Стенд для ударных испытаний Советский патент 1992 года по МПК G01M7/08 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к пневматическим стендам для ударных испытаний изделий.

Известно устройство для ударных испытаний, содержащее ствол, установленный в нем поршень для размещения испытуемого изделия, камеру высокого давления и соединенную с ней посредством нормально закрытого быстродействующего клапана предпоршневую камеру ствола.

Недостатком этого устройства является низкая повторяемость параметров формируемой нагрузки за счет нестабильности времени обрабатывания клапана и возникновения отскока его запорного органа.

Известно устройство для ударных испытаний, содержащее ствол, установленный в

нем поршень для крепления испытуемого изделия, камеру высокого давления и соединенную с ней посредством нормально закрытого быстродействующего клапана предпоршневую камеру ствола. Быстродействующий клапан включает установленный в направляющем цилиндре запорный орган-поршень и спусковой механизм. В направляющем цилиндре клапана размещены средства торможения запорного органа, выполненные в виде установленного в этом цилиндре набора кольцевых демпферов и масс, размещение которых в исходном положении определяется условиями нагруже- ния испытуемого изделия. Последняя от запорного органа масса снабжена фрикционным тормозом с изменяемым усилием поджатия к боковой поверхности цилиндра.

Si

GO VJ hO О Ч)

Недостатком устройства для ударных испытаний является сложность его обслуживания, которая обусловлена необходимостью выполнения регулировки средств торможения запорного органа клапана при изменении давления в камере высокого давления.

Цель изобретения - упрощение обслуживания за счет исключения необходимости регулировки средств торможения при изменении давления в камере высокого давления.

Поставленная цель достигается тем, что запорный орган клапана выполнен в виде емкости, сообщенной с камерой высокого давления посредством по крайней мере одного сопла.

На чертеже изображен стенд для ударных испытаний. Стенд содержит ствол 1 с установленным в нем поршнем 2 для за- крепления изделия 3, камеру 4 высокого давления, нормально закрытый быстродействующий клапан, служащий для сообщения запоршневой полости 5 ствола 1 с камерой 4 высокого давления и включаю- щий установленный в направляющем цилиндре 6 запорный орган 7 и спусковой механизм 8. В цилиндре 6 клапана размещены средства торможения запорного органа 7.

Средства торможения запорного органа 7 выполнены в виде установленного в направляющем цилиндре 6 набора кольцевых демпферов 9 и инерционных масс 10, Их размещение в исходном положении опреде- ляется условиями нагружения изделия. Спусковой механизм 8 представляет собой, например, установленный в стенке цилиндра 6 разрушаемый образец при действии давления газа со стороны камеры 4 на за- порный орган-поршень 7 клапана. Спусковой механизм может быть выполнен в виде установленного в стенке цилиндра 6 штифта, выдвигаемого из канала цилиндра, например, с помощью пневмоцилиндра (не показан). Запорный орган 7 клапана выполнен в виде емкости 11, сообщенной с камерой 4 высокого давления посредством по крайней мере одного сопла 12 Для связи камеры 4 высокого давления с источником давления (не показан) предусмотрено отверстие 13.

Для торможения и остановки поршня 2 с изделием 3 после выхода из ствола 1 предусмотрен набор демпферов 14 и масс 15, размещенных в цилиндре 16. Для установки демпферов 9 и 14 и масс 10 и 15 в исходное положение в цилиндрах 6 и 16 предусмотрены продольные пазы 17 и 18. В крышке 19 цилиндра 6 выполнено отверстие 20.

Стенд работает следующим образом.

После крепления в поршне 2 изделия 3 этот поршень устанавливается в исходное положение в стволе 1. В направляющем цилиндре 16 в определенном порядке устанавливаются тормозные демпферы 14 и инерционные массы 15. Эта процедура выполняется с использованием продольного паза 18 в цилиндре 16. В исходное положение устанавливается запорный орган - поршень 7 клапана и фиксируется спусковым механизмом 8. В соответствии с условиями испытания изделия 3 в определенном порядке в цилиндре 6 клапана размещаются кольцевые демпферы 9 и массы 10.

От источника давления (не показан) через отверстие 13 камера 4 заполняется сжатым газом (воздухом). При достижении в этой камере давления воздуха определенной величины отверстие 13 перекрывается.

Одновременно через сопло 12 сжатым воздухом заполняется емкость 11, выполненная в поршне 7 клапана.

В этом состоянии стенд подготовлен для проведения испытания изделия 3.

Спусковой механизм 8 освобождает поршень 7 клапана. Поршень 7 под действием силы давления воздуха со стороны камеры 4 разгоняется на определенном участке цилиндра 6 до некоторой скорости, которая определяет быстродействие клапана.

