Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано для измерения, сертификации, контроля технических характеристик и испытаний ударных механизмов, в частности ручных, гидро-, пневмо-, электро- и бензоинструментов ударного и ударно-вращательного действия (молотков, бетоноломов, перфораторов, ударных машин массой от 4 до 28 кг), а также гидромолотов экскаваторов 2-й, 3-й и 4-й размерных групп массой от 150 до 1500 кг.
Известны стенды для испытаний, измерения энергии удара и полезной мощности механизмов ударного действия [1,2].
Стенды содержат боек, связанный с ударным механизмом, массивное основание и регистрирующий датчик. Они могут обеспечивать ручной прижим ударного механизма к основанию для включения в работу [1] либо механический прижим за счет соответствующих прижимных пружин [2], которые целесообразно применять при длительных ресурсных испытаниях ударных механизмов.
Из известных наиболее близким по технической сущности (прототипом) является динамический стенд, описанный в статье [1].
Он состоит из пластинчатой пружинной рессоры, закрепленной с двух сторон в опорах на массивном основании. На верхней и нижней поверхностях рессоры наклеены 4 регистрирующих тензодатчика, включенных в мостовую схему. При измерениях энергии удара и выходной мощности включают бетонолом в работу и регистрируют деформацию (ударный изгиб) рессоры с помощью тензодатчиков. При этом в каждом ударе кинетическая энергия бойка преобразуется в потенциальную энергию прогнувшейся рессоры, регистрируемую тензодатчиками, и далее возвращается бойку с обратным знаком практически без потерь.
Способ заделки (защемления) рессоры в опорах основания (через резиновые или медные прокладки, сталь по стали и др.) фактически определяет диссипативную (демпфирующую) составляющую при ударе, которая изменяется в связи с износом заделки от одной серии ударов к другой, что влияет на замеряемые параметры.
Описанный стенд имитирует упругое (непластичное) неразрушающее взаимодействие бойка и основания, однако основной режим работы молотков и бетоноломов - это как раз ударное разрушение бетона, кирпичной кладки, пробитие стального листа и т.д.
При этом вся полезная энергия и мощность расходится на необратимое внедрение бойка (пики) в разрушаемый материал, что невозможно реализовать в прототипе.
Доминирование упругой составляющей рессорного стенда при ударе, изменение диссипативной составляющей от одной серии ударов к другой, в связи с износом заделки опор, снижает точность измерения энергии удара и полезной мощности, что является основным недостатком прототипа.
Изобретение направлено на повышение достоверности результатов испытаний ручных ударных инструментов и навесных гидромолотов строительно-дорожных машин и повышение точности измерения энергии удара и полезной мощности.
Указанный технический результат достигается тем, что в испытательный стенд, содержащий боек, связанный с ударным механизмом бетонолома, массивное основание и регистрирующий датчик, введены в гидроцилиндр с поршнем, на который опирается боек, предохранительный клапан, заправочный насос и гидробак, при этом полость гидроцилиндра через параллельно соединенные между собой предохранительный клапан и заправочный насос соединена с гидробаком, а регистрирующий датчик подключен к полости гидроцилиндра.
Изобретение поясняется на примере его выполнения, иллюстрируемом чертежом, на котором показана принципиальная гидрокинематическая схема испытательного стенда.
Стенд содержит боек 1, связанный с ударным механизмом бетонолома 2, опирающийся на поршень 3, расположенный внутри гидроцилиндра 4. Гидроцилиндр 4 установлен на массивное основание 5. С полостью гидроцилиндра 4 связан регистрирующий датчик (датчик давления) 6, регулируемый предохранительный клапан 7 и заправочный насос 8 с обратным клапаном 9, соединенные с гидробаком 10.
