Устройство для проведения испытаний изделий на удар при падении груза Российский патент 2023 года по МПК G01N3/303 G01M7/08 G01N3/02 

Изобретение относится к устройствам проведения испытаний изделий на удар при падении груза, в частности, для проверки контактного действия изделий, чувствительным элементом которых является пьезоэлектрический датчик удара, а также для испытаний на прочность изделий и материалов, например, оптических деталей, экранов дисплеев и т.п.

Контактные датчики, чувствительным элементом которых является пьезоэлектрический датчик удара, срабатывают от воздействия волн упругой деформации, возникающих при ударе.

Известны установки ударные для получения ударных воздействий (например, 12МУ50/1470-1,12МУЭ20/1960-1), а также устройства для испытаний методом бросания изделий по ОСТ В-1098-75.

Указанные устройства, при их использовании для проверки контактного действия изделий, чувствительным элементом которых является пьезоэлектрический датчик удара, в большинстве случаев или не позволяют создать в изделиях упругие волны с энергией достаточной для срабатывания пьезоэлектрических датчиков удара, или создают перегрузки, превышающие требования по ударной прочности изделий, что может привести к потере их работоспособности.

По способу получения ударного воздействия аналогами заявленного устройства являются установки (копры) для испытаний капсюлей на чувствительность к удару при падении груза с определённой высоты. Так же известны иностранные патенты, например, CN203658003U Falling ball impact test apparatus (Устройство для испытания на удар при падении шарика), CN206292026U Falling ball impact test machine (Машина для испытания на удар при падении шарика), CN208125532U Accuracy falling spheretester (Точное испытательное устройство с падающим шариком) и другие.

Наиболее близким аналогом (прототипом), как по способу получения ударного воздействия, так по назначению, является «Устройство для проверки функционирования огневой цепи контактного взрывателя бросанием с измерением времени срабатывания» по патенту РФ №170036 на полезную модель, 2016 г. Ударное воздействие на взрыватель, содержащий пьезоэлектрический датчик удара, создаётся только падающим с определённой высоты грузом. Устройство содержит: устройство подъёмное, колонну, устройство направляющее, пульт управления, груз, устройство для подвешивания и бросания, дополнительная направляющая труба, жёстко закреплённая по оси падения груза. Проверяемый взрыватель устанавливается на подставку внутри дополнительной трубы контактной поверхностью вверх навстречу падению груза, а на него устанавливается цилиндрический толкатель, передающий взрывателю ударное воздействие при падении груза.

Недостатком данного технического решения является то, что устройство содержит подвижные механические элементы (подъёмное устройство и устройство для подвешивания и бросания груза), при этом установка цилиндрического толкателя в исходное положение и подвешивание груза к устройству подвешивания и бросания производится вручную. Это ограничивает срок службы и производительность данной установки и не позволяет автоматизировать данную операцию.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в создании простого в управлении автоматизированного устройства, обеспечивающего свободное падение груза на контролируемое изделие с возможностью выбора высоты падения и возврат груза в исходное положение.

Данная задача решается за счёт того, что перемещение груза, изготовленного из ферромагнитного материала, в частности стального шарика, на заданную высоту, сброс груза и его возврат в исходное положение происходит исключительно под воздействием гравитационного и магнитного полей.

Устройство изображено на фиг. 1 и состоит из: пульта с органами управления и индикации (9), закреплённых на одном основании (5), устройства (10) для установки проверяемого изделия (4), направляющей трубки (2), внутри которой происходит перемещение груза, постоянного магнита, установленного в резьбовой втулке с контргайкой (7), расположенного у верхнего торца направляющей трубки, стоек (8) с установленными на них вертикально в ряд n≥1 электромагнитов (1), электромагнитного ускорителя масс (пушки Гаусса) (3), узла уменьшения кинетической энергии груза (6).

В исходном положении груз располагается в верхней части трубки и удерживается постоянным магнитом. При нажатии соответствующей кнопки на пульте управления происходит последовательная коммутация тока в обмотках электромагнитов, закреплённых на стойке вертикально в ряд. Груз под действием магнитного поля перемещается до электромагнита, соответствующего выбранной на пульте высоте падения. Затем отключается магнитное поле, и груз свободно падает на проверяемое изделие. Возврат груза в исходное положение осуществляется с помощью электромагнитного ускорителя масс (пушки Гаусса), расположенного у основания направляющей трубки, и узла уменьшения кинетической энергии груза для его захвата полем постоянного магнита.

Техническим результатом является возможность проведения испытаний изделий на удар при падении груза, в частности, для проверки контактного действия изделий, чувствительным элементом которых является пьезоэлектрический датчик удара, а также для испытаний изделий и материалов на прочность на простом в управлении высокопроизводительном автоматизированном устройстве, не содержащем подвижных механических элементов и не требующим в процессе своей работы использования ручного труда.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для проведения испытаний изделий на удар при падении груза, в частности для проверки контактного действия изделий. Устройство обеспечивает свободное падение груза на контролируемое изделие с возможностью выбора высоты падения и возврат груза в исходное положение за счёт того, что перемещение груза, изготовленного из ферромагнитного материала, в частности стального шарика, на заданную высоту, сброс груза и его возврат в исходное положение происходит под воздействием гравитационного и магнитного полей. При этом устройство содержит закрепленные на одном основании устройство для фиксации проверяемого изделия, направляющую трубку, внутри которой происходит перемещение груза, постоянный магнит, установленный в резьбовой втулке с контргайкой, расположенный у верхнего торца направляющей трубки для удержания груза в исходном положении, стойки с установленными на них вертикально в ряд электромагнитами, обеспечивающими фиксацию груза на заданной высоте и последующее его свободное падение на проверяемое изделие, электромагнитный ускоритель масс, расположенный у основания направляющей трубки, возвращающий груз в исходное положение, узел уменьшения кинетической энергии груза для его захвата полем постоянного магнита при возврате его в исходное положение, пульт управления с органами управления и индикации, обеспечивающий задание режима испытаний, последовательную коммутацию электромагнитов, включение электромагнитного ускорителя масс. Технический результат заключается в возможности проведения испытаний изделий на удар при падении груза с упрощением управления работой устройства. 1 ил.

Устройство для проведения испытаний изделий на удар, обеспечивающее воздействие на проверяемое изделие ударом груза, свободно падающего с определенной высоты, характеризующееся тем, что содержит закрепленные на одном основании устройство для фиксации проверяемого изделия, направляющую трубку, внутри которой происходит перемещение груза, постоянный магнит, установленный в резьбовой втулке с контргайкой, расположенный у верхнего торца направляющей трубки для удержания груза в исходном положении, стойки с установленными на них вертикально в ряд n≥1 электромагнитами, обеспечивающими фиксацию груза на заданной высоте и последующее его свободное падение на проверяемое изделие, электромагнитныйускоритель масс, расположенный у основания направляющей трубки, возвращающий груз в исходное положение, узел уменьшения кинетической энергии груза для его захвата полем постоянного магнита при возврате его в исходное положение, пульт управления с органами управления и индикации, обеспечивающий задание режима испытаний, последовательную коммутацию электромагнитов, включение электромагнитного ускорителя масс.