Стенд для динамических испытаний изделий

 

4;стЕнд дая ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ, содержащий пневмоцилиндр , перегородку, разделяющую нйдпоршневую полость пневмоцилиндра . на две сообщающиеся через дроссельное отверстие камеры, стол для установки испытуемого изделия, жестко связанный со штоком пор1г4ня пневмоцилиндра , камеру высокого давления, отделенную от подпоршневой полости запорным элементом, устройство управления запорным элементом и средства для регулирования параметров динамической нагрузки, отличающийс я тем, что, с целью расширения возможностей регулирования параметров динамической нагрузки, он снабжен жестко связанным со штоком вторым поршнем пневмоцилиндра, размещенным между перегородкой и столом, а устройство управления запорным элементом выполнено в виде жестко связанного с запорным элементом дополнительного поршня, образующего в камере высокого давления управляющую полость, которая сообо$ена с атмосферой магистралью с управляющим клапаном и регулируемым дросселем,S 2. Стенд по п. 1, отличаю- (Я щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем исключения возможности самопроизвольного срабатывания, поршневая полость сооб щена с атмосферой через управляемый с запорный орган.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (111

3(511 0 01 М 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3492116/25-28 (22) 16.09.82 (46) 23.12.83. Бюл. Р 47 (72) B.И.Казачковский, А.B.Чемерис . и Ф.Д.Денисов (53) 620.178.7.(088.8) (56) 1. Приборы и системы для иэмере. ния вибраций, шума и. удара. Справочник, кн. 2, М., "Машиностроение", 1978, с,340, рис. 6.

2. Патент ФРГ 9 1194608, кл. 60-30, 1959 (прототип). (54)(57)1.СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ, содержащий пневмоцилиндр, перегородку, разделяющую надпоршнеьую полость пневмоцилиндра: на две сообщающиеся через дрсссель= ное отверстие камеры, стол для установки испытуемого иэделия, жестко связанный со щтоком поршня пневмоцилиндра, камеру высокого давления, отделенную от подпоршневой полости. запорным элементом, устройство управления запорным элементом и средства для регулирования параметров динамической нагрузки, о т л и ч а ю щ и йс я .тем, что, с целью расширения возможностей регулирования параметров динамической нагрузки, он снабжен жестко связанным со штоком вторым поршнем пневмоцилиндра, размещенным между перегородкой и столом, а устройство управления запорным элементом выполнено в виде жестко связанного с запорным элементом дополнительного поршня, образующего в камере высокого давления управляющую полость, которая сообщена с атмосферой магистралью с управляющим клапаном и регулируемым дросселем.

Ф сО

2. Стендпоп. 1, отлич аюшийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем исключения возможности самопроизвольного С срабатывания, поршневая полость сообщена с атмосферой через управляемый а запорный орган.

1062541

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания изделий на воздействие динамических нагрузок.

Известен стенд для динамических испытаний иэделий, содержащий пнев- 5 моцилиндр, сообщенную с подпоршневой полостью пневмоцилиндра камеру высокого давления, жестко связанный с поршнем стол для установки испытуемого изделия, поршень имеет торцовое уплотне-. 10 ние, взаимодействующее с днищем пневмоцилиндра, отделяющим его от камеры высокого давления, и хвостовик, перекрывающий отверстие в днище (1J .

Недостатком этого стенда является трудность технического осуществления его пуска, который осуществляется путем увеличения давления в камере высокого давления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стенд .для динамических испытаний изделий, содержащий пневмоцилиндр, перегородку, разделяющую надпоршневую полость пневмоцилиндра на обе сообщающиеся через дроссельное от- 2э верстие камеры, стол для установки испытуемого изделия, жестко связанный со штоком поршня пневмоцилиндра, камеру высокого давления, отделенную от подпоршневой полости запорным . 30 элементом, устройство управления . запорным элементом и средства для регулирования параметров динамической нагрузки )2) .

