Стенд для испытания ударноимпульсных машин Советский патент 1992 года по МПК G01M7/06 

Изобретение относится к устройствам для испытания машин ударного действия и может быть использовано в строительстве и горном деле.

Известен стенд для испытания импульсных машин, содержащий энергопоглотитель, состоящий из гибкой пластины-мембраны, к центру которой шарнирно прикреплен шток пневмоцилиндра. выполняющего роль демпфера, а между корпусом пневмоцилиндра и мембраной размещена винтовая пружина, величина усилия нажатия

которой на мембрану может регулироваться.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является стенд для испытания ударно-импульсных машин, содержащий станину и размещенный на ней энергопоглотитель, включающий гидроцилиндр с поршнем и штоком, наковальню и упругий элемент.

Недостатком данного стенда является невысокая достоверность получаемых при испытаниях данных, ограниченные технологические возможности и невозможность мо- делирования двух фаз процессов деформации, первой упругой и второй пластической, сопровождающихся образованием уплотненного ядра.

Цель изобретения - повышение достоверности получаемых при испытаниях данных за счет моделирования упрочнения грунта, расширение технологических возможностей, имитация физико-механических свойств различных упругих свойств грунта.

Указанная цель достигается тем, что стенд для испытания ударно-импульсных машин, содержащий станину и размещенный на ней энергопоглотитель, включающий гидроцилиндр с поршнем и штоком, наковальню и упругий элемент, снабжен гидроаккумулятором, выполненным в виде гидроцилиндра с двумя подпружиненными друг к другу поршнями и дополнительного гидроцилиндра, на штоке которого закреплен один поршень основного гидроцилиндра, наковальня установлена на конце штока поршня гидроцилиндра энергопоглотителя, а упругий элемент размещен в его полости, сообщенной с полостью гидроцилиндра гидроаккумулятора. Кроме этого, стенд снабжен комплектом сменных регулировочных вкладышей, размещенных между штокомпоршнягидроцилиндраэнергопоглотителя и наковальней, а пружины, подпружинивающие поршни, собраны в комплекты и имеют разную жесткость;

На фиг. 1 изображен стенд для испытания ударно-импульсных машин, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З -схема энергопоглотитёля, который связан с гидроаккумулятором; на фиг.4 - график процесса внедрения рабочего органа в мерзлый грунт под действием ударной нагрузки, который имитируется данной установкой энергопоглотителя с гидроаккумулятором.

Стенд для испытания ударно-импульсных машин содержит станину 1, на которой посредством крепежных лап 2 закреплен энергопоглотитель 3. гидроаккумулятор 4 с соединительным гидропроводом 5, который

соединяет камеру б гидроаккумулятора А и камеру 7 энергопоглотителя 3, ударно-импульсную машину 8.

Энергопоглотитель 3 представляет собой подвижный гидроцилиндр 9, внутри которого установлен поршень 10 с посаженной на его шток наковальней 11. Между штоком поршня 10 и наковальней 11 размещаются регулировочные вкладыши

0 12. Подвижный гидроцилиндр 9 располагается в неподвижном гидроцилиндре 13, который разделяется поршнем 14 подвижного гидроцилиндра 9 на две камеры 15 и 16, соединенные между собой гидропроводом

5 17 с регулируемым дросселем 18 и гидропереключателем 19.

Камера 16 имеет связь с баком посредством гидропривода 20 и гидропереключателем 21. Камера 15 соединена с напорным гидропроводом 22, снабженным обратным

0 клапаном 23, ::оторый предотвращает переток рабочей жидкости из камеры 15 в гидропровод 22. Подвижный гидроцилиндр 9 имеет концевой выключатель 24, который установлен на торце гидроцилиндра 9 со

5 стороны наковальни 11, и упругий элемент 25, который расположен внутри гидроцилиндра 9 в камере 7 между поршнем 10 и крышкой 26 гидроцилиндра 9. Гидроаккумулятор 4 снабжен сменным комплектом пру0 жин 27 различной жесткости и дополнительным гидроцилиндром 28, шток 29 которого является верхним упором комплекта пружин 27. Дополнительный гидроцилиндр 28 соединен с баком 30

5 гидропроводом 31, содержащим гидропереключатель 32 и имеющим силовой гидропровод 33 с установленным клапаном 34. Стенд работает следующим образом. При включении в работу ударно-импуль0 сной машины 8 ударное воздействие передается на наковальню 11. которая жестко соединена с поршнем 10. Под действием энергии удара поршень 10 передвигается внутри гидроцилиндра 9 на величину I, регу5 лируемую с помощью регулировочных вкладышей 12. Перемещение гидроцилиндра 9 при этом отсутствует ввиду того, что камеры 15-и 16 разъединены посредством гидропереключателя 19. При перемещении поршня

0 10 жидкость из камеры гидроцилиндра 9 по гидроприводу 5 перетекает в камеру 6 гидроаккумулятора 4 и воздействует на пружины 27. сжимая их. Применение регулировочных вкладышей 12 и комплекта

