Стенд для испытания ударных устройств Советский патент 1991 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств, работоспособно- сти и надежности машин ударного действия, а именно к стендам для испытания высокоэнергетических гидропневмомо- лотов метательного типа для разрушения скальных пород, негабаритов, железобетона и других породоподобных материалов.

Цель изобретения - повышение надежности работы при многоцикловых испытаниях и удобства обслуживания.

На фиг.1 изображен стенд для испытания, ударных устройств, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2 (поглотитель энергии).

Стенд для испытания ударных устройств (фиг.1 и 2) состоит из свободно уста новленной на жестком основании 1 станины 2, в кронштейне 3 которой посредством цапф 4 шарнирно закреплено испытываемое устройство 5 с ударником 6, зафиксированное неподвижно на опоре станины 2 хомутом 7 с помощью болтов. На направляющей 8 ста чны 2 посредством катков 9 с возможностью возвратно-поступател ьного движения по линии удара установлен поглотитель энергии, имеющий массивный корпус 10. Передняя часть станины 2 контактирует с упором 11 жесткого основания 1 через первые улругоэластичные амортизаторы 12, а массивный корпус 10 - с упором 13 станины через второй упругоэла- стичный амортизатор 14.

В массивном корпусе 10 соосно с линией удара образована цилиндрическая камера 15 (фиг.З). заполненная жидкостью, в которой установлены ступенчатый полый поршень 16 с кольцевым выступом 17 на внутренней поверхности и игла 18с профилированной поверхностью 19 и осевым каналом 20, в котором установлен датчик давления 21. соединенный с регистрирующей аппаратурой (не показана). Игла 18 соединена с корпусом 10 посредством упорной резьбы 22 с возможностью фиксированного осевого перемещения и установки в заданное положение. Для снижения жесткости соударения ударника 6 испытываемого устройства 5 с поршнем 16 последний на рабочем торце снабжен быстросменным наголовником 23 из пластически деформируемого материала. В передней крышке 24

камеры 15 выполнена кольцевая расточка 25, диаметр которой больше диаметра большой ступени поршня 16 на расчетную величину. В задней крышке 26 камеры 15 образована вытеснительная камера 27, сообщаемая с камерой 15 соединительными каналами 28, и имеется бурт 29, определяющий правое крайнее положение иглы 18.

Герметичная полость, образованная камерами 15 и 27. заполняется жидкостью до

уровня, определяемого отверстием 30, положение которого выбрано так. чтобы камеры 15 и 27 были заполнены жидкостью, а над свободной поверхностью последней сохранилась газовая полость 31. объем которой

больше объема жидкости, вытесняемой из камеры 15 при максимальном ходе поршня 16. Для заливки жидкости служит отверстие 32. а для слива - отверстие 33. Отверстие 34 служит для соединения полости 31 с газовым ресивером низкого давления (не показан). Внутренние полости поршня 16 и иглы 18 образуют камеру высокого давления 35. Кольцевой выступ 17 ступенчатого полого поршня образует с внешней профи л ированной поверхностью иглы первую кольцевую дросселирующую щель 36 при смешении ступенчатого полого поршня. Кольцевая расточка Ј5 образует с внешней поверхностью большей ступени полого поршня 16 вторую дросселирующую щель 37. Стенд работает следующим образом. Во время работы ударник 6 испытываемого устройства совершает возвратно-постунательное движение на длину своего рабочего хода, нанося удары по наголовнику 23 поршня 16(фиг.З).

