Ударный испытательный стенд

 

УДАРНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД, содержащий основание с вертикальными направляющими, установленный в направляющих стол для крепления испытуемого изделия и пневмогидравлическое разгонно-тормозное устройство, включающее цилиндр, установленный в нем поршень со щтоком, связанным со столом, газовый аккумулятор , подключенный к штоковой полости цилиндра, источник жидкости, соединенный с порщневой полостью цилиндра, сообщенной со сливом через регулируемое дроссельное сопротивление, образованное дроссельными отверстиями, выполненными в стенке цилиндра, и охватывающей цилиндр заслонкой, камеру слива, расположенную концентрично цилиндру, и спусковой орган, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности формирования синусоидального ударного импульса, он снабжен регулятором уровня жидкости в порщневой полости цилиндра, выполненным в виде втулки, размещенной в камере слива с возможностью установочного осевого перемещения и герметично сопряженной с днищем камеры сли8 ва, а спусковой орган установлен в циS линдре с возможностью непосредственного (Л взаимодействия с порщнем. СЛ ел 00 ;о 1C

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4ИИ G 01 М 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3677690/25-28 (22) 21.12.83 (46) 15.05.85. Бюл. № 18 (72) В. К. Зозуля (71) Винницкий политехнический институт (53) 620.178.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 326472, кл. G 01 М 7/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 783615, кл. G 01 М 7/00, 1977. (54) (57) УДАРНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ

СТЕНД, содержащий основание с вертикальными направляющими, установленный в направляющих стол для крепления испытуемого изделия и пневмогидравлическое разгонно-тормозное устройство, включающее цилиндр, установленный в нем поршень со штоком, связанным со столом, газовый аккумулятор, подключенный к штоковой по„„SU„„1155892 A лости цилиндра, источник жидкости, сое. диненный с поршневой полостью цилиндра, сообщенной со сливом через регулируемое дроссельное сопротивление, образованное дроссельными отверстиями, выполненными в стенке цилиндра, и охватывающей цилиндр заслонкой, камеру слива, расположенную концентрично цилиндру, и спусковой орган, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования синусоидального ударного импульса, он снабжен регулятором уровня жидкости в поршневой полости цилиндра, выполненным в виде втулки, размещенной в камере слива с возможностью установочного осевого перемещения и герметично сопряженной с днищем камеры слива, а спусковой орган установлен в ци- Q линдре с возможностью непосредственного взаимодействия с поршнем.

1155892

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам, служащим для испытания изделий на воздействие динамической нагрузки.

Известен ударный испытательный стенд, содержащий цилиндр с поршнем, связанный с поршнем стол для крепления испытуемого изделия, пневмогидравлический ускоритель поршня, связанный с надпоршневой полостью цилиндра, спусковой механизм, устройство для возврата поршня в исходное положение и тормозное устройство (1).

Однако у этого стенда недостаточные возможности изменения параметров динамического импульса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ударный испытательный стенд, содержащий основание с вертикальными направляющими, установленный в направляющих стол для крепления испытуемого изделия и пневмогидравлическое разгонно-тормозное устройство, включающее цилиндр, установленный в нем поршень со штоком, связанным со столом, газовый аккумулятор, подключенный к штоковой полости цилиндра, источник жидкости, соединенный с поршневой полостью цилиндра, сообщенной со сливом через регулируемое дроссельное сопротивление, образованное дроссельными отверстиями, выполненными в стенке цилиндра, и охватывающей цилиндр заслонкой, камеру слива, расположенную концентрично цилиндру, и, спусковой орган (2) .

Недостатком этого ударного стенда является невысокая точность формирования синусоидального ударного импульса. Это связано с тем, что изменение проходного сечения дроссельного сопротивления при перемещении поршня, которое определяет изменение тормозной силы, не может быть достаточно быстрым для того, чтобы обеспечить формирование переднего фронта синусоидального импульса необходимой крутизны.

Цель изобретения — повышение точности формирования синоусоидального ударного импульса.

