Устройство для ударных испытаний Советский патент 1988 года по МПК G01M7/00 

/Г В в ,

г. fflJ.

If 1

f

I I 77y77r:3f iic -jjg:

2Г 161

2S W

f/f/ I fJ

,jJj K№fjj j iJi fjfr-fTI ff rrfH-jA r

Ч/5iSSi77N

Ю

С50 ч4

Фиг.1

ГЧ

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для ударных испытаний изделий, и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1295252.

Цель изобретения - повьппение точности формирования ударных импульсов.

На фиг.1 представйена конструктивная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - сечение на фиг,1; на фиг«3 - сечение Е-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1.

Устройство содержит ствол 1, установленный в нем основной поршень 2 для размещения испытуемого изделия 3, камеру 4 высокого давления, соединенную каналом 5 с клапаном 6 с запорш- невой полостью 7 ствола 1, дополни- тельный поршень 8, размещенный в полости 7, фиксатор 9 поршня 2, вы- полненньй в виде разрушаемого элемента, установленного в стенке ствола 1, ловушку 10 поршня 2, приспособле- ние для остановки дополнительного поршня 8 при отскоке, выполненное в виде выступающих внутрь ствола 1 через продольные пазы 11 в его стенке подпружиненных посредством упругого кольца 12 односторонних упоров 13, которые закреплены.с помощью шарниров 14 на фрикционном элементе 15, и средства формирования ударного импульса, представляюшзие собой выполненную в стволе 1 по всей его длине систему отверстий 16, в части которых установлены заглушки 17, а в других - дроссели 18.

В канале 5 установлена впускная дроссельная шайба 19. Камера 4 высокого давления соединена с источником высокого давления (не показан) через отверстие 20. Усилие обжатия фрикционного элемента 15 регулируется с помощью хомута 21. На заднем торце дополнительного поршня 8 закреплена пластичная демпфирующая прокладка 22 (например, из полиэтилена), Ствол 1, ловушка 10 и камера 4 установлены на основании 23. На участке ствола 1 между приспособлением для остановки дополнительного поршня 8 и основным поршнем 2 выполнены две группы дополнительных отверстий, оси отверстий 24 первой группы, ближней к основному поршню 2, наклонены в сторону этого поршня. Плоскости, в которых лежат оси отверстий 25 и 26 второй группы,

-

е

.

ю

15 , 20а 25 JQ в х -

м у55

35

40

45

50

пер пендикулярны оси ствола 1, а отверстия 25 и 26 являются соосными. Отверстия 24 первой группы и отверстия 25 (впускные) второй группы соединены с источником давления (не показан), а выпускные отверстия 26 второй группы сообщены с атмосферой. Оси отверстий 25 и 26 второй группы, лежащие в одной и в каждой из пло костей, параллельны и смещены относительно осей отверстий5 лежащих в смежных плоскостях.- П едусматривает- ся два варианта смещения: в поперечном направлении, например, на величину диаметра отверстия (сравнить фиг.2 и 3) и угловое - поворот относительно друг друга (сравнить фиг.З и 4).

Устройство содержит полость 27 (полость сжатия), располагающуюся между поршнем 2 и второй группой отверстий 25 и 26. В полости 27 отверстия 16 закрыты заглушками t7.

Устройство для ударных испытаний работает следующем образом.

В ствол 1 устанавливается дополнительный поршень 8. После этого в ствол 1 устанавливается поршень 2 с изделием 3. В соответствии с условиями испытаний открываются отверстия 16 в стволе 1 (путем вывинчивания резьбовых заглушек 17). При этом обязательно открывается часть отверстий 16 на участке ствола 1 между поршнем 8 и группой отверстий 25 и 26, количество открытых отверстий 16 и место расположения определяются условиями испытаний изделия 3. В открытые отверстия 16 устанавливаются шайбы 19.

В канале 5 устанавливается шайба 19. Положение поршня 2 фиксируется фиксатором 9. От источника давления через отверстие 20 сжатый газ (воздух) подается в камеру 4. Затем отверстие 20 перекрывается. От источника давления сжатый газ подается во впускные отверстия 25. Поскольку каждому впускному отверстию 25 соответствует выпускное отверстие 26, выполненное соосно впускному, воздух, проходя в виде струй полость ствола 1, истекает через выпускные отверстия в атмосферу. За счет смещения осей отверстий 25 и 26 второй rpyntai, лежащих в смежных плоскостях, поперечного или углового, в передней части полости 27 создается уплотнение

(пробка) в виде системы поперечных газовых струй. После этого от источника давления газ через отверстия 24 первой группы подается в полость 27 повышая давление в ней выше атмосферного. Истечению газа из полости 27 , в атмосферу препятствует струйная пробка, образованная истечением газа через отверстия 25 и 26 второй груп- пы. Наклон осей отверстий 24 в сторону поршня 2 способствует также повышению давления в полости 27.

В этом состоянии устройство подготовлено для проведения испытания из- делия.

