Устройство для ударных испытаний Советский патент 1991 года по МПК G01M7/08 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам, слу- жащим для испытаний изделий на воздействие ударной нагрузки, и является усовершенствованием основного изобретения по авт. св. № 1295252.

Цель изобретения - улучшение условий труда за счет снижения импульсного шума без увеличения длины устройства.

Цель достигается за счет снабжения устройства глушителем в виде газосборной камеры и сообщенной с ней выхлопной трубой, длина которой выбрана из условия обеспечения снижения давления выхлопных газов на выходе из трубы до давления окружающей среды.

На чертеже изображено описываемое устройство для ударных испытаний.

Устройство содержит ствол 1, установленный в нем поршень 2 для размещения

испытуемого изделия 3, камеру 4 высокого давления, соединенную каналом 5 с клапаном 6 с предпоршневой полостью 7 ствола 1, дополнительный поршень 8, размещенный в предпоршневой полости 7, фиксатор 9 поршня 2, выполненный в виде разрушаемого элемента, установленного в стенке ствола 1, ловушку 10 поршня 2, приспособление 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, представляющие собой выполненную в стволе 1 по его длине систему отверстий 16, в части которых установлены заглушки 17, а в другой - дроссели 18. В

С VI

О

о

ю

канале 5 установлена впускная дроссельная шайба 19. Камера 4 высокого давления соединена с источником высокого давления (на чертеже 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. Ствол 1, ловушка 10 и камера 4 высокого давления установлены на осно- вании 23. Устройство содержит также установленную аксиально стволу 1 газосборную камеру 24, охватывающую размещенный между поршнями 8 и 2 участок ствола 1, и сообщенную с камерой 24 и открытую с тор- цов выхлопную трубу 25, расположенную параллельно стволу 1. Газосборная камера 24 и труба 25 сообщены между собой каналом 26. Труба 25 установлена на основании 23.

Длина выхлопной трубы 25 выбрана из условия обеспечения снижения давления выхлопных газов на выходе из трубы до давления окружаюшей среды. Это условие удовлетворяется при выполнении следую- щих соотношений:

Uo (Pi/k - Pj/k ) - Pj/k F Li Tp

;(D

LTP UT;(2)

s ; F,(3)

где LTp - длина выхлопной трубы 25;

Uo - объем камеры 4 высокого давле- ния;

Ро - начальное давление газа в камере 4 высокого давления;

К - постоянная адиабаты газа, заключенного в камере 4 высокого давления;

PC - давление в окружающей среде;

F - площадь поперечного сечения канала ствола 1;

LI - длина разгонной части ствола 1;

S - площадь поперечного сечения кана- ла выхлопной трубы 25;

Цт - длина ствола 1.

Аналогичный эффект уменьшения импульсного шума может быть достигнут и при соответственном увеличении длины разгон- ной части ствола 1. Для этого необходимо обеспечить снижение давления газа, разгоняющего дополнительный поршень 8, до давления окружающей среды в момент достижения дополнительным поршнем 8 тре- буемой максимальной скорости. Однако расчеты показывают, что это требование приводит к неприемлемому на практике увеличению длины ствола и. следовательно, всего устройства.

0 5 0

5

0

5

0

5

0 5

Устройство для ударных испытаний работает следующим образом.

В ствол 1 устанавливается дополнительный поршень 8. После этого в ствол 1 устанавливается поршень 2 с изделием 3. В соответствии с условиями испытания открываются отверстия 16 в стволе 1 (путем вывинчивания резьбовых заглушек 17). При этом обязательно открывается часть отверстий 16 на участке ствола 1 между поршнями 2 и 8, количество которых и место расположения определяются условиями испытания изделия 3. В открытые отверстия 16 устанавливаются дроссели 18.

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 отверст.ie 20 перекрывается, В этом состоянии устройство подготовлено для проведения испытания изделия.

При срабатывании клапана 6 сжатый воздух из камеры 4 по каналу 5 через шайбу 19 поступает в предпоршневую полость 7, Давление воздуха в ней увеличивается.

При достижении силы давления воздуха в полости 7 на поршень 8 величины, достаточной для преодоления силы трения покоя этого поршня 8. последний начинает, ускоряясь, перемещаться в стволе 1. При этом скорость поршня 8 увеличивается. Образующийся впереди поршня 8 уплотненный воздух сбрасывается через отверстия 1 б, пазы 11, расположенные на участке ствола 1 между поршнями 2 и 8, газосборную камеру 24, канал 26 и выхлопную трубу 25 в атмосферу. Поршень 2 при движении поршня 8 на участке ствола 1 до прохождения им открытых отверстий 16 остается неподвижным, так как он зафиксирован фиксатором 9. В момент прохождения отверстий 16 и пазов 11 поршень 8 приобретает максимальную скорость. При неизменном начальном давлении воздуха в камере 4 скорость поршня 8 может регулироваться количеством открытых отверстий 16 в стволе 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 наличию упругого кольца 12 и выбору соответствующего профиля контактирующих поверхностей поршня 8 и упора 13 при прямом ходе поршня 8 это взаимодействие не оказывает существенного препятствия движению поршня 8. После прохождения поршнем 8 открытых отверстий 16 и пазов 11, расположенных на участке ствола 1 между поршнями 2 и 8, упоры 13 занимают исходное