Воздушная подушка не препятствует разгону поршня 7 в связи с наличием отверстия 20 в крышке 19 цилиндра 6 и паза 17 в его боковой стенке, а также потому, что демпферы 9 и инерционные массы 10 выполнены в виде колец (с центральным проходным отверстием для воздуха). В процессе движения поршня 7 в цилиндре 6 камера 4 сообщается с запоршневой полостью 5 ствола 1. В результате сжатый воздух из камеры 4 поступает в полость 5.

При достижении силы давления воздуха на поршень2, достаточной для преодоления силы трения покоя, поршень 2 начинает ускоренно перемещаться в стволе 1.

Величина ускорения определяется уровнем давления газа в камере 4. При движении поршня 2 в стволе 1 на изделие 3 действует заданная испытательная нагрузка, параметры которой определяются конструкцией стенда, быстродействием клапана, величиной начального давления воздуха в камере 4, а также общей массой поршня 2 и изделия 3. После выхода поршня 2 из ствола 1 он улавливается тормозным приспособлением, выполненным, например, в виде размещенных в направляющем цилиндре 16 демпферов 14 и инерционных масс 15,

После прохождения поршнем 7 клапана диаметрального сечения канала ствола 1 поршень 7 затормаживается до определенной скорости при взаимодействии с набором тормозных демпферов 9 и масс 10. После присоединения поршнем 7 всех демпферов 9 и масс 10 последние этим поршнем поджимаются к крышке 19 цилиндра 6 с определенным усилием. В общем случае демпферы могут иметь упруго-пластичную силовую характеристику деформирования, поэтому после их сжатия поршнем 7 их потенциальная энергия может привести к отскоку поршня 7 (движение в обратном направлении), что может привести к нару- шению режима истечения газа из камеры 4 в канал 1, в конечном счете это могло бы привести к искажению расчетных параметров испытательной нагрузки. Однако этого не произойдет, так как е начальном периоде поршень 7 поджимается к демферам силой давления газа со стороны камеры 4, а при уменьшении давления газа в последней до определенной величины начинается процесс истечения газа из емкости 11, выпол- ненной в запорном органе 7 клапана, через сопло 12. Это истечение создает дополнительное усилие поджатия поршня к демпфирующим элементам, препятствуя отскоку поршня 7.

После окончания цикла нагружения изделия 3 отскок поршня 7 возможен, но он уже не приведет к нарушению режима истечения газа из камеры 4. Величина реактивной силы, действующей на поршень 7, и закон ее изменения во времени определяются величиной начального давления газа в емкости 11, площадью проходного сечения сопла 12 (его параметрами), величиной емкости 11, а также противодавлением газа со стороны камеры 4.

В стенде отсутствует необходимость выполнения регулировочных работ в тормозной системе клапана, поскольку сила, препятствующая отскоку поршня 7 клапана в периоде истечения газа из камеры 4 в полость 5 ствола 1, создается автоматически. В результате упрощается обслуживание стенда.

Формула изобретения Стенд для ударных испытаний, содержащий ствол с установленным в нем поршнем для закрепления изделия, камеру высокого давления, нормально закрытый быстродействующий клапан, служащий для сообщения запоршневой полости ствола с камерой высокого давления и включающий установленный в направляющем цилиндре запорный орган спусковой механизм и средства торможения запорного органа, о т- личающийся тем, что, с целью упрощения обслуживания за счет исключения необходимости регулировки средств торможения при изменении давления в камере высокого давления, запорный орган клапана выполнен в виде емкости, сообщенной с камерой высокого давления посредством, по крайней мере одного сопла.

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является упрощение обслуживания за счет исключения необходимости регулировки средств торможения при изменении давления в камере высокого давления. Стенд содержит ствол 1 с поршнем 2 для закрепления испытуемого изделия 3, камеру 4 высокого давле- ния и быстродействующий клапан. Последний служит для сообщения запорш- невой полости 5 ствола с камерой высокого давления и включает запорный орган 7 в виде емкости 11, сообщенной с камерой высокого давления посредством по крайней мере одного сопла 12. В исходном положении камера высокого давления и емкость 11 заполняются сжатым газом. При освобождении запорного органа клапана сжатый газ поступает в запоршневую полость ствола и обеспечивает разгон поршня с изделием, на которое при разгоне действует заданная нагрузка. Запорный орган клапана затормаживается, а его отскок исключается за счет истечения газа через сопло из емкости 11. Изменение давления в камере высокого давления не требует дополнительного регулирования клапана, так как автоматически изменяется сила, препятствующая отскоку запорного органа. 1 ил. сл с