Тормозное устройство к стенду для ударных испытаний Советский патент 1988 года по МПК G01M7/00 

00

1

сд

N)

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к тормозным устройствам ударных испытательных стендов, и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. № 901871.

Цель изобретения - повышение точности формирования прямоугольных ударных импульсов за счет снижения нерасчетного пика давления, возникающего при входе контейнера с испытуемым изделием в пилиндр, заполненный газом до необходимого давления.

На чертеже изображено предлагаемое тормозное устройство к стенду для ударных испытаний.

Тормозное устройство содержит цилиндр 1 , установленный в цилиндре 1 поршень 2, образующий с ним заполняемую газом полость 3, держатель поршня 2 в виде гибкого элемента 4, соединенного одним концом с задней стенкой 5 цилиндра 1, а другим с поршнем 2, размешенную параллельно цилиндру 1 цилиндрическую камеру 6, сообщенную с полостью 3 цилиндра 1 с помощью канала 7, подключенного к цилиндру 1 в конце пути торможения поршня 2, и установленный в канале

7обратный клапан, включающий запорный орган 8 и пружину 9. Проходное сечение отверстия 10 канала 7 больше или равно поперечному сечению цилиндра 1 . Для связи с источником давления (не показан) в цилиндре 1 выполнено отверстие 11. Объектом торможения является контейнер 12 с испытуемым изделием 13. Поршень 2 выполнен составным по ширине из двух частей

14и 15, между которыми и внутренней поверхностью цилиндра 1 образована полость 16, В передней части 14 поршня 2 выполнены отверстия 17, сообщающие полость 16 поршня 2 с пред- поршневой полостью 18 цилиндра 1.

8исходном положении поршня 2 отверстия 17 перекрыты обратным клапаном, выполненным в виде круговой эластичной манжеты 19, закрепленной центральной частью между частями l4 и 15 поршня 2 и армированной кольцевым упругим элементом 20. В задней части

15поршня 2 выполнены дроссельные отверстия 21, сообщающие полость 16 с полостью 3 цилиндра 1. На передней части 14 поршня 2 установлен амортизатор 22, служащий для смягчения возможного удара платформы 12 о пор0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

шень 2 Диаметр манжеты 19 больше диаметра поршня 2, а наружный диаметр упругого элемента 20 максимально близок к диаметру поршня 2,

Предлагаемое тормозное устройство работает следующим образом.

Через отверстие 11 полость 3 цилиндра 1 заполняется воздухом до давления Р . Воздух, действуя со стороны полости 3 на запорный орган 8, сжимает пружину 9. При этом полость 3 сообщается с камерой 6„ Заполнение объема камеры 6 происходит до тех пор, пока давление воздуха в ней не достигнет величины Р „ Силы давления воздуха в полости 3 действуют одновременно на поршень 2. Через отверстия 21 и полость 16 поршня 2 сила давления воздуха действует на манжету 19, которая, совершая угловое перемещение в полости 16, перекрывает отверстия 17 в передней части 14 поршня 2. Упругий элемент 20 препятствует продавливанию манжеты 19 в отверстиях 17. Под действием силы давления воздуха, заключенного в полости 3, поршень 2 перемещается в цилиндре 1 в исходное положение, в котором он удерживается с помощью гибкого элемента 4. Герметизация (уплотнение) поршня 2 в исходном положении относительно цилиндра 1 обеспечивается манжетой 19, которая за счет определенного превышения ее диаметра по отношению к диаметру поршня (внутреннему диаметру цилиндра) и, будучи выполненной из эластичного материала, например из резины, поджимается силой давления воздуха, заключенного в полостях 3 и 16, по ее наружному контуру к внутренней боковой стенке цилиндра 1. В таком состоянии тормозное устройство подготовлено к испытанию изделия 13

При испытании контейнер 12 с изделием 13 со скоростью V входит в цилиндр 1, Начинается процесс ее торможения о Вначале происходит сжатие воздуха в полости 18. При превышении давления воздуха в полости 18 величины PQ воздух через отверстия 17 действует на имеющую по сравнению с поршнем 2 значительно меньшую массу манжету 19, которая, деформируясь и совершая угловое перемещение в полости 16 относительно закрепленной в поршне 2 ее центральной

части, сообщает полость 18 через отверстия 17 с полостью 16 через отверстия 21 с полостью 3, содержащей воздух под давлением Р, . При перемещении манжеты 19 ликвидируется сила трения, действующая в уплотнении поршня 2 в цилиндре 1 в исходном положении поршня 2, что приводит к уменьшению инерционности разгона поршня 2 За счет того, что полость 18 при превьш1ении в ней величины Р давления воздуха сообщена с полостью 16 поршня 2 и через дроссельные отверстия 21 с полостью 3 цилиндра 1, выбросы давления, превьш1аюи 11е величину давления в полости 3 выравниваются и не превьш1ают величину Р Р , которая определяет точность формования амплитуды прямоугольных удар- ных импульсов ускорения (Р - величина давления в полости 3 и камере 6 при крайнем правом положении поршня 2) .

