Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
панин.docx
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
686 Кб
Скачать
☆

4. Проектирование стенда

Рассмотрим аналоги узлов проектируемого устройства на основании патентного поиска. Рассмотрим несколько патентов.

Название: Поршневая резонансная машина

МПК: F02D35/00, F02D37/00, F02B75/00

№ RU 2274755 C1

Изобретение относится к поршневым машинам. Поршневая резонансная машина с кривошипно-шатунным механизмом содержит маховик с переменным моментом инерции, муфтой, грузами и системой рычагов, предназначенный для плавного изменения момента инерции колебательной системы, датчик угловой скорости вращения вала, датчик температуры окружающей среды, датчик барометрического давления окружающей среды, датчик положения муфты маховика с переменным моментом инерции, микропроцессорную систему управления, блок задания закона перемещения муфты маховика с переменным моментом инерции. Микропроцессорная система управления содержит блок с математической моделью работы поршневой резонансной машины, первый блок сравнения, второй блок сравнения. Выходные сигналы датчика угловой скорости вращения вала, датчика температуры окружающей среды, датчика барометрического давления окружающей среды, датчика положения муфты маховика с переменным моментом инерции подают на входы блока с математической моделью работы поршневой резонансной машины. На первый вход первого блока сравнения подают рассчитанное значение угловой скорости вращения вала поршневой машины, соответствующее резонансному режиму при данных измеренных значениях температуры и барометрического давления окружающего воздуха. На второй вход первого блока сравнения подают выходной сигнал датчика угловой скорости вращения вала. На первый вход второго блока сравнения подают рассчитанное значение положения муфты маховика с переменным моментом инерции, соответствующее резонансному режиму при данных измеренных значениях температуры и барометрического давления окружающего воздуха, а также для данного резонансного значения угловой скорости вращения вала поршневой машины, а на второй вход второго блока сравнения - выходной сигнал датчика положения муфты маховика с переменным моментом инерции. С выходов первого и второго блоков сравнения подают сигналы на входы соответственно первого и второго исполнительно-регулирующих устройств, плавно изменяющих скорость вращения вала поршневой машины и положение муфты маховика с переменным моментом инерции до выполнения условия минимума коэффициента неравномерности вращения вала поршневой машины. Выполнение этого условия означает, что поршневая машина настроена на резонансный режим. На вход блока задания закона перемещения муфты маховика с переменным моментом инерции подают сигнал с выхода микропроцессорной системы управления, а выходной сигнал этого блока подают на вход второго блока сравнения. Изобретение обеспечивает автоматическое поддержание в поршневой машине резонансного режима.

Рис. 4.1.

Название: Поршневая резонансная машина

МПК: F02D35/00, F02D37/00, F02B75/00

№ RU 2004122451 А

Поршневая резонансная машина с кривошипно-шатунным механизмом, отличающаяся тем, что содержит маховик с переменным моментом инерции, муфтой, грузами и системой рычагов, предназначенные для плавного изменения момента инерции колебательной системы, датчик угловой скорости вращения вала, датчик температуры окружающей среды, датчик барометрического давления окружающей среды, датчик положения муфты маховика с переменным моментом инерции, микропроцессорную систему управления, блок задания закона перемещения муфты маховика с переменным моментом инерции; микропроцессорная система управления в свою очередь содержит блок с математической моделью работы поршневой резонансной машины, первый блок сравнения, второй блок сравнения; причем выходные сигналы датчика угловой скорости вращения вала, датчика температуры окружающей среды, датчика барометрического давления окружающей среды, датчика положения муфты маховика с переменньм моментом инерции подают на входы блока с математической моделью работы поршневой резонансной машины; на первый вход первого блока сравнения подают рассчитанное значение угловой скорости вращения вала поршневой машины, соответствующее резонансному режиму при данных измеренных значениях температуры и барометрического давления окружающего воздуха, а на второй вход первого блока сравнения - выходной сигнал датчика угловой скорости вращения вала; на первый вход второго блока сравнения подают рассчитанное значение положения муфты маховика с переменным моментом инерции, соответствующее резонансному режиму при данных измеренных значениях температуры и барометрического давления окружающего воздуха, а также для данного резонансного значения угловой скорости вращения вала поршневой машины, а на второй вход второго блока сравнения - выходной сигнал датчика положения муфты маховика с переменным моментом инерции; с выходов первого и второго блоков сравнения подают сигналы на входы соответственно первого и второго исполнительно-регулирующих устройств, плавно изменяющих скорость вращения вала поршневой машины и положение муфты маховика с переменным моментом инерции до выполнения условия минимума коэффициента неравномерности вращения вала поршневой машины, причем выполнение этого условия означает, что поршневая машина настроена на резонансный режим; на вход блока закона перемещения муфты маховика с переменным моментом инерции подают сигнал с выхода микропроцессорной системы управления, а выходной сигнал этого блока подают на вход второго блока сравнения.

Название: Универсальная испытательная машина

МПК: G01N3/00

№ RU 2254563 С1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности, к машинам для испытания образцов на растяжение, сжатие, изгиб и т.д. Машина (рис. 4.2) содержит основание, размещенные на нем колонны, подвижную траверсу и неподвижную траверсу, закрепленную на них. На колоннах машины выполнена резьба и установлены механизмы подъема неподвижной траверсы и подвижной траверсы с ходовыми винтами. Приводы вращения ходовых винтов, выполненные в виде планетарных передач, расположены на наружной плоскости основания. При этом ходовые винты установлены соосно входным и редуцированным валам планетарных передач, а также корпусам передач. Входные валы планетарных передач соединены гибкими связями с валом электродвигателя. Машина также содержит устройства для закрепления и установки образцов. Технический результат - повышение надежности и кпд машины.

Рис. 4.2.

Спроектируем машину по аналогии с первыми двумя патентами.

Испытательный стенд включает следующие ключевые элементы: электродвигатель 15, пружины 2,3,6,8 и эксцентрик 16.

Произведем расчет пружин 2 и 3.

Основные параметры витых пружин – диаметр проволоки d, средний диаметр витка D, шаг витков р и их число n, индекс пружины С = D/d.

Выбираем в качестве материала пружины 50 ХГА: в = 1300 МПа, or = 1200 МПа, l/l0 = 10%, Е = 210 ГПа, G = 80 ГПа.

Зададимся потребным упругим перемещением пружины x = 10 см = 100 мм.

Жесткость одного витка определяется по формуле:

Примем D = 20 мм, d = 10 мм.

Примем разность сил = 100 кН, найдем необходимое число витков:

Необходимая длина проволоки для одной пружины:

Вычислим нормальное напряжение растяжения пружины под действием максимально возможной силы:

< 1300 МПа, следовательно, пружина удовлетворяет условиям прочности.