Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ УЗЛОВ СТАНКА ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ

Изобретение относится к испытательной технике.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является способ, изложенный в патенте РФ №2489697 от 10.08.13, в котором посредством пьезоэлектрического динамометра и ударного элемента производят анализ импульсного и случайного воздействий на узлы станка.

Недостаток известного технического решения заключается в отсутствии 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 способе испытания узлов станка при исследовании, включающем импульсное воздействие с заданными параметрами на испытательную поверхность исследуемого узла быстросменным элементом ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный в виде сплошного цилиндра с заданной массой, при этом подаваемое на исследуемый узел усилие измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра, подключенного к блоку обработки данных, а затем осуществляют имитацию случайного импульсного воздействия на упомянутую испытательную поверхность посредством упомянутого ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный с полостью, содержащей стальные шарики.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления предложенного способа.

Устройство для осуществления предложенного способа 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, расположенному перпендикулярно оси корпуса 3, с помощью винтов 17. Внутри корпуса 3 и соосно ему расположен мембранный передающий элемент 2, который имеет цилиндро-коническую 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 воздействиях отводится от пьезоэлектрического динамометра 4 через контактный элемент 21, закрепленный в корпусе 3и 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 сплошного цилиндра (на чертеже не показано), 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, выполненная в виде сплошного цилиндра, служит для имитации импульсного воздействия, и она является сменной для проведения испытаний по предложенному способу.

Дополнительная масса 6 ударного устройства для проведения испытаний посредством случайного воздействий на узлы станка, 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.

Устройство для осуществления предложенного способа 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 воздействиях, 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.

Способ имитации импульсного и случайного воздействий на узлы станков осуществляют следующим образом.

Испытательную поверхность 25 исследуемого объекта очищают от посторонних предметов, например стружки, пыли, других объектов, которые могут внести погрешность в результаты испытаний за счет наличия флуктуации массы этих объектов.

Затем устанавливают быстросменный ударный элемент 1 и воздействуют им (ударяют) в зависимости от уровня требуемой имитации импульсного возбуждения, при этом устанавливают дополнительную массу 6 ударного устройства, выполненную в виде сплошного цилиндра.

Производят удар посредством рукоятки 9 по испытательной поверхности 25 исследуемого объекта. При этом подаваемое на исследуемый объект усилие измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра 4. Величиной дополнительной массы 6 и подбором материала ударной части 1 меняют продолжительность импульса, а следовательно, и частотный диапазон спектра возбуждения. Сигналы от пьезоэлектрического динамометра 4 передают 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, и определяют реакции их на испытательной поверхности 25 исследуемого объекта, затем строят частотные характеристики на основе этих измерений.

После этого производят смену дополнительной массы 6 ударного устройства, выполненной в виде сплошного цилиндра, на дополнительную массу 6 ударного устройства, в которой размещают элементы 29, в ее полости 26, и создают имитацию случайного воздействия при ударе об испытательную поверхность 25 исследуемого объекта. При этом также сигналы от пьезоэлектрического динамометра 4 передают в блок обработки данных, в котором получают частотные характеристики.

После этого производят сравнительный анализ полученных результатов.