При срабатывании клапана 6 сжатый газ из камеры 4 по каналу 5 через шайбу 19 поступает в запрршневую полость 7. Давление воздуха в ней уве- личивается. При достижении силы давления воздуха в полости 7 на поршень 8 величины, достаточной для преодоления силы трения покоя этого поршня, последний начинает, ускоряясь, пере- мещаться в стволе 1. Образующийся впереди поршня 8 .уплотненный воздух сбрасывается через отверстия 16 и пазы 11, расположенные на участке ствола 1 между поршнем 8 и второй группой дополнительных отверстий 25 и 26, Поршень 2 при движении поршня 8 до входа в полость 27 остается неподвижным, так как он зафиксирован фиксатором 9. Б момент прохождения отверстий 25 и 26 поршень 8 приобретает максимальную скорость. При неизменном начальном давлении воздуха в камере-4 скорость поршня 8 может регулироваться количеством открытых отверстий 16 и изменением проходного сечения шайбы 19. При прямом ходе поршень 8 раздвигает упоры 13, -которые отклоняются в радиальном направлении на шарнирах 14 и вытесняются из канала ствола 1. Благодаря наличи упругого кольца 12 и выбору соответствующего профиля контактирующих . поверхностей поршня 8 и упора 13 при прямом ходе поршня 8. это взаимодейст вие не оказывает существенного препятствия движению поршня 8. После прохождения последним открытых отверстий 16 и пазов 11, расположенных на участке ствола до отверстий 25 и 26, упоры 13 занимают исходное положение. После прохождения поршнем 8 открытых отверстий 16 и пазов 11 он проходит струйную пробку, образованную истечением воздуха через отверстия 25 и -26, входит в полость 27 и начинает сжимать воздух, находящийся в ней под повьш1енным (вьшае атмосферного) давлением за счет поддува через отверстия 24, При превышении силы давления воздуха на поршень 2 некоторой величины, определяемой прочностью фиксатора 9, последний разрушается и освобождает поршень 2, При дальнейшем движении поршня 8 давление воздуха на поршень 2 увеличивается и достигает максимальной величины в момент максимального сближения поршней 8 и 2. В этот момент времени формируется.пиковое значение ударного импульса, действующего на изделие 3. После того, как между поршнями 8 и 2 происходит обмен энергией, поршень 2 приобретает максимальную скорость. После выхода из ствола 1 поршень 2 затормаживается ловушкой 10 при допустимом для изделия 3 уровне тормозного ускорения. Ловушка 10 выполнена. Например, в виде размещенных в направляюп51х демпферов и масс. Параметры воспроизводимого ударного импульса могут корректироваться путем сброса части воздуха из ствола 1 через отверстия 16 с дросселями 18, расположенными на участке.ствола 1 перед поршнем 2,

При отсутствии приспособления для остановки поршня 8 последний, двигаясь в обратном направлении, сжимает газ в запоршневой полости 7, которьй, расширяясь после остановки поршня 8, разгоняет последний повторно, ЧТО может привести к повторному непосредственному (весьма интенсивному) соударению поршней,8 и 2, но уже вне ствола 1, что приводит к не допустимому повторному ударному погружению изделия 3, I

Благодаря наличию приспособления

для остановки поршня 8 при отскоке нерабочее действие ударного ускорения на испытуемое изделие исключается.

После окончания рабочего взаимо- действия поршней 2 и 8 последний при отскоке движется в обратном направлении, доходит до упоров 13 и, взаимодействуя с ними через демпфирующу прокладку 22, останавливается. Энергия обратного хода поршня 8 рассеивается за счет потерь на трение при

514

перемещении упоров относительно ствола (в осевом направлении),

Введением двух групп дополнительных отверстий удается повысить начальное давление газа в полости 27 сжатия, что приводит к повьшению точности формирования за счет стабилизации отношения максимального давления при формировании ударного импульса к начальному даже при уменьшении начальной длины указанной полости.

Формула изобретения

1, Устройство для ударных испытаний по авт.св. № 1295252, отличающееся тем, что, с целью повышения точности формирования ударного импульса, на участке ствола между приспособлением для остановки дополнительного поршня и основным порпшем выполнены две группы дополнительных отверстий, оси отверстий первой группы, ближней к основному

поршню, наклонены в сторону этого поршня, а плоскости, в которых лежат оси отверстий второй группы, перпендикулярны оси ствола, при этом отверстия первой группы и часть отверстий второй группы соединены с источником давления,

2.Устройство по п,1, отличающееся тем,.что оси отверстий второй группы IJ лежащие в каждой из плоскостей, параллельны и смещены относительно осей отверстий, лежащих в смежных плоскостях.

3.Устройство по пп,1 и 2, отличающееся тем, что оси отверстий второй группы, лежащие в смежных плоскостях, смещены в поперечном направлении.

4.Устройство по пп,1 и 2, о т - личающееся тем, что оси отверстий второй группы, лежащие в смежных плоскостях, повернуты одна отно

сительно другой.

Изобретение относится к испытательной технике. изобретения является повышение точности формирования ударного импульса. На участке ствола 1 между приспособлением для остановки поршня 8 и поршнем 2 выполнены две группы дополнительных отверстий. Оси отверстий 24 первой группы, ближней к поршню 2, наклонены в сторону этого поршня. Плоскости, в которых лежат оси соосных отверстий 25 и 26 второй группы, перпендикулярны оси ствола. Отверстия 24 и 25 соединены с источником давления, а отверстия 26 - с атмосферой. Оси отверстий второй группы, лежащие в каждой из плоскостей, параллельны и смещены относительно осей отверстий, лежащих в смежных плоскостях, в поперечном или угловом направлении. При подаче газа в отверстия 24 и 25 повышается давление в полости 27 огатия за счет того, что последняя оказывается запертой струйной про6 кой, образующейся при истечении газа через отверстия 25 и 26. Введением двух групп дополнительных отверстий удается повысить начальное давление газа в ПОЛОСТИ 27 сжатия, что приводит к повышению точности формирования за счет стабилизации отношения максимального давления при формировании ударного импульса к начальному, даже при уменьшении начальной длины ПОЛОСТИ 27. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. f (Л

/iФбег.2

б б

в-в

2

Фиг.З

Фаг.