положение. После прохождения поршнем в открытых отверстий 16 и пазов 11 ом начинает сжимать воздух в части стволе 1, обра- зованной поршнем 8 и поршнем 2 (в исходном состоянии воздух в стволе 1 находится под атмосферным давлением,). При превышении силы давления воздуха на поршень 2 некоторой величины фиксатор 9 разрушается, и освобождается поршень 2. При дальнейшем движении поршня 8 давление воздуха на поршень 2 увеличивается и достигается максимальной величины в момент максимального сближения поршней 8 и 2. В этот момент времени формируется пиковое значение ударного ускорения, действующего на изделие 1, После того, как между поршнями 8 и 2 произойдет обмен энергиями, поршень 2 приобретает максимальную скорость. После выхода из ствола 1 поршень 2 затормаживается яоаушкой 10 при допустимом для изделия 3 уровне тормозного ускорения. Ловушка 10 выполнена, например, в виде размещенных в направляющих де- мпферг-i и масс.

Параметры воспроизводимого ударного ускорения могут корректироваться путем сбора части воздуха из ствола 1 в атмосферу через отверстия 16 и дроссели 18.

При отсутствии приспособления для остановки поршня 8 последний, двигаясь в обратном направлении, сжимает воздух в предпоршневой полости 7 Сжатый воздух полости 7, расширяясь, разгоняет повторно поршень 8, что может привести к повторному непосредственному (весьма интенсивному) соударению поршней 8 и 2, но уже вне ствола 1, что приводит в конечном счете к недопустимому повторному ударному на- гружению изделия 3. Благодаря наличию приспособления для остановки дополнительного поршня 6 при отскоке нерабочее действие ударного ускорения на испытуемое изделие 3 исключается.

После окончания рабочего взаимодействия поршней 2 и 8 последний при отскоке

движется в обратном направлении, доходит до упоров 13 и, взаимодействуя с ними через демпфирующую прокладку 22, останавливается. Энергия обратного хода поршня 8

рассеивается за счет потерь на трение при перемещении упоров 13 относительно ствола 1 (в осевом направлении).

При рабочем разгоне дополнительного поршня 8 в момент прохождения поршнем

8 открытых отверстий 16 и пазов 11 он приобретает требуемую максимальную скорость. Отработанный газ (за поршнем 8), являясь основным источником импульсного шума при работе устройства, сбрасывается

в атмосферу, проходя через камеру 24, канал 26. трубу 25 в атмосферу, Параметры трубы 25 по приведенным выше соотношениям выбраны таким образом, что давление выхлопных газов выравнивается с давлением окружающей среды, что уменьшает скорость истечения газа в атмосферу, а следовательно, и уровень импульсного шума. При этом длина трубы не превышает длину стенда,

Таким образом, снабжение устройства для ударных испытаний глушителем снижает импульсный шум при его работе и не приводит к увеличению его длины.

Формула изобретения

Устройство для ударных испытаний по авт. св. N: 1295252, отличающееся тем,

что, с целью улучшения условий труда за счет снижения импульсного шума без увеличения длины устройства, оно снабжено газосборной камерой, охватывающей ствол на участке между поршнями, и сообщенной

с этой камерой и расположенной параллельно стволу открытой с обоих торцов выхлопной трубой, длина которой выбрана из условия обеспечения снижения давления выхлопных газов на выходе из трубы до даеления окружающей среды.

W 465 7 lit

15 ft 13 12 # „У.л.Д.../.././ n U 18 ® 1 10

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - улучшение условий труда за счет снижения импульсного шума без увеличения длины устройства. Устройство содержит ствол 1, установленный в нем поршень 2 для размещения испытуемого изделия 3, камеру 4 высокого давления, соединенную каналом 5 с клапаном 6 с предпоршневой полостью 7 ствола 1, дополнительный поршень 8, фиксатор 9 поршня 2, ловушку 10 поршня 2, приспособление для остановки поршня 8 при отскоке, средства формирования ударного импульса в виде отверстий 16, в части которых установлены заглушки 17, а в другой - дроссели 18 и глушитель, включающий газосборную камеру 24, охватывающую часть ствола 1 между поршнями 2 и 8, и сообщенную с камерой 24 каналом 26 выхлопную трубу 25, длина которой выбрана из условия обеспечения снижения давления выхлопных газов на выходе трубы 25 до давления окружающей среды. Наличие такого глушителя исключает выхлоп отработанных газов под большим давлением, сопровождающийся импульсным шумом. 1 ил.