Стенд для испытания изделий на многократный удар Советский патент 1993 года по МПК G01M7/08 

Фиг

Изобретение относится к технике динамических испытаний изделий, а именно к стендам для испытания на многократный удар.

Известен стенд для испытания изделий на многократный удар, содержащий станину, стол для крепления испытуемого изделия, вертикальные направляющие для стола, расположенное между столом и станиной тормозное устройство для формирования параметров ударного импульса и механизм подьема и сброса Стола, выполненный в виде непосредственно контактирующего с ним кулачка с приводом для его вращения.,iij

Наиболее близким к изобретению явл1н ется стенд для испытания изделий на MHЈF; гократный удар, содержащий станину; установленный на ней в направляющих Ј возможностью вертикального перемещения стол для крепления испытуемого йзде лия, расположенное между станиной W; столом тормозное устройство для формиро вания параметров уда рного импульса и мё ханизм подъема и сброса стола, включающее толкатель с роликом и контах- тирующий с роликом кулачок с приводом для его вращения.- i

При испытаниях на известном стенде изделий большой массы не обеспечивается высокая точность воспроизббдения параметров ударного импульса. Это обусловлено влиянием частоты вращения кулачка на скорость падения стола, усиливающимся с уменьшением высоты сброса стола и частоты вращения эксцентрика, и высокими контактными напряжениями в паре кулачок-ролик (в особенности, непосредственно перед сбросом стола), приводящими к ускоренному износу механизма подъема и сброса.

В известном стенде для снижения контактных напряжений необходимо увеличить радиусы кривизны закругления зуба кулачка и ролика толкателя, однако этот путь приводит к снижению точности воспроизведения параметров ударного импульса.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения параметров ударного импульса.;.. ;

Согласно изобретению это достигается благодаря тому, что ролик установлен на толкателе с помощью поворотного рычага, установленного соосно толкателю с упором его боковой поверхности в боковую поверхность толкателя и подпружиненного в направлении вращения кулачка.

Введение в конструкцию стенда поворотного рычага, один конец которого шар- нирно закреплен на нижнем конце

0

5

0

5

о;

5

0

5

толкателя, а второй конец контактирует через ролик с кулачком, исключает взаимодействие толкателя с кулачком после прохождения зуба кулачка через ось толкателя.

Подпружинивание поворотного рычага в направлении вращения кулачка обеспечивает дстанрвку и возраст рычага в верти- | альио положение после его поворота под действием усилия, возникающего между внутренней стороной зуба кулачка и нижним концом рычага (роликом) после прохождения вершины зуба через ось толкателя.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема описываемого стенда; на фиг. 2 - схема взаимодействия ролика с кулачком в известном стенде; на фиг, 3 - схема взаимодействия ролика, расположенного н поворотном рычаге, с кулачком в описываемом стенде.

Стенд для испытания изделий на многократный удар содержит станину 1, размещенный над ней стол 2 для крепления испытуемого изделия 3, прикрепленный к столу 2 толкатель 4 с соосно установленным на его нижним конце поворотным рычагом 5, который контактирует с вращающимся кулачком 6 через ролик 7, Поворотный рычаг 5 подпружинен в направлении вращения кулачка 6с помощью пружины 8 и контактирует в вертикальном положении с боковой поверхностью толкателя 4. На станине 1 ус- Тановлёно тормозное устройство 9 в виде пакета упругих прокладок, служащее для формирования параметров ударного импульса; -:.;.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения; . -. . ..-.. .. . ..

G - вес стола с испытуемым изделием;

N - контактное усилие в паре кулачок- ролик поСлё прохождения вершиной зуба кулачка вертикальной оси толкателя;

а - угрл между осью толкателя и прямой, соединяющей точку контакта на поверхности ролики с центром вращения кулачка;

0

5

/ - угол между осью толкателя и прямой/соединяющей точку контакта на поверхности ролика с центром его вращения;

R - максимальный радиус кулачка;

г-радиус ролика.

Стенд работает следующим образом. В процессе своего вращения кулачок 6 взаимодействует через ролик 7 с поворотным рычагом 5, который движется вверх, поднимая при этом через толкатель 4 стол 2 с установленным на нем испытуемым изделием 3. При этом повЬротный рычаг 5 прижимается к боковой поверхности толкателя 4 и

удерживается в этом положении под действием нормальной составляющей контактного усилия N между роликом 7 и {эксцентриком 6 и усилием предварительно сжатой пружины 8, Сброс стола происходит после того, как зуб кулачка б в процессе своего вращения пройдет через вертикаль- ную ось толкателя 4 и ролик 7 начнет взаимодействовать с внутренней поверхностью зуба кулачка б, При этом нормальная со- уставляющая величины контактного усилия N, приложенная через ролик 7 к поворотно- му рычагу 5, меняет свое направление на противоположное (на 180°) и под ее воздей- етвием рычаг 5 поворачивается навстречу вращению кулачка 6, преодолевая при этом сопротивление пружины 8, в результате че- jro толкатель 4 освобождается от действия .вертикальной силы со стороны кулачка бис этого момента происходит свободное паде- ние стола 2 с испытуемым изделием 3 на тормозное устройство 9. В результате деформации тормозного устройства 9 происходит формирование ударного импульса, В процессе дальнейшего вращения кулачка б рычаг 5 под действием пружины 8 поворачивается в направлении движения зуба кулачка 6, при этом ролик 7 взаимодействует |с внутренней поверхностью зуба кулачка б тех пор, пока поворотный рычаг 5 не займет вертикальное положение, соосно толкателю 4, контактируя с ним боковой по- рерхностью.

j После падения стола 2 на тормозное устройство 9 и возвращения поворотного эычага 5 в исходное положение ролик 7 не (онтактирует с кулачком 6, а их взаимодействие начинается лишь после того, как кулачок б повернется на определенный угол; это Необходимо для плавного и безударного на- Мала взаимодействия ролика 7с поверхноФормулаизобретения

Стенд для испытания изделий на многократный удар, содержащий станину, уста- Новленный на ней с возможностью рертикального перемещения стол для крепления испытуемого изделия, расположенное между станиной и столом тормозное устройство для формирования параметров ударного импульса и устройство подъема и рбросастола, включающее толкатель с роликом и механизм подъема и сброса стола,

стью кулачка 6. В процессе дальнейшего вращения эксцентрика б