При дальнейшем движении контейне- ра 12 в цилиндре 1 происходит сжатие воздуха как в полости 18, так и в полости 3, которые остаются сообщенными одна с другой с помощью отверстий 17 и 21 и полости 16 в поршне 2 При превышении давления воздуха в полости 3 величины Р запорный орган 8 клапана сжимает пружину 9 и открывает отверстие 10. При дальнейшем сжатии воздуха в полости 3 происходит перетекание воздуха из полос ти 3 через отверстие 10 в объем камеры 6. При этом объем полости 3 уменьшается, В расчетной точке Х цилиндра 1 происходит остановка контейнера 12. В этот момент давления в по- лости 3 и в объеме камеры 6 снова становятся одинаковыми и по величине равными Р . Под действием пружины 9 запорный орган 8 перекрывает отверстие 10 - процесс перетекания воздуха заканчивается. За счет расширения воздуха, оставшегося в полости 3 в момент остановки контейнера 12, последняя совместно с поршнем 2 перемещается в обратном направле- НИИ. Величина остаточного объема полости 3 выбирается так, что при движении поршня 2 и контейнера 12 в обратном направлении давление со стороны полости 3 за счет расширения воздуха остается ниже атмосферного.

Q с Q

5 5 0 0 5

0

В результате контейнер 12 с изделием 13 останавливается, так как его движению в этом случае противодействует сила атмосферного давления со стороны открытого типа цилиндра 1.

Параметры тормозного устройства (длина полости 18, сечения отверстий 17 и 21) выбираются так, что возможное контактное взаимодействие поршня 2 и контейнера 12 происходит с минимально возможной относительной скоростью. Для уменьшения силы взаимодействия поршня 2 и контейнера 12 предусмотрен демпфирующий элемент 22, выполненный, например, в виде прокладки из войлока.

Выполнение поршня 2 составным с внутренней полостью 16 и возможность перетекания воздуха из полости 18 в полость 16 и его дросселирование в полость 3 цилиндра, обеспечивают сглаживание пика давления, вызванного инерционностью поршня 2 и, тем самым, повышается точность воспроизведения прямоугольного ударного импульса.

Формула изобретения

1.Тормозное устройство к стенду для ударных испытаний по авт.св. № 901871, отличающееся тем, что, с целью повышения точности формирования прямоугольных ударных импульсов, поршень выполнен составным по ширине из двух частей, между которыми и внутренней поверхностью цилиндра образована полость, в передней части поршня выполнены отверстия, сообщающие полость поршня с предпоршневой полостью цилиндра, при этом в исходном положении поршня отверстия перекрыты обратным клапаном, выполненным в виде круговой эластичной манжеты, армированной кольцевым упругим элементом и закрепленной центральной частью между частями поршня, а в задней части поршня выполнены дроссельные отверстия, сообщающие полость поршня

с полостью цилиндра.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр манжеты больше диаметра поршня, а наружный диаметр кольцевого упругого элемента максимально близок к диаметру поршня о

Изобретение относится к технике ударных испытаний. Целью изобретения является повышение точности формирования прямоугольных ударных импульсов. Тормозное устройство содержит цилиндр 1, поршень 2, образующий с цилиндром 1 заполняемую газом полость 3, а также камеру 6, соединенную с полостью 3 каналом 7, в котором установлен обратный клапан Поршень 2 выполнен составным из двух частей 14 и 15, между которыми и цилиндром 1 образована полость 16. В части 14 поршня 2 выполнены отверстия 17, перекрытые в исходном положении эластичной манжетой 19, армированной кольцевым упругим элементом 20. В части 15 поршня 2 выполнены дроссельные отверстия 21. При входе контейнера 12 в цилиндр 1 в случае превышения давления в полости 18 давления в полости 3 манжета 19 открывает отверстия 17, сообщая полость 18 с полостью 16. Увеличение объема уменьшает нерасчетный пик давления, возникающий при разгоне инерционного поршня 2. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. |Г ел