5 пружин 27 различной жесткости позволяет изменять упругую фазу в широких пределах в зависимости от величины внедрения рабочего органа и физико-механических свойств обрабатываемой среды. Перемещение поршня 10 описывает прямую АВ, изображенную на фиг.4. После того, как поршень 10 переместится на расстояние I, наковальня 11 вступает во взаимодействие с торцом гидроцилиндра 9 и одновременно включает концевой выключатель 24. В момент контакта наковальни 11 с гидроцилиндром 9 пере- мещение поршня 10 прекращается. Энергосигнал, полученный от концевоговыключателя 24, дает команду на переключу ние гидропереключателя 19, и тем самым соединяются камеры 15 и 16 гидроцилиндра 13. Дальнейшее поглощение энергии удара осуществляется за счет сопротивления перетока жидкости из камеры 15 в камеру 16 через дроссель 18. Посредством изменения гидравлического сопротивления регулируемым дросселем 18 можно получать различный наклон кривой ВС, в координатах:перемещение ( Ј) и сопротивление (а), изображенные на фиг.4. После того как энергия удара полностью поглощена, поршень 10 начинает обратное движение в исходное положение под действием сжатых пружин 27 гидроаккумулятора 4, передающих усилие через жидкую среду, и упругого элемента 25 подвижного гидррци- линдра 9. При движении поршня 10 в исходное положение жестко связанная с ним наковальня 11 выключает концевой выключатель 24, который подает электросигнал на гидропереключатель 19. Гидропереключатель 19 запирает гидропривод 17 и тем самым предотвращает переток жидкости из камеры 16 в камеру 15, чем имитируется погружение рабочего органа в разрушаемую среду. При возвращении поршня 10 в исходное положение осуществляется полная разгрузка комплекта пружин 27 гидроаккумулятора 4, этот процесс разгрузки соответствует прямой СД (фиг.4). После этого дополнительным гидроцилиндром 28 посредством перемещения штока 29 осуществляется поджатие комплекта пружин 27 на величину, задаваемую с пульта управления. Поджатие комплекта пружин 27 соответствует прямой ДЕ, равной величине Л (фиг.4). После этого цикл нагруже- ния ударно-импульсной машины 8 повторяется. Дополнительный гидроцилиндр 28 осуществляет поджатие в процессе трех циклов нагружения, что согласно экспериментальным исследованиям соответствует сколу. После трех ударных циклов ударно-импульсной машины 8 посредством переключения гидропереключателя 32 рабочая жидкость из дополнительного гидроцилиндра 28 под действием силы поджатия

5 пружин 27 перетекает по гидропроводу 31 в бак 30. После чего гидропереключатель 32 запирает гидропровод 31.

При выборе полного хода гидроцилиндром 9 внутри гидроцилиндра 13 переключа0 ют гидропереключатель 21, и жидкость из камеры 16 по гидропроводу 20 под действием давления жидкости в камере 15, создаваемого посредством силового гидропровода 22, перетекает в бак 35. При возвращении

5 гидроцилиндра 9 в крайнее правое положение гидропереключателем 21 запирается гидропровод 20, и испытание ударно-импульсной машины повторяют.

0 Формула изобретен и я

1.Стенд для испытания ударно-импульсных машин, содержащий станину и разме- щенный на ней энергопоглотитель, включающий гидроцилиндр с поршнем и

5 штоком, наковальню и упругий элемент о т- личающийся тем, что, с целью повышения достоверности получаемых при испытаниях данных за счет моделирования упрочнения грунта и расширения техноло0 гических возможностей, он снабжен гидроаккумулятором, выполненным в виде гидроцилиндра с двумя подпружиненными друг к другу поршнями и дополнительного гидроцилиндра, на штоке которого закреп5, лен один поршень основного гидроцилиндра, наковальня установлена на конце штока поршня гидроцилиндра энергопоглотителя. а упругий элемент размещен в его полости, сообщенной с полостью .гидроцилиндра

0 гидроаккумулятора.

2.Стенд по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью имитации физико-механических свойств различных грунтов, он снабжен комплектом сменных регулировочных

5 вкладышей, размещенных между штоком поршня гидроцилиндра энергопоглотителя . и наковальней.

3.Стенд по п.1,отличающийся тем, что, с целью имитации различных упругих

0 свойств грунта, пружины, подпружинивающие поршни, собраны в комплекты и имеют разную жесткость.

Изобретений относится к испытательной технике, в частности к стендам для ис- пытания ударно-импульсных машин, и может быть использовано в строительстве и в горном деле. Целью изобретения является повышение достоверности получаемых при испытаниях данных за счет моделирования упрочнения грунта, расширение технологических возможностей, имитация физико-механических свойств различных грунтов и различных упругих свойств грунта. При включении в работу ударно-импульсной машины воздействие передается на наковальню 11, которая жестко соединена с поршнем 10. Последний передвигается внутри гидроцилиндра 9 на величину I, регулируемую с помощью регулировочных вкладышей 12, с помощью которых и набора пружин 27 различной жесткости можно изменять упругую фазу в широких пределах в зависимости от величины внедрения рабочего органа и физико-механических свойств обрабатываемой среды. Концевой выключатель 24 выдает команду на переключение гидропереключателя 19, и тем самым соединяются камеры 15 и 16 гидроцилиндра 13, в результате осуществляется поглощение энергии удара. Затем выключатель 24 переключает гидропереключатель 19, который запирает гидропривод 17, предотвращая переток жидкости из камеры 16 в камеру 15, чем имитируется погружение рабочего органа в разрушаемую среду. Дополнительный гидроцилиндр 28 осуществляет поджатие в процессе трех циклов нагружения, что соответствует экспериментальным исследованиям по операции скола грунта. При выборе полного хода гидроцилиндром 9 внутри гидроцилиндра 13 переключают гидропереключатель 21 и жидкость из камеры 16 по гидропроводу 20 под действием давления жидкости в камере 15, создаваемого посредством гидропровода 22, перетекает в бак 35. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С XJ СЬ оэ (Л

i 1

83С9Ш

-J4

A JJt1

iP Jl I7 I

Л Ј

tf

35

Фиг.З

Фиа.4