Возбуждения переменного

^ Для испытаний на усталость применяют машины, установки и стенды с различным видом возбуждения переменных нагрузок: гидравлическим, пружинным, механическими центробежными вибраторами, кривошипным, электромагнитным, электродинамическим, маг-нитострикционным, пьезоэлектрическим, пневматическим, акустическим, компрессионным и термическим, а также путем подвески грузов непосредственно или через систему рычагов.

Различные виды деформации могут быть получены с использованием любого принципа возбуждения переменных нагрузок. Но по усилиям, частоте и перемещениям существуют ограничения, которые следует иметь в виду при выборе оборудования для испытаний. Параметры силовозбудителей представлены в табл. 26 [26].

Испытательное оборудование и аппаратура. Усталостные испытания жаропрочных материалов и исследование влияния качества поверхностного слоя на выносливость деталей в условиях, приближающихся к эксплуатационным, проводили в лаборатории вибропрочности МАИ на машинах с электрическими методами возбуждения переменных нагрузок. Эти машины по типу преобразователя электрической энергии в энергию механических колебаний подразделяются на машины с электродинамической и магнито-стрикционной системой возбуждения.

5. Высокая частота возбуждения переменных нагрузок. Такое требование, обусловленное главным образом необходимостью повышения производительности испытаний, не должно распространяться на случай, когда частота влияет на результаты испытаний.

Независимо от силовой схемы, средств силового возбуждения и других конструктивных признаков подавляющее большинство испытательных машин в динамическом отношении может быть представлено ограниченным числом схем колебательных систем с сосредоточенными параметрами. Для машин каждой группы, объединенных одной такой схемой, общими являются динамические особенности возбуждения переменных нагрузок и условия передачи их на образец.

Совокупность средств возбуждения механических колебаний (ССВК), входящих в состав виброиспытательного комплекса ВИК, состоит из опорной плиты, которую при малых размерах (до 1 м) называют столом, а при боль-Вшх размерах — платформой; механизмов возбуждения переменных сил и движений; систем управления режимами испытаний; устройств компенсации статических нагрузок; измерительных систем; обрабатывающих и регистрирующих устройств. Такую совокупность средств называют вибростендом.

Рис. 32. Структурная схема коммутационного возбуждения переменных потоков:

Серийно выпускают роторные гидропульсаторы производительностью 50 и 200 л/мин (табл. 19). Эти пульсаторы компонуют в блоки, предназначенные для возбуждения переменных нагрузок в испытательных машинах типа МУПЭ, МУБ, МДУ, комплектования стендов для испытания конструкций типов 2СО и ОИС, оснащения оборудования индивидуального производства, а также для применения в системах возбуждения мощных вибро^ и сейсмоплатформ типов ВП-100, ВПЗК-ЮО, ВП2К-200. Используют как одиночные пульсаторы, так и спаренные агрегаты.

инерционного действия для возбуждения переменных возвратно-поступательных и поворотных движений.

Независимо от силовой схейы, средств силового возбуждения и других конструктивных признаков подавляющее большинство испытательных машин в динамическом отношении может быть представлено ограниченным числом схем колебательных систем с сосредоточенными параметрами. Для машин каждой группы, объединенных одной Такой схемой, общими являются динамические особенности возбуждения переменных нагрузок и условия передачи их на образец.

Совокупность средств возбуждения механических колебаний (ССВК), входящих в состав виброиспытательною комплекса ВИК, состоит из опорной плиты, которую при малых размерах (до 1 м) называют столом, а при больших размерах — платформой; механизмов возбуждения переменных сил и движений; систем управления режимами испытаний; устройств компенсации статических нагрузок; измерительных систем; обрабатывающих и регистрирующих устройств. Такую совокупность средств называют вибростендом.

Основные виды преобразователей, основанных на изменении значения ц, показаны на рис. 3.98. Схему а можно назвать исходной для магнитоупругих датчиков. Из-за ее несимметрии она имеет самые плохие измерительные характеристики. Симметричные конструкции (схема б) могут быть созданы исходя из различных принципов, причем можно использовать особые виды возбуждения переменного магнитного поля. Примеры показаны на рис. 3.100. Трансформаторные магнитоупругие преобразователи показаны на рис. 3.98, в и г. Так как изменения взаимной индуктивности существенно выгоднее достигаются в анизотропных преобразователях, эти структурные схемы не имеют никакого практического значения.

Компенсация температурной погрешности нулевой точки в наиболее распространенных несимметричных датчиках достигается схемами термокомпенсации с термисторами (рис. 3.116,г); температурная погрешность чувствительности сводится к минимуму, как правило, путем соответствующего выбор а материала и способа обработки, а также способа возбуждения переменного поля. Разностные схемы имеют пренебрежимо малую температурную зависимость нуля, а температурная зависимость чувствительности компенсируется при помощи терморезисторов.

Важнейшими составными частями специфичной электрической схемы являются блок питания, служащий для обеспечения достаточно сильного и постоянного возбуждения переменного поля, и выпрямительная схема, служащая для выделения измерительного сигнала из сигнала несущей частоты на выходе датчика силы.