Недостатком этого стенда является Зу то, что толкающее усилие равняется разнице сил давления на поршень пневмоцилийдра с двух сторон. Амплитуда ударного ускорения зависит, .таким образом, от соотношения давления в камере высокого давления и надпоршневой полости, что ограничивает возможности стенда. Кроме того, при взведенном положении системы неизбежны утечки через уплотнения, в результате чего в изолированном 45 подпоршневом пространстве возможно повышение давления, что может вызвать самопроизвольный пуск.

Целью изобретения является расши- щ рение возможностей регулирования параметров динамической нагрузки и повышение надежности работы путем исключения воэможности самопроизвольного срабатывания.

Поставленная цель достигается тем, что стенд для динамических испытаний изделий, содержащий пневмоцилиндр, перегородку, разделяющую надпоршневую полость пневмоцилиндра на две сообщающиеся через дроссель-. ное отверстие камеры, стол для установки испцтуемого изделия, жестко связйнный со штоком поршня пневмоцилиндра, ка ефу высокого давления, отделенную от подпоршневой полости запорным элементом, устройство управления запорным элементом и средства дЛя регулирования параметров динамической нагрузки, снабжен жестко связанным со штоком вторым поршнем пневмоцилиндра, размещенным между перегородкой и столом, а устройство управления запорным элементом выполнено в виде жестко связанного с запорным элементом дополнительного поршня, образующего в камере высокого давления управляющую полость, которая сообщена с атмосферой магистралью с управляемым клапаном и регулируемым дросселем.

Кроме того, подпоршневая полость сообщена с атмосферой через управляемый запорный орган.

Второй поршень вместе с первым образуют в надпоршневой полости замкнутый объем, повышение давления в котором не влияет на изменение тол- кающей силы. При этом амплитуда динамической нагрузки зависит только от давления в камере высокого давления, а изменение давления в надпоршневой полости между поршнями вли- яет на характеристики затухания возбуждающих колебаний при дросселировании газа через отверстие в перегородке пневмоцилиндра, На фиг. 1 изображен стенд для динамических испытаний изделий на фиг. 2 — графики изменения усилий на поршни в зависимости от перемещения на фиг. 3 — вид динамических воздействий, реализуемых на стенде.

Стенд для динамических испытаний изделий содержит пневмоцилиндр 1 с перегородкой 2, разделяющей его надпоршневую полость на две сообщающиеся через дроссельное отверстие 3 камеры 4 и 5, стол 6 для установки испытуемого изделия 7, жестко связанный со штоком 8 поршней 9 и 10 пневмоцилиндра 1, камеру 11 высокого давления, отделенную от подпоршневой полости 12 запорным элементом в виде клапана 13 с торцовым уплотнением 14, устройство управления запорным элементом, включающее дополнительный поршень 15, образующий управляющую

1полость 16, магистраль. 17, управля емые клапаны 18 и 19 и регулируемый дроссель 20, и средство для регулирования параметров динамической нагрузки, вклкчающее источник давления (не показан), трубопроводы 21 и 22 и винт 23 для изменения проходного сечения дроссельного отверстия 3.

Подпоршневая полость 12 может сообщаться с атмосферой через запорный орган 24 ° Перегородка 2 снабжена предохранительным амортизатором 2ф.

Поршень 9 имеет торцовое уплотнение

26, а поршень 10 — уплотнение 27.

Стенд работает следующим образом.

1062541

В исходном положении поршни 9 и 10, а также дополнительный поршень 15 находится в крайних нижних положениях, при этом поршень 9 нагружает торцовое уплотнение 26.

Подготовка стенда к работе осуществляется в следующем порядке.

Сжатый газ подается от источника давления (не показан) по трубопро-. воду 22 в камеру 5 и сообщающуюся с ней через отверстие 3 камеру 4 — 10 производится их зарядка до определенного давления. Затем по магистрали 17 газ высокого давления подается в полость 16, при этом клапан

19 закрыт; дополнительный поршень 15 5 перемещается в крайнее верхнее положение и клапаном 13 изолирует подпоршневую полость от камеры 11 высокого давления, после чего по трубопроводу 21 производится зарядка камеры 11 до определенного давления.

