится от пьезоэлектрического динамометра 4 через контактный элемент 21, закрепленный в корпусе 3 и связанный проводом 24 с контактным элементом 19, закрепленным в полой цилиндрической рукоятке 9 ударного устройства, при этом провод 24 закреплен в хомуте 20, жестко связанном с внешней поверхностью рукоятки 9, ось которой расположена перпендикулярно оси корпуса 3 и которая посредством резьбовой части 10 жестко фиксируется в резьбовом отверстии 11 основной массы 5. Над основной массой 5 расположена дополнительная масса 6 ударного устройства, выполненная в виде цилиндра, и в которой выполнено осесимметричное резьбовое отверстие 7, в которое входит резьбовая часть выступа 8, составляющая одно целое с основной массой 5, которая в свою очередь посредством винтов 12 крепится к корпусу 3, а в торцевую поверхность резьбовой части выступа 8 упирается головка шпильки 13, связывающей основную массу 5 ударного устройства с мембранным передающим элементом 2 через пьезоэлектрический динамометр 4, в котором выполнено центральное осесимметричное отверстие 23, через которое проходит гладкая цилиндрическая часть шпильки 13.

Дополнительная масса 6 ударного устройства в своей верхней части содержит полость 26, герметично закрытую крышкой 27 посредством винтов 28, в которой размещены элементы 29, создающие имитацию случайного воздействия, выполненные, например, в виде стальных шариков.

Ударное устройство для имитации случайного воздействия работает следующим образом.

При ударе об испытательную поверхность 25 исследуемого объекта (на чертеже не показан) посредством быстросменного ударного элемента 1 имитируется импульсное или случайное возбуждение. Подаваемое на исследуемый объект усилие измеряется с помощью пьезоэлектрического динамометра 4. Дополнительной массой 6 и материалом ударной части 1 можно менять продолжительность импульса, а значит, и частотный диапазон спектра возбуждения. Напряжение, возникающее при ударном или случайном воздействии, отводится от пьезоэлектрического динамометра 4 через контактный элемент 21, закрепленный в корпусе 3 и связанный проводом 24 с контактным элементом 19, закрепленным в полой цилиндрической рукоятке 9 ударного устройства. Сигналы от пьезоэлектрического динамометра 4 передаются в блок обработки данных (на чертеже не показан), в котором частотные характеристики получают с помощью спектрального анализа сложных сигналов, основу которого составляет быстрое преобразование Фурье, например, с помощью двухканального анализатора (на чертеже не показан), выполняющего быстрое преобразование Фурье и измеряющего сигналы возбуждения от ударного устройства и реакции их на испытательной поверхности 25 исследуемого объекта, затем определяют частотные характеристики на основе этих измерений. Элементы 29, размещенные в полости 26 дополнительной массы 6 ударного устройства, создают имитацию случайного воздействия.