Работает стенд следующим образом. Заправочным ручным насосом 8 рабочую жидкость перед серией ударов подают под поршень 3 в гидроцилиндр 4. Поршень 3 перемещается в верхнее положение, после чего включают бетонолом в работу. Боек 1 наносит серию ударов по поршню, который перемещается в цилиндре 4 вниз, при этом регистрируются импульсы давления датчиком 6. Перемещение поршня 4 сопровождается ручным перемещением бетонолома 2. При каждом ударе кинетическая энергия Е ударника бетонолома 2 преобразуется в работу по перемещению бойка 1 и поршня 3 на расстояние Δ внутри цилиндра 4 под действием постоянной силы сопротивления
где Р - давление открытия предохранительного клапана; d -диаметр поршня,
Единичный объем рабочей жидкости V при каждом ударе
сбрасывается через предохранительный клапан 7 в гидробак 10. Регистрируя частоту f [Гц] прямоугольных импульсов давления датчиком 6 при проведении серии ударов, сопровождаемой импульсным продвижением поршня 3 от верхнего до нижнего упоров, получают выходную (полезную) мощность
Одновременно регистрируют количество ударов n и общее время Т прохождения поршнем рабочего хода L от упора до упора
Средняя мощность и средняя энергия удара при этом могут быть получены из следующих соотношений:
Регулируя давление открытия предохранительного клапана Р, изменяют “чувствительность” испытательного стенда: с повышением давления Р уменьшается перемещение Δ поршня от заданного одиночного удара с энергией Е.
Настройку предохранительного клапана проверяют манометром и тарировкой с помощью эталонной гири массой m. Бросая ее на боек с высоты h, контролируем соотношение
Для повторения серии ударов рабочую жидкость из гидробака 10 в гидроцилиндр 4 вновь заправляют насосом 8.
Регулировка давления Р позволяет наиболее полно имитировать работу бетонолома при разрушении различных марок бетона или пластичных материалов с учетом заточки зубила (пики, лопатки) Перемещение Δ при этом может изменяться от 1 мм до 10 мм как и продвижение пики при каждом ударе в реальном материале.
Испытательный стенд для сертификации гидробетоноломов массой 20 кг и гидромолотков массой 10 кг внедрен на предприятии “КЭЗ-Автомаш” (г.Ковров), “Спрут” (г.Жуковский) и МЧС при проведении ОКР “Гидродин”, п.3.5.16. Единого тематического плана НИОКР МЧС России за 2001 - 2002 г. со следующими параметрами:
d=26 мм, L=280 мм - рабочий ход поршня, Р=3,0...30 МПа.
В качестве заправочного насоса взят НШ10, в качестве регистрирующего датчика - датчик давления Д60 с максимальным давлением 60 МПА.
Скорость бойка бетонолома в момент удара достигает 10 м/с, поэтому импульсы расхода через предохранительный клапан 7 составляют 300 л/мин.
Особенностью стенда являются мощный предохранительный клапан 7, который выполнен со значительным условным проходом dy=20 мм для пропускания больших расходов, чтобы импульсы давлений были близки к прямоугольным и не искажали расчетные соотношения.
Стенд обеспечивает измерение энергии ударов от 4 до 60 Дж, частоты от 10 до 50 Гц и выходной мощности от 100 Вт до 3 кВт. Для применения стенда при испытаниях гидромолотов экскаваторов массой от 150 до 1500 кг все параметры должны быть соответственно увеличены.
Применение испытательного стенда в ОКР “Гидродин” позволило провести испытания самых различных ударных гидро-, пневмо- и электроинструментов, включая сертификацию опытных образцов гидробетоноломов и гидромолотков НПП “КЭЗ-Автомаш”, а также оптимизировать их параметры для повышения энергии удара до 45 Дж и выходной полезной мощности до 1200 Вт при серийном производстве.
Источники информации
1. Бродский Л.Е. Испытания ударных инструментов на динамическом стенде. // Строительные и дорожные машины, 2002, № 2, с. 42-44.