Стенд находится во взведенном положении — положение готовности к пуску, при котором неизбежны утечки через уплотнения 14 и 26, что может привести к повышению давления в подпоршневой полости 12 и самопроизвольному пуску, поэтому при этом положении стенда запорный орган 24 открыт, соединяя подпоршневую полость 12 с атмосферой. 30

Пуск производится следующим образом.

Запорный орган 24 перекрывается, и открывается. клапан 19 на магистрали 17. При.этом сбрасывается дав- 35 ление в полости 16, и дополнительный поршень 15 под действием давления в камере 11 высокого давления перемещается в крайнее нижнее положение, открывая доступ сжатого газа из 40 камеры 11 в подпоршневую полость 12.

Так как время нарастания давления под поршнем 9 мало (порядка 1-3 мс) происходит ударное нагружение испытуемого изделия 7, закрепленного íà 45 столе 6.

Время нарастания давления в под: поршневой полости 12 определяется скоростью перемещения клапана 13 или дополнительного поршня 15 из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение. Эта скорость регулируется дросселем 20, установленным в магистрали

17, тем самым обеспечивается регулирование одного из параметров динамического воздействия — длитель- 55 ности фронта нарастания ударного ускорения.

Под действием давления газа в подпоршневой полости 12 подвижная часть стенда перемещается вверх и затор- 60 маживается эа счет сжатия воздуха в камере 5, затем перемещение происходит в обратном направлении. Таким образом, подвижная часть стенда совершает свободные затухающие колебания. Затухание колебаний обеспечивается эа счет перетечек газа через отвертие 3. Изменение сечения отверстия 3 винтом 23 позволяет регулировать декремент затухания колебаний.

Независимое регулирование и широкий диапазон регулирования амплитуды динамической нагрузки и частоты колебаний подвижной части стенда обеспечиваются тем, что при взведенном положейии стенда сила начального давления .газа в -камере 5 на поршень 9 полностью уравновешена силой начального давления газа в камере 4 на поршень 10. Таким образом, амплитуда динамической нагрузки зависит только от начального давления в камере 11 высокого давления, а изменением .начального давления в подпоршневой полости 12 устанавливается требуемая частота колебаний.

Это поясняется графиками на фиг.2..

Кривая 28 изображает изменение усилия на поршень 9 от давления в камере 5, а кривая 29 — изменение усилия на поршень 10 от давления в камере 4 в зависимости от перемещения поршней

9 и 10. Так как в начальный момент давление в камерах 5 и 4 одинаково, и равны также соответствующие площади поршней 9 и 10, суммарное усилие 30 на поршни 9 и 10 изменяется от нулевого значения.

Кривые 31 и 32 (фиг. 3) изображают вид воздействий, воспроизводимых на стенде.

Иэ графиков видно, что амплитуда динамической нагрузки в приведенных двух случаях одинакова, а частота колебаний в первом случае больше.

Это достигается тем, что начальное давление в камере 11 высокого давления, задающее амплитуду, одинаково в обоих случаях, а начальное давление, задающее частоту колебаний, в первом случае больше.

Предлагаемое конструктивное выполнение стенда позволяет расширить диапазон параметров динамической нагрузки, так как максимальное толкающее усилие, определяющее амплитуду динамической нагрузки, зависит от давления в камере высокого давления и стенд работает и при величине давления в подпоршневой полости большей, чем в камере высокого давления.

Вместе с тем обеспечивается плавность и независимость регулирования, амплитуды ударного ускорения и частоты колебаний.

Кроме того, наличие в перегородке регулируемого дроссельного отверстия обеспечивает плавное регулирование декремента затухания колебаний, а дроссель, установленный в магистрали, обеспечивает плавное регулирование

1062541

Фиг. длительности фронта нарастания динамической нагрузки.

Соединение подпоршневой полости с атмосферой через запорный орган исключает возможность самопроизвольного пуска..

Все это расширяет возможности стенда, улучшает условия эксплуатации, позволяет максимально приблизить реализуемое на стенде воздействие к натурному воздействию, что повышает достоверность динамических испытаний.

1062541

Составитель В. Финогенов

Редактор И. Николайчук Техред A.A÷ Корректор О. Билак

Закаэ 10207/42 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, .Раушская наб.;"д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4