Устройство для получения высоких скоростей нагружения при испытаниях древесины
Владельцы патента RU 2308696:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (RU)
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при определении физико-механических свойств древесины в процессах ее механической обработки. Технический результат заключается в повышении качества определения физико-механических свойств древесины. Устройство для получения высоких скоростей нагружения при испытаниях древесины включает основание и электродвигатель, при этом оно снабжено ротором, установленным на шлицевом валу, оснащенным автоматическим колодочным тормозом, останавливающим инерционное вращение ротора, двигающим устройством, осуществляющим осевое перемещение ротора по валу, статором, центральная внутренняя поверхность которого имеет прямоугольную винтовую нарезку, а окраины выполнены в виде цилиндров. Причем к середине прямоугольной нарезной части статора заподлицо примыкает ствол с пулей, а ротор выполнен в виде втулки с закрепленным на нем молотом с подпружиненным бойком, контактирующим с винтовой частью статора и пулей. 2 ил.
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при определении физико-механических свойств древесины в процессах ее механической обработки (пилении, фрезеровании и т.п.).
В современных условиях в деревообрабатывающей промышленности при испытаниях образцов древесины с целью определения физико-механических свойств применяются в основном устройства и стенды, на которых воздействие на образцы производится с малыми скоростями нагружения, что не позволяет с высокой точностью осуществлять расчеты необходимых параметров.
Известно также устройство для непрерывного измерения текучести древесных частиц в потоке, содержащее чувствительный элемент в виде наклонной пластины с пьезоэлектрическим преобразователем, жестко связанной с рамой, смонтированной на подшипниках с возможностью горизонтального перемещения и жестко связанной посредством штока с плунжером дифференциально-трансформаторного датчика, причем шток последнего подпружинен и связан с демпфером, регистратор и усилитель. В это устройство введены пороговый элемент, первый и второй усилители-корректоры и источник опорного напряжения, причем усилитель подключен к первому входу порогового элемента, второй вход которого соединен через первый усилитель-корректор с выходом дифференциально-трансформаторного датчика, выход источника опорного напряжения подключен к третьему входу первого элемента, выход которого через второй усилитель-корректор соединен с регистратором (SU 1630896, МКИ В27N 5/00, приор. 14.11.1988 г).
Недостатком известного устройства является то, что стенд не позволяет производить необходимые испытания древесины с использованием высоких скоростей нагружения.
В настоящее время испытания древесины, в основном в прессах, производятся по ГОСТ 16483.11-72 "Древесина. Метод определения условного предела прочности при сжатии поперек волокон". Пресс содержит основание, зажимы, в которых закрепляется образец древесины, удлинительную штангу, дисковую гирю, устройство для настройки скорости и электродвигатель. Испытания производятся со скоростью нагружения в долях см за минуту. Поэтому полученные данные о прочности можно использовать только при расчетах зданий и сооружений, испытывающих статическую нагрузку, и невозможно - при расчетах динамических процессов, к которым относятся, например, все виды механической обработки древесины, у которых скорость обработки достигает 70 м/сек.
Недостатком известного устройства является то, что это устройство также не позволяет производить на нем необходимые испытания древесины с использованием высоких скоростей нагружения.
Изобретение решает задачу испытания древесины с использованием импульсного воздействия с большой скоростью (до 90 м/с) на испытуемый образец древесины.
Технический результат при использовании изобретения заключается в повышении качества определения физико-механических свойств древесины.
Высокие скорости нагружения достигаются путем импульсного воздействия с большой скоростью (до 90 м/с) на испытуемый образец древесины.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для получения высоких скоростей нагружения при испытаниях древесины, включающее основание и электродвигатель, согласно изобретению снабжено ротором, установленным на шлицевом валу, и статором кольцеобразной формы с внутренними винтовой и цилиндрической частями, при этом статор выполнен со стволом, в котором располагается пуля, а ротор выполнен в виде втулки с закрепленным на нем молотом с подпружиненным бойком для контактирования с пулей и винтовой частью статора.
На фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Расположение в устройстве ротора и статора со стволом и пулей позволяет от электродвигателя с помощью молота воздействовать на образец древесины с высокой импульсной скоростью до 90 м/сек, что повышает качество определения физико-механических свойств древесины.
Устройство для получения высоких скоростей нагружения при испытаниях древесины представляет смонтированный на основании 1 пустотелый статор 2 и находящийся внутри него ротор 3, который получает вращение от электродвигателя 4 через, например, трехступенчатую клиноременную передачу 5. Ротор 3 установлен на главном валу 6 на шлицах. Для осевого перемещения ротора 3 по валу 6 имеется двигающее устройство 7. Вал 6 оснащен автоматическим колодочным тормозом 8. Центральная внутренняя поверхность статора 2 имеет прямоугольную винтовую нарезку, а окраины выполнены в виде цилиндров. К середине нарезной части статора 2 заподлицо примыкает ствол 9, в котором размещена пуля 10. Ротор 3 выполнен из втулки 11 и молота 12, в одном плече которого выполнен паз с помещенным в него подпружиненным бойком 13. Второе плечо молота 12 служит противовесом. Испытуемый образец древесины 14 установлен на основании 1 в месте, где в процессе испытания будет вылетать с высокой скоростью пуля 10.
Устройство для получения высоких скоростей нагружения при испытаниях древесины работает следующим образом. Первоначально молот 12 располагается напротив цилиндрической части статора 2. Включив электродвигатель 4 с одновременным растормаживанием тормоза 8, ротор 3 начинает раскручиваться, набирая обороты. При этом боек 13 скользит по цилиндрической поверхности статора 2. А когда вся система раскружится и наберет номинальные обороты, ротор 3 с помощью двигающего устройства 7 сместится вглубь статора 2. Боек 13 попадает в винтовой паз статора 2 и, пройдя его, ударяет по пуле 10 в стволе 9, которая со скоростью, большей линейной (до 90 м/с), бьет по испытуемому образцу 14. Продолжая вращаться, ротор 3 выходит на вторую цилиндрическую поверхность статора 2, где и прекращает свое движение. Двигатель 4 выключается, тормоз 8 останавливает инерционное вращение ротора 3. Скорость пули 10, а следовательно, ее кинетическую энергию, можно регулировать в больших диапазонах с помощью клиноременной передачи 5 и изменением массы пули 10, варьируя ее длиной и материалом.
Использование заявляемого изобретения позволяет проводить испытания образцов древесины с высокими до 90 м/с скоростями, равными скоростям, возникающим при пилении.
Устройство для получения высоких скоростей нагружения при испытаниях древесины, включающее основание и электродвигатель, отличающееся тем, что оно снабжено ротором, установленным на шлицевом валу, оснащенным автоматическим колодочным тормозом, останавливающим инерционное вращение ротора, двигающим устройством, осуществляющим осевое перемещение ротора по валу, статором, центральная внутренняя поверхность которого имеет прямоугольную винтовую нарезку, а окраины выполнены в виде цилиндров, причем к середине прямоугольной нарезной части статора заподлицо примыкает ствол с пулей, а ротор выполнен в виде втулки с закрепленным на нем молотом с подпружиненным бойком, контактирующим с винтовой частью статора и пулей.