2. ГОСТ 12.2.013.6-91 (МЭК 745-2-6-89) Машины ручные электрические. Устройство для испытаний молотков и перфораторов. Черт. 101.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
МОЛОТ МАА ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ НЕГАБАРИТОВ ГОРНЫХ ПОРОД | 2002 |
|
RU2237808C2 |
Электромагнитная машина ударного действия | 1990 |
|
SU1770559A1 |
ГИДРОМОЛОТ ДЛЯ ЗАБИВАНИЯ СВАЙ | 2006 |
|
RU2312952C1 |
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ | 2010 |
|
RU2438108C1 |
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭКСКАВАТОРА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЙ ГИДРОМОЛОТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2007 |
|
RU2343246C2 |
Гидромолот | 1978 |
|
SU767283A1 |
СПОСОБ ЗАБИВКИ СВАЙ ГИДРОМОЛОТОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2003 |
|
RU2233364C1 |
Гидромолот | 1979 |
|
SU810893A1 |
ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ | 2010 |
|
RU2456424C1 |
СПОСОБ ВЗВОДА, РАЗГОНА И НАНЕСЕНИЯ УДАРА СНАРЯДОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПРИ РАЗРУШЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ | 2005 |
|
RU2291298C2 |
Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано для контроля технических характеристик ударных механизмов. Стенд для измерения энергии удара и полезной мощности бетоноломов содержит боек, связанный с ударным механизмом бетонолома, массивное основание и регистрирующий датчик давления. При этом в состав стенда также введены гидроцилиндр с поршнем, на который опирается боек, регулируемый предохранительный клапан, заправочный насос и гидробак, при этом полость гидроцилиндра через параллельно соединенные между собой регулируемый предохранительный клапан и заправочный насос соединена с гидробаком, а регистрирующий датчик давления подключен к полости гидроцилиндра и выполнен импульсным, и в процессе регистрации прямоугольных импульсов давления при проведении серии ударов обеспечивает возможность одновременной регистрации количества ударов и общего времени прохождения поршнем рабочего хода поршня от верхнего до нижнего упора. Данное изобретение направлено на повышение достоверности результатов испытаний и повышение точности измерения энергии удара и полезной мощности. 1 ил.
Стенд для измерения энергии удара и полезной мощности бетоноломов, содержащий боек, связанный с ударным механизмом бетонолома, массивное основание, регистрирующий датчик давления, отличающийся тем, что в состав стенда введены гидроцилиндр с поршнем, на который опирается боек, регулируемый предохранительный клапан, заправочный насос и гидробак, при этом полость гидроцилиндра через параллельно соединенные между собой регулируемый предохранительный клапан и заправочный насос соединена с гидробаком, а регистрирующий датчик давления подключен к полости гидроцилиндра и выполнен импульсным, и в процессе регистрации прямоугольных импульсов давления при проведении серии ударов обеспечивает возможность одновременной регистрации количества ударов и общего времени прохождения поршнем рабочего хода поршня от верхнего до нижнего упора.
БРОДСКИЙ Л.Е | |||
Испытания ударных инструментов на динамическом стенде | |||
Строительные и дорожные машины, 2002, № 2, с | |||
Устройство для усиления микрофонного тока с применением самоиндукции | 1920 |
|
SU42A1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ПРОЧНОСТЬ | 2000 |
|
RU2178161C2 |
БАШТА Т.М | |||
Гидропривод и гидропневмоавтоматика | |||
- М.: Машиностроение, 1972, с | |||
Гидравлическая или пневматическая передача | 0 |
|
SU208A1 |
Стенд для испытания объектов на знакопеременные ударные нагрузки | 1976 |
|
SU605143A1 |
Гидравлическое устройство для забивания свай | 1991 |
|
RU2001995C1 |
Свайный молот | 1991 |
|
SU1794135A3 |
Ударный испытательный стенд | 1983 |
|
SU1231416A1 |
Ударный испытательный стенд | 1983 |
|
SU1231416A1 |
US 4043405 А, 23.08.1977. |
Авторы
Даты
2004-08-10—Публикация
2002-11-10—Подача