Поставленная цель достигается тем, что ударный испытательный стенд, содержащий основание с вертикальными направляюшими, установленный в направляющих стол для крепления испытуемого изделия и пневмогидравлическое разгонно-тормозное устройство, включающее цилиндр, установленный в нем поршень со штоком, связанным со столом, газовый аккумулятор, подключенный к штоковой полости цилиндра, источник жидкости, сообщенный с поршневой полостью цилиндра, сообщенной со сливом через регулируемое дроссельное сопротивление, образованное дроссельными отверстиями, выполненными в стенке цилиндра, и охватывающей цилиндр заслонкой; камеру

55 слива, расположенную концентрично цилиндру, и спусковой орган, снабжен регулятором уровня жидкости в поршневой полости цилиндра, выполненным в виде втулки, размещенной в камере слива с возможностью установочного осевого перемещения и герметично сопряженной с днищем камеры слива, а спусковой орган установлен в цилиндре с возможностью непосредственного взаимодействия с поршнем.

Необходимая крутизна переднего фронта синусоидального импульса обеспечивается тем, что поршневая полость заполнена жидкостью не целиком, а частично, до уровня, определяемого высотой втулки.

Таким образом, часть тормозного пути поршень проходит, не вытесняя жидкость из поршневой полости, а крутой передний фронт формируется в момент начала взаимодействия поршня с жидкостью и вытеснения ее на слив через дроссельное сопроти вление.

На фиг. 1 изображен ударный испытательный стенд; на фиг. 2 — форма синусоидальных импульсов, формируемых с помощью предлагаемого стенда (кривая б) и известного стенда (кривая а).

Стенд содержит основание 1 с направляющими 2, стол 3 для крепления испытуемого изделия 4, пневмогидравлическое разгонно-тормозное устройство, включающее цилиндр 5, поршень 6 со штоком 7, газовый аккумулятор 8, подключенный через канал

9 к штоковой полости 10 цилиндра 5, источник 11 жидкости, соединенный через обратный клапан 12 с поршневой полостью 13 цилиндра 5, регулируемое дроссельное сопротивление, образованное дроссельными отверстиями 14 и заслонкой 15, линию слива, включающую камеру 16 слива и гидроклапан 17 слива, и спусковой орган, выполненный в виде эластичного уплотнительного элемента 18. В камере 16 слива установлен регулятор уровня жидкости в поршневой полости цилиндра, выполненный в виде втулки 19.

Для осевого перемещения втулки 19 служит образующая с ней винтовую пару гайка

20, входящая в зацепление с шестерней 21.

Угловое положение заслонки 15 регулируется с помощью шестерни 22. Для управления работой спускового органа служит пневмоклапан 23, дополнительно соединяющий штоковую полость 10 с газовым аккумулятором 8 через канал 24. Кроме того, имеется концевой выключатель 25, взаимодействующий со столом 3 при верхнем положении последнего.

Ударный испытательный стенд работает следующим образом.

В исходном состоянии поршень 6 находится в нижнем крайнем положении. пневмоклапан 23 включен и дополнительно соединяет штоковую полость 10 с газовым акку1155892 мулятором 8 через канал 24, а гидроклапан

l7 слива закрыт.

При подаче жидкости от источника 11 жидкости через обратный клапан 12 в поршневую полость 13, поршень 6 и связанный с ним стол 3 будет перемещаться в верхнее положение. Двигаясь вверх, поршень 6 входит своей наружной поверхностью в эластичный уплотнительный элемент 18 с образованием герметичного контакта. При этом канал 9, связывавший щтоковую полость 10 с газовым аккумулятором 8, оказывается перекрытым. В крайнем верхнем положении поршня 6 срабатывает концевой выключатель 25, по сигналу которого пневмоклапан

23 отключается, соединяя полость 10 через канал 24 с атмосферой. Таким образом, поршень 6 нагружается от действия давления газа в штоковой полости 10. С момента соединения полости 10 с атмосферой элемент

18 начинает «работать» т. е. за счет действующего на него давления газа, проникающего через канал 9 по зазору между поршнем 6 и цилиндром 5 из газового аккумулятора 8 в канавку эластичного уплотнительного элемента 18, последний будет прижат к поверхности поршня 6 и торцу канавки таким образом, чтобы предотвратить выход газа в противоположную щель между поршнем 6 и цилиндром 5. В результате возникает сила трения между поршнем 6 и эластичным уплотнительным элементом 18, ве. личина которой прямо пропорциональна давлению газа и ширине элемента. Далее открывается гидроклапан 17 и прекращается подача жидкости от источника 11 жидкости.

Жидкость из поршневой полости 13 свободно вытекает через систему дроссельных отверстий 14 в стенках цилиндра 5 и камеру

16 на слив. Жидкость из полости 13 будет вытекать на слив до тех пор, пока уровень ее не сравняется с верхней кромкой втулки 19 (фиг. 1).

Поршень 6, загруженный от действия давлений в штоковой полости 10 и поршневой полости 13, удерживается в верхнем крайнем положении силой трения между поршнем 6 и эластичным уплотнительным элементом 18.

Для совершения рабочего хода включается пневмоклапан 23, соединяющий штококовую полость 10 с газовым аккумулятором через канал 24. 3а счет действия давления газа, проникающего из полости 10 по зазору между поршнем 6 и .цилиндром 5 в канавку эластичного уплотнительного элемента 18, последний разгружается, так как с обеих сторон на него действуют одинаковые давления. Под действием давления газа в полости 10, поршень 6 начинает двигаться вниз. Двигаясь, наружная поверхность поршня 6 выходит из контакта с уплотнительным элементом 18. При этом штоковая полость

Использование в предлагаемом стенде регулятора уровня жидкости в поршневой полости цилиндра, выполненного в виде втулки, а также спускового органа в виде эластичного уплотнительного элемента, содержащего силовую связь непосредственно между поршнем и цилиндром, позволяет заполнять жидкостью поршневую полость цилиндра частично, что, в свою очередь, обеспечивает получение переднего фронта синусоидальl0 напрямую соединяется через канал 9 большого сечения с газовым аккумулятором 8. Воздух, попавший в полость 13 при сливе оттуда жидкости, вытесняется при дви5 жении поршня 6 через отверстие 14, оставшееся не затопленным жидкостью, в сливной канал.

Перемешаясь вниз, поршень 6 набирает необходимую скорость. В определенный момент своего движения поршень 6 доходит до уровня жидкости в поршневой полости

13. При соударении поршня 6 с жидкостью скачкообразно возникает тормозное усилие, снижаюшее ускорение действующее при разгоне поршня 6, до нуля (кривая б на фиг. 2). При дальнейшем движении поршня

6 ускорение меняет знак на противоположный и принимает синусоидальную форму за счет специально распределенных отверстий

14 в стенках цилиндра 5. В зависимости от требуемой амплитуды ударного импульса и

его длительности, количество отверстий 14 регулируется угловым положением заслонки

15, приводимой в движение шестерней 22, а длина тормозного пути регулируется уров.. нем жидкости в поршневой полости 13, т. е. положением втулки 19. Положение втулки

19 в осевом направлении регулируется с помощью механизма, содержащего гайку 20, образующую с кольцевой втулкой 19 винтовую пару, и шестерню 21, входящую в зацеп ление с зубчатым венцом на наружной поверхностии га и ки 20.

Дойдя до нижнего крайнего положения, поршень 6 останавливается, а гидроклапан

17 закрывается. Стенд в исходном состоянии.

В процессе разгона поршня 6 в поршне35 вой полости 13 избыточное давление остается близким к нулю, так как отверстия 14 не представляют сопротивления для выхода воздуха. Это приводит к тому, что ускорение поршня 6 на участке разгона постоянно

40 (фиг. 2, кривая б). Причем оно не будет изменяться до момента, когда поршень 6 касается жидкости. В то же время, как только поршень 6 касается жидкости, давление в поршневой полости 13 скачкообразно увеличивается до величины, определяемой дроссельным сопротивлением. Крутизна этого скачка зависит только от сжимаемости используемой жидкости и ее объема в поршневой полости 13.

1155892

Фиг. 2

Составитель В. Финогенов

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 897 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП «Патент>,,г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И. Касарда

Заказ 3130/37 ного импульса с крутизной, наиболее точно соответствующей требуемому закону изменения силы торможения. Кроме того, изменение осевого положения кольцевой втулки расширяет возможности регулирования параметров ударного импульса.