Блок питания. Преимущество большой измерительной мощности достигается за счет сравнительно высоких затрат мощности для возбуждения переменного поля (вплоть до нескольких сот ватт у датчиков на большие номинальные силы). Так как обеспечение энергией с приемлемыми затратами может осуществляться лишь из обычной силовой сети на 50 или 60 Гц, то подавляющее количество магни-•тоупругих измерительных систем работают как раз на этой очень низкой несущей частоте. Поэтому силы могут быть измерены в динамическом режиме с максимальной частотой около 10—15 Гц, что для многих случаев вполне достаточно. Для измерений сил в 'большем частотном диапазоне используют несущую частоту 400 Гц.

Для многих деталей и узлов трансмиссий испытания на кручение в неподвижном состоянии недостаточно показательны, поскольку в этом случае не воспроизводятся факторы, оказывающие решающее влияние на работоспособность конструкции в эксплуатации. К таким факторам относятся перемена контактирующих поверхностей в коробках передач, изменение условий контакта в шарнирах, влияние центробежных сил в дисках сцеплений. Для приближения условий испытаний трансмиссий к эксплуатационным изготовляют установки с нагружением исследуемых узлов в процессе вращения с использованием систем: параллельной, когда привод вращения устанавливают параллельно системе возбуждения переменного момента; коаксиальной, когда привод вращения и система возбуждения монтируют соосно друг другу.

дачи. На второй рабочей ветви между зубчатыми колесами помещены последовательно образец, маховик и упругий элемент (или второй образец). Частоту возбуждения переменного потока выбирают близкой к частоте собственных колебаний меховика на образце и упругом элементе. В выполненной конструкции стенда барабан со спиральным каналом рассчитан на возбуждение момента ±500 Н-м; коэффициент динамического усиления достигает 5—8. Таким образом, максимальный переменный крутящий момент на образце в процессе испытаний достигает 3—4 кН-м.

или нескольких потоков с целью возбуждения переменного потока "С заданными параметрами. Преобразователи используются для реверсирования направления движения потока, коммутации и распределения потока между каналами^и для трансформирования переменного потока_пойрасходу и давлению.

Соединение трансформатора с торсионным валом 6 позволяет использовать эффекты косвенного резонанса для динамического усиления выходного потока при внешней нагрузке 20 реактивного характера. Каждый из роторов трансформатора со спиральным каналом можно использовать, как и автономный источник переменной , гидравлической мощности. Для этого достаточно сообщить ротору поворотные колебания- v = vc cos со/ или приложить к нему переменный момент М = — М0 cos tat. В этом случае, имея на выходе спирального канала сопротивление 2П, получим систему мягкого возбуждения переменного давления. Для преобразования преимущественно постоянных потоков применяют также гидромоторно-насосные агрегаты, пред-

Для многих деталей и узлов трансмиссий испытания на кручение в неподвижном состоянии недостаточно показательны, поскольку в этом случае не воспроизводятся факторы, оказывающие решающее влияние на работоспособность конструкции в эксплуатации. К таким факторам относятся перемена контактирующих поверхностей в коробках передач, изменение условий контакта в шарнирах, влияние центробежных сил в дисках сцеплений. Для приближения условий испытаний трансмиссий к эксплуатационным изготовляют установки с нагружением исследуемых узлов в процессе вращения с использованием систем: параллельной, когда привод вращения устанавливают параллельно системе возбуждения переменного момента; коаксиальной, когда привод вращения и система возбуждения монтируют соосно друг другу.

дачи. На второй рабочей ветви между зубчатыми колесами помещены последовательно образец, маховик и упругий элемент (или второй образец). Частоту возбуждения переменного потока выбирают близкой к частоте собственных колебаний меховика на образце и упругом элементе. В выполненной конструкции стенда барабан со спиральным каналом рассчитан на возбуждение момента ±500 Н-м; коэффициент динамического усиления достигает 5—8. Таким образом, максимальный переменный крутящий момент на образце в процессе испытаний достигает 3—4 кН-м.

или нескольких потоков с целью возбуждения переменного потока с за-данными^'параметрами. Преобразователи используются для реверсирования направления движения потока, коммутации и распределения потока между каналамиГи для трансформирования переменного потока по расходу и давлению.

Соединение трансформатора с торсионным валом 6 позволяет использовать эффекты косвенного резонанса для динамического усиления выходного потока при внешней нагрузке г^ реактивного характера. Каждый из роторов трансформатора со спиральным каналом можно использовать, как и автономный источник переменной гидравлической мощности. Для этого достаточно сообщить ротору поворотные колебания v = Vj cos at или приложить к нему переменный момент М ~ ~ Mfs cos v)t. В этом случае, имея на выходе спирального канала сопротивление го, получим систему мягкого возбуждения переменного давления. Для преобразования преимущественно постоянных потоков применяют также гидромоторно-насосные агрегаты, пред-