В момент удара по наголовнику 23 поршня 16 последний, разгоняясь, движется совместно с ударником 6, вытесняя жидкость из камеры высокого давления 35 через первую кольцевую дроссельную щель 36 переменного сечения, образованную кольцевым выступом 17 полого ступенчатого поршня 16 и профилированной поверхностью 19 иглы 18. а затем через каналы 28 в аытеснитель- ную камеру 27. При этом газовая полость 31 частично заполняется вытесняемой жидкостью. Большая часть кинетической энергии ударника 6 за счет дросселирования жидкости через первую кольцевую щель 36 переменного сечения расходуется на преодоление гидравлического сопротивления и поглощается жидкостью преобразуясь в тепло. Нагретая жидкость отдает свое тепло массивному корпусу 10 энергопоглотителя. При этом поршень 16 и ударник 6 испытываемого устройства 5 движутся замедленно. Одновременно под действием давления в камере 35 массивный корпус 10 приходит в ускоренное движение и в определенный момент его скорость сравнивается со скоростью совместного движения ударника 6 с поршнем 16. Тогда перемещение поршня 16 относительно массивного корпуса 10 становится равным нулю, и переток жидкости через кольцевую щель переменного сечения прекращается. С этого момента ударник 6. поршень 16 и массивный корпус 10 движутся совместно, сжимая упругоэластичный амортизаюр 14, вследствие чего на упоре 13 станины 2 возникает сила, вызывающая замедление движения массивного корпуса 10 и ускорение движения станины 2 вперед в направлении упора 11. В момент максимального сжатия упруго- эластичного амортизатора 14 скорости движения станины 2 и массивного корпуса 10 сравниваются и весь стенд с закрепленным на нем ударным устройством как одно целое движется вперед, сжимая упругоэластичный амортизатор 12. При этом на жестком упоре 11 возникает сила, движение станины 2 замедляется и в момент максимального сжатия амортизатора 12 прекращается. На этом процесс удара заканчивается и за счет упругих сил амортизатора 12 стенд возвращается в исходное положение. При взводе ударника 6 испытываемого устройства 5 массивный корпус 10 возвращается в исходное положение за счет упругих сил амортизатора 14, а поршень 16 - под действием сжатого газа в полости 31. При этом жидкость из камеры 27 через каналы 28 поступает в камеру 15, причем скорость возврата поршня 16 равна скорости взвода ударника 6 за счет упругих свойств сжатого газа в полости 31. При движении поршня 16 в ис

ходное положение он своей большой сту- пенью входит в расточку 25 передней крышки 24, вытесняя оттуда жидкость через расчетную дросселирующую щель 37 л за тормаживается, что исключает соударение

0 между поршнем 16 и передней крышкой 24. Далее цикл работы повторяется.

Для того, чтобы изменить жесткое. ь поглотителя энергии, достаточно, не разбирая его. поменять положение иглы 18, уменьшив

5 (или увеличив) начальную площадь кольце вой дроссельной щели 36 между выступом 17 и профилированной поверхностью 19 путем перемещения иглы 18 по резьбе 22 в корпусе 10. Наличие в игле 18 осевого кана

0 ла 20. в котором установлен датчик давле-. ния 21, соединенный с регистрирующей аппаратурой, позволяет контролировать жесткость поглотителя энергии в процессе удара.

5

Формула изобретения 1. Стенд для испытания ударных устройств, включающий жесткое основание с упором, станину с узлом крепления испыту0 емого устройства, первый упругоэластичный амортизатор, расположенный между станиной и упором жесткого основания, испытуемое устройство с ударником, поглотитель энергии, масса которого больше массы

5 ударника, выполненный в виде имеющей газовую полость выгеснительной камеры со общенной посредством соединительных каналов в корпусе поглотителя с закрытой по торцам крышками цилиндрической ка0 мерой, в полости которой размещен ступен- чатый полый поршень. второй упругоэластичный амортизатор, установленный между станиной и поглотителем энергии, отличающийся тем. что, с

5 целью повышения надежности работы при многоцикловых испытаниях и удобства обслуживания, поглотитель энергии снабжен иглой имеющей профилированную внешнюю поверхность, установленной в корпусе

0 поглотителя со стороны вытеснительной KJ- меры соосно со ступенчатым полым поршнем с возможностью фиксированного осевого перемещения относительно последнего, при этом ступенчатый полый пор5 шень имеет на внутренней поверхности кольцевой выступ, который образует с внешней профилированной поверхностью иглы первую кольцевую дросселирующую щель при смещении ступенчатого полого поршня в процессе ударного воздействия

бойка, а на крышке цилиндрической камеры, расположенной со стороны ступенчатого полого поршня, выполнена кольцевая расточка, которая образует с боковой поверхностью большей ступени ступенчатого полого поршня вторую дросселирующую щель.

2 Стенд до п. 1, отличающийся тем, что он снабжен ресивером, связанным с газовой полостью вытеснительной камеры.

3. Стенд по пп. 1 и2,отличающий- с я тем. что игла имеет осевой канал с размещенным в нем датчиком давления, связанным с регистрирующей аппаратурой.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств, работоспособности и надежности машин ударного действия. Цель изобретения - повышение надежности работы при многоцикловых испытаниях и удобства обслуживания. Между станиной стенда и упором жесткого основания расположен упругоэластичный амортизатор, а между станиной и поглотителем энергии (ПЭ) установлен второй упругоэластичный амортизатор. ПЭ выполнен в виде имеющей газовую полость 31 вытеснительной камеры

J

Фиг.Г

2 53

ФШ.2

13

12 11

./.... ЦщнЕП 4///W////7//777;

6 Ю Э Н J

12 11