Зажимное устройство к стенду для испытаний ручных машин Советский патент 1990 года по МПК G01M7/00 

Фиг. 2

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для испытания на вибрацию ручных машин, преимущественн пневматических перфораторов.

Цель изобретения - повышение точности за счет получения инерционных параметров зажимного устройства, соответствующих параметрам руки человека.

На фиг.1 представлен стенд для испытаний ручных машин, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1;на фиг.З - вид А на фиг.1 (с выполнением регулируемой опоры в виде клинового соединения) .

Зажимное устройство состоит из корпуса 1, в котором установлены упругие (упругодемпфирующие) элементы 2, упирающиеся одним своим концом в регулируемую опору 3, а другим через опору 4 с подвижным сферическим телом 5 качения (шариком) - в направляющие 6, ось которых параллельна продольной оси испытуемой машины, например перфоратора 7 (фиг.1). Направляющие 6 име- гот криволинейное поперечное сечение, например, в виде призмы. Корпус 1 жестко соединен с зажимными губками 8, в которых установлена рукоятка 9 перфоратора 7, который крепится к нак- лонной пневмоподдержке 10. На зажимны губках 8 в трех взаимно перпендикулярных плоскостях установлены шпильки 11 для крепления вибропреобразователей (не показаны). На корпусе 1 зажимного устройства размещены сменные грузы 12 Регулируемая опора 3, палец 13 которо входит в выполненный в корпусе 1 паз 14, имеет резьбовое соединение с винтом 15 с правой и левой резьбами. Винт 15 жестко соединен с маховиком 16. В другом варианте (фиг.З) регулируемая опора выполняется в виде ползуна с клиновой поверхностью и взаимодействующих с ним клиньев 17, на которых устанавливаются дополнительные грузы 18. Направляющие 6 зажимного устройства закрепляются на основании 19 стенда.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Для испытания ручного перфоратора 7 (фиг.1) его подсоединяют к наклонной пневмоподдержке 10, а рукоятку 9 устанавливают в зажимных губках 8. При подаче воздуха в пневмоподдержку 10 создается действующее на корпус перфоратора 7 усилие Р, которое разлагается на две составляющие: Р

0

,

5

0

5

вдоль оси бурения и Р - в вертикальном направлении. Сила Р, создает нажимное усилие в направлении бурения, а сила Р2 затрачивается на частичное или полное (в случае Р2 G) уравновешивание веса перфоратора 7 с буровым инструментом 20.

В случае, если испытания ручных машин должны проводиться в одинаковых условиях, усилие Р., , развиваемое пнев- моподдержкой 10, должно быть постоянным для машин разного типоразмера.- При этом сила Р2 не может быть строго равна весу испытуемой машины. Компенсация разности этих сил производится изменением деформации упругих элементов 2 (фиг.2). Так, если сила Рг G, рукоятка 9 перфоратора вместе с зажимным устройством может подняться вверх до тех пор, пока вертикальная составляющая силы взаимодействия упругих элементов 2 с направляющими 6 не компенсирует разность этих сил. Перемещением регулируемой опоры 3 упругие элементы 2 сжимаются, увеличивая силу взаимодействия их с направляющими 6. Так как поверхность направляющих 6 составляет острый угол с осью упругого элемента 2, то возрастающая при этом вертикальная составляющая этой силы возвращает зажимное устройство вместе с рукояткой 9 вниз до горизонтального положения перфоратора 7, что соответствует условиям испытания (по схеме, изображенной на фиг.1). При условии регулировка положения перфоратора 7 осуществляется аналогичным образом. Если вес перфоратора 7 значительно отличается от развиваемой пневмоподдержкой 10 силы Р, то необходимое усилие нажатия Р на забой при новом значении Р2 достигается изменением наклона пневмоподдержки 10 или давлением подаваемого в нее сжатого воздуха. Изменение и поддержание давления сжатого воздуха в пневмоподдержке 10 производятся клапаном-редуктором (не показан), установленным на пульте управления. Причем давление может поддерживаться постоянным независимо от положения самого перфоратора 7.

Перемещение регулируемой опоры 3 для изменения деформации упругих элементов 2 осуществляется вращением маховика 16 (фиг.2). При этом винт 15, имеющий резьбовое соединение с регулируемой опорой 3, заставляет послед10

нюю перемещаться вдоль корпуса 1, деформируя упругие элементы 2. В случае выполнения регулируемой опоры 3 в виде клинового соединения с ползуном (фиг.З) перемещение регулируемой опо- ры 3 осуществляется изменением веса устанавливаемых на клиньях 17 дополнительных грузов 18. Перемещаемый при этом в вертикальном направлении ползун через клиновое соединение заставляет регулируемую опору 3 изменять свое положение, деформируя упругие элементы 2.

После установки испытуемой машины в нее подается сжатый воздух и начинается процесс бурения. При этом переменные силы, действующие на корпус перфоратора 7, возбуждают продольные, поперечные и крутильные колебания, которые воспринимаются зажимным устройством. При поперечных и крутильных колебаниях реакция руки человека имитируется свойствами упругих элементов 2, демпфированием (при использовании емпфера), инерционными свойствами сменных грузов 12. Деформируемые при этих колебаниях упругие элементы 2 стремятся привести перфоратор 7 в

15

20

25

равновесное положение, т.е. колебательный процесс происходит вблизи первоначального устойчивого положения, которое соответствует горизонтальному положению перфоратора 7 (фиг.О. Этим осуществляются функции удержания испытуемой машины в устойчивом положении, выполняемые в реальных условиях бурильщиком. При возбуждении разнонаправленных колебаний рукоятки 9 под- сферическое тело 5 качения (шарик) перекатывается по направляющим 6. Такое разнонаправленное движе- .дне не ограничивается зажимным устройством, так как сферическое тело 5 качения не закреплено и имеет возможность свободно вращаться относительно любой своей оси.

По мере забуривания рабочего инструмента 20 (штанги) испытуемый перфо- ратор 7 совместно с зажимным устройством под действием усилия Р перемещается вдоль направляющих 6, ось которых параллельна направлению буре-ния. При этом контакт сферических тел 5 с направляющими 6 не прекращается,. а так как все поперечные сечения нэп- равляющих 6 имеют одинаковые профили,

. то характер поперечных и крутильных

0

5

0

5

0

5

0

5

Q

колебаний не зависит от величины внедрения инструмента в забой.

Колебательный процесс перфоратора 7 измеряется вибропреобразователями. Вибропреобразователи воспринимают колебания рукоятки 9 и передают соответствующий сигнал на регистрирующую аппаратуру (не показана) по которой определяются вибрационные характеристики испытуемой машины.

Изменяя массу сменных грузов 12, можно добиться эквивалентности вибрационных характеристик перфоратора 7 на стенде с осредненными его характеристиками, предварительно снятыми в производственных условиях при работе нескольких бурильщиков на исследуемом режиме работы машины. Эта эквивалентность достигается в конкретном частотном диапазоне. Подбором массы груза и места его крепления можно получить необходимые инерционные параметры зажимного устройства, которые соответствуют параметрам руки человека.

В зажимном устройстве, в котором упругие элементы 2 регулируются с помощью клинового соединения (фиг.З), создается пружинно-грузовая система, которая позволяет более точно воспроизвести реакцию руки бурильщика на колебания рукоятки 9.

Формула изобретения

1.Зажимное устройство к стенду для испытаний ручных машин, содержащее, зажимные губки для рукоятки машины, упругие элементы и сменные грузы, отличающееся тем, что,

с целью повышения точности, оно снабжено закрепляемыми на стенде криволинейными в поперечном сечении направляющими, установленным в них корпусом, размещенными в последнем сферическими телами качения для взаимодействия с направляющими и регулируемыми опорами, каждый упругий элемент одним концом связан с одной из опор, а другим - с одним из сферических тел, а сменные грузы размещены на корпусе.

2.Устройство по п.1, отличающее с я тем, что каждая регулируемая опора выполнена в виде ползуна с клиновой поверхностью, а устройство снабжено клиньями для взаимодействия

с клиновыми поверхностями ползунов и дополнительными грузами, установленными на торцах клиньев.

Фие.З

Изобретение относится к зажимным устройствам стендов для испытания ручных машин. Цель изобретения - повышение точности. При работе ручная машина закрепляется на пневмоподдержке и в зажимных губках 8, которые установлены на корпусе 1 с размещенными в нем регулируемыми опорами 3, взаимодействующими через упругие элементы 2, в корпусе размещены сферические тела 5 качения с криволинейными в поперечном сечении направляющими 6, что обеспечивает подачу инструмента. 3 ил.