Ударный испытательный стенд Советский патент 1986 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для ударных испытаний изделий, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1155892.

Целью изобретения является повышение производительности испытаний за счет увеличения частоты следования ударных импульсов путем уменьшения времени подготовки стенда к следуюш,ему испытанию созданием более оптимальных условий для вытекания жидкости из поршневой полости цилиндра пМевмогидравлического разгонно-тормозного устройства ударного стенда при установке заданного уровня жидкости.

На чертеже изображен ударный испытательный стенд.

Стенд содержит основание 1 с вертикальными направляюш,ими 2, установленный в направляющих стол 3 для крепления испытуемого изделия 4 и пневмогидравлическое разгО:Нно-тормозное устройство, включающее цилиндр 5, установленный в нем поршень 6 со штоком, связанным со столом 3, газовый аккумулятор 7, подключенный к штоковой полости 8 цилиндра 5 через канал 9 в стенке цилиндра 5, источник жидкости (не показан), подключенный к поршневой полости 10 цилиндра 5, сообщенной со сливом через регулируемое дроссельное сопротивление, образованное дроссельными отверстиями 11, выполненными в стенке цилиндра 5, и охватывающей цилиндр 5 заслонкой 12, камеру 13 слива и гидроклапан 14, регулятор уровня Ж:идкости в поршневой полости 10, выполненный в виде втулки 15, размещенной в камере 13 слива с возможностью установочного осевого перемещения, гайки 16, образующей с втулкой 15 винтовую пару и входящей, в зацепление с гайкой 16 щестернй 17, и спусковое устройство, выполненное в виде эластичного уплотнительного элемента 18, взаимодействующего с порщнем 6 и управляемого посредством пневмоклапана 19, дополнительно соединяющего штоковую полость 8 через канал 20 с газовым аккумулятором 7. Газовый аккумулятор 7 связан с источником газа (не показан) через регулирующее устройство 21. Верхнее положение стола 3 фиксирует концевой выключатель 22. Угловое положение заслонки 12 устанавливается шестерней 23, входящей в зацепление с зубчатым венцом заслонки 12- Источник жидкости подключен к поршневой полости 10 через обратный клапан 24. В поршне 6 со штоком выполнен канал 25 для сообщения поршневой полости 10 с атмосферой. В канале 25 установлен инерционный обратный клапан в виде тарельчатого затвора 26 и седла 27.

Ударный испытательный стенд работает следуюшим образом.

В исходном состоянии поршень 6 находится в нижнем положении, пневмоклапан 19 включен и дополнительно соединяет штоковую полость 8 с газовым аккумулятором 7 через канал 20, гидроклапан 14 закрыт, а затвор 26 прижат к седлу 27.

При педаче жидкости от источника жидкости через обратный клапан 24 в поршневую полость 10 поршень 6 и связанный с ним стол 3 перемещаются в верхнее положение. Двигаясь вверх, поршень 6 входит своей наружной поверхностью в эластичный уплотнительный элемент 18 с образованием герметичного контакта, при этом канал 9, связывающий полость 8 с газовым аккумулятором 7, оказывается перекрытым. В крайнем верхнем положении поршня 6 срабатывает концевой выключатель 22, по сигналу которого пневмоклапан 19 отключается, соединяя полость 8 через канал 20 с атмосферой. Таким образом, поршень 6 разгружается от действия давления газа в штоковой полости 8. С момента соединения полости 8 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 7 в канавку эластичного уплотнительного элемента 18, последний прижат к поверхности поршня 6 и торцу канавки так, 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, величина которой прямо пропорциональна давлению газа и ширине элемента 18. Далее открывается гидроклапан 14, и прекращается подача жидкости от источника жидкости. При этом затвор 26, прижимаемый ранее давлением в полости 10 к седлу 27, опускается под собственной тяжестью и под действием атмосферного давления и соединяет поршневую полость 10 через каналы 25 с атмосферой. В результате жидкость, содержащаяся в полости 10, свободно вытекает через систему дроссельных отверстий 11 в стенке цилиндра 5 и камеру 13 слива на слив. При вытекании жидкости не создается разрежение в поршневой полости 10, препятствующее или замедляющее ее вытекание.

Жидкость из полости 10 вытекает на слив до тех пор, пока уровень ее в последней не сравняется с верхней кромкой втулки 15, помещенной в камере 13 слива. Дальнейшее вытекание жидкости прекращается. В таком положении поршень 6, разгруженный от действия давлений в штоковой 8 и поршневой 10 полостях, удерживается в верхнем крайнем положении силой трения между поршнем 6 и эластичным уплотнительным элементом 18, который выполняет роль фиксатора.

Для совершения рабочего хода включается пневмоклапан 19, соединяющий при этом полость 8 с газовым аккумулятором 7 через канал 20. За счет действия давления газа, проникающего из полости 8 по зазору между поршнем б 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 8 поршень 6 начинает двигаться вниз. Двигаясь, наружная поверхность поршня выходит из контакта с уплотнительным элементом 18, при этом штоковая полость 8 напрямую соединяется через канал 9 (большого сечения) с газовым аккумулятором 7. С началом движения поршня 6 на последний начинает действовать отрицательное ускорение, зависящее от силы разгона поршня 6. Это ускорение действует на затвор 26, который при этом прижимается к седлу 27, что вызывает разобщение полости 10 с атмосферой. Воздух, попавший в полость 10 при сливе оттуда жидкости, вытесняется при движении поршня 6 через отверстия 11 (оставщиеся не затопленными жидкостью) в сливной канал. Перемещаясь вниз, поршень 6 набирает необходимую скорость и в определенный момент своего движения доходит до уровня жидкости в поршневой полости 10. При соударении поршня с жидкостью скачкообразно возникает тормозное усилие, снижающее ускорение, действующее при разгоне поршня 6, до нуля. При дальнейшем движении поршня 6 ускорение меняет знак на противоположный и принимает полусинусоидальную форму за счет специально распределенных отверстий 11 в стенках цилиндра 5. В зависимости от требуемой амплитуды ударного импульса и его длительности количество открытых отверстий 11 регулируется угловым положением заслонки 12, приводимой в движение шестерней 23, а длина тормозного пути регулируется уровнем жидкости в поршневой полости 10, т.е. положением втулки 15. Положение втулки 15 в осевом направлении регулируется с помощью механизма, содержащего гайку 16, образующую с втулкой 15 винтовую пару, и шестерню 17, входящую в зацепление с зубчатым венцом на наружной поверхности гайки 16. Дойдя до нижнего крайнего положения, поршень 6 останавливается, а гидроклапан 14 закрывается. Стенд в исходном состоянии. Благодаря установленному в поршень инерционному обратному клапану, соединяющему в подготовительный период поршневую полость 10 с атмосферой через каналы 25 в поршне 6 со штоком, жидкость вытекает из полости 10 значительно быстрее, так как предотвращается возникновение разрежения, которое может препятствовать или значительно замедлять вытекание жидкости. Причем установленный клапан не влияет на процесс создания ударного импульса, так как он автоматически закрывается под действием инерционных сил во время разгона поршня. Это позволяет увеличить частоту следования ударных импульсов и повысить производительность предлагаемого стенда. Формула изобретения Ударный испытательный стенд по авт. св. № 1155892, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности испытаний за счет увеличения частоты следования ударных импульсов, поршень со штоком выполнены с каналом для сообщения поршневой полости с атмосферой, при этом в канале установлен инерционный обратный клапан, служащий для перекрытия канала при рабочем движении поршня.