УДАРНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД Российский патент 2001 года по МПК G01M7/08 G01N3/307 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытаний изделий на ударные воздействия.

Известен испытательный стенд для воспроизведения многократных ударов [1, стр.24, рис.11], содержащий стол для размещения испытуемого изделия, который установлен на стержнях, прикрепленных шарнирно соответственно к столу и основанию. К одному из стержней, в данном случае нижнему, жестко прикреплен одним концом упругий элемент (рессора), другой конец упругого элемента упирается в винт установленного в неподвижном основании регулировочного устройства. С помощью винта этого устройства регулируется усилие поджатия упругого элемента.

Существенным недостатком данного стенда является то, что при движении стола вниз или вверх стержни будут поворачиваться и, следовательно, все точки рабочего стола и испытуемого изделия, закрепленного на нем, будут двигаться по дугам окружностей[2, стр. 118-119, рис. 131, 133].

Вследствие этого испытуемое изделие, кроме рабочего ударного ускорения в вертикальном направлении, будет испытывать и паразитную составляющую ускорения в поперечном направлении. За счет этого ухудшается точность воспроизведения удара.

Этот недостаток устранен в ударном стенде, выбранном в качестве прототипа [1, стр.30, рис.15].

Стенд состоит из стола для закрепления испытуемого изделия, тарельчатых пружин, между которыми зажат стол, возвратно-поступательного, в данном случае, гидравлического устройства, подвижная часть которого (поршень) связана со столом через серьгу со вставкой. Серьга соединена со столом жестко, а вставка изготавливается из менее прочного материала. При перемещении подвижной части возвратно-поступательного устройства (поршня) происходит деформация пружин, а, следовательно, и смещение стола до разрушения (срезания) вставки в серьге. При этом происходит резкий срыв - ударное движение стола с испытуемым изделием.

Рабочее движение стола происходит только в вертикальном направлении без паразитных поперечных смещений. Это обеспечивается конструктивно за счет перемещения поршня только в вертикальном направлении, а также идентичностью тарельчатых пружин и симметричным их расположением относительно продольной оси поршня. При этом центр масс испытуемого изделия также должен находиться на указанной оси.

Недостатком данного стенда является то, что для каждого удара требуется новая вставка, откалиброванная на заданную величину ударного ускорения. Кроме того, требуется время для установки новой вставки в стенд. Вследствие этого, усложняется и удлиняется процесс подготовки стенда к работе. Кроме того, такой стенд непригоден для испытания изделий на воздействие многократных ударов.

Таким образом, возникает задача создания стенда для воспроизведения многократных ударов и упрощения подготовки стенда к воспроизведению однократных ударов.

Данная техническая задача в предлагаемом ударном стенде решается выполнением упругого элемента в виде предварительно поджатой с торцов упругой полосы, установленной на основании с возможностью регулировки усилия поджатия. В подвижной части возвратно-поступательного устройства закреплен палец, который вставлен в паз, сделанный в серьге в вертикальном направлении. Серьга соединена со столом, который закреплен в середине полосы симметрично относительно ее торцев. Длина паза в серьге выбирается так, чтобы при выполнении удара палец не касался торцев паза.

Такое выполнение упругого элемента и стенда в целом позволяет для заданной величины ускорения производить многократные удары без замены деталей стенда. Величина ускорения определяется упругими характеристиками материала полосы, геометрическими размерами и усилием поджатия ее торцев.

Выполнение упругого элемента в виде пакета из нескольких полос позволяет увеличить толкающую силу упругого элемента и, следовательно, практически при тех же геометрических размерах увеличить ускорение удара.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленный ударный испытательный стенд обладает следующими существенно новыми признаками.

1. Упругий элемент выполнен в виде полосы, предварительно поджатой с торцев и установленной на основании с возможностью регулировки усилия поджатия.

2. Стол с серьгой установлен в середине полосы симметрично относительно ее торцев.

3. В серьге сделан паз в вертикальном направлении, в паз вставлен палец, закрепленный в подвижной части возвратно-поступательного устройства.

4. Длина паза в серьге выбрана так, чтобы при выполнении удара палец не касался торцев паза.

5. Упругий элемент выполнен в виде пакета из нескольких полос, поджатых с торцев и установленных на основании с возможностью регулировки усилия поджатия.

Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них существенных признаков, сходных с существенными признаками заявленного стенда для ударных испытаний изделий.

Предложенная совокупность отличительных признаков представляет новое техническое решение поставленной задачи и соответствует изобретательскому уровню.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, где представлена схема ударного испытательного стенда.

Стенд состоит из основания 1, закрепленного на фундаменте 2, рабочего стола 3 с испытуемым изделием 4, упругого элемента 5, выполненного в виде полосы, на котором в центральной его части симметрично относительно ее торцев крепится стол 3 с серьгой 6, выполненной, в данном случае, за одно целое со столом 3; устройств поджатия 7, которые установлены на основании 1 и в которых своими торцами крепится упругий элемент 5, возвратно-поступательного устройства 8 с подвижной его частью 9, в которой закреплен палец 10, вставленный в паз серьги 6 стола 3.

Для повышения долговечности упругого элемента и увеличения ударного ускорения упругий элемент 5 выполняется из нескольких упругих полос [3, стр. 141-142].

Перед работой стенд должен быть настроен. При помощи устройств поджатия 7 упругий элемент 5 сжимается на определенную величину, которая обеспечивает необходимое разгонное усилие при движении упругого элемента из неустойчивого горизонтального положения в верхнее или нижнее устойчивое состояние.

Стенд работает следующим образом. При движении подвижной части 9 возвратно-поступательного устройства 8 палец 10 этого устройства давит на торец паза серьги 6, которая жестко связана со столом 3, стол 3 с испытуемым изделием 4 смещается, деформируя упругий элемент 5 до горизонтального положения неустойчивого равновесия. При дальнейшем смещении стола 3 происходит резкое прощелкивание упругого элемента 5 из положения неустойчивого равновесия в устойчивое верхнее или нижнее (показанное на чертеже пунктиром). При этом испытуемое изделие подвергается ударному воздействию.

Для воспроизведения многократных ударных воздействий давление в возвратно-поступательное устройство подается многократно поочередно в верхнюю и нижнюю камеры. Для воспроизведения однократного ударного воздействия давление подается однократно.

Стенд прошел экспериментальную проверку в лаборатории Новосибирского Государственного Университета Телекоммуникаций и Информатики (СибГУТИ) с положительным результатом.

Источники информации
1. А.Н.Бураго. Стенды для испытания изделий на ударные воздействия. Ленинград, 1970 (прототип).

2. С. М. Тарг. Краткий курс теоретической механики: Учеб. для ВТУЗов. - 10-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш.шк., 1986, 416 с., ил.

3. В.И.Федосьев. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1974.

Изобретение относится к испытательной технике. Стенд состоит из основания, закрепленного на фундаменте, рабочего стола с испытуемым изделием, упругого элемента, выполненного в виде предварительно поджатой с торцов упругой полосы и закрепленного своими торцами в устройствах поджатия, установленных на основании, стол с испытуемым изделием закреплен в центральной части упругой полосы симметрично относительно ее торцов. К столу жестко прикреплена серьга. В серьге сделан паз в вертикальном направлении. В паз вставлен палец, который крепится к подвижной части возвратно-поступательного устройства. Длина паза выбрана таким образом, что при выполнении ударного воздействия палец не касался торцов паза. Выполнение упругого элемента в виде пакета из нескольких упругих полос позволяет увеличить толкающую силу упругого элемента. Обеспечивается воспроизведение многократных ударов, а также упрощается подготовка стенда к работе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Стенд для испытания изделий на удар, содержащий стол для установки испытуемого изделия, который через упругие элементы связан с основанием, возвратно-поступательное устройство, подвижная часть которого через серьгу соединена со столом с возможностью относительного перемещения, причем серьга со столом соединена неподвижно, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде предварительно поджатой с торцов полосы и установлен на основании с возможностью регулировки усилия поджатия, а в середине полосы симметрично относительно ее торцов закреплен стол с серьгой, в которой выполнен паз в вертикальном направлении, в паз вставлен палец, закрепленный в подвижной части возвратно-поступательного устройства, причем длина паза выбрана так, чтобы при выполнении удара палец не касался торцов паза. 2. Стенд для испытаний изделий на удар по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде пакета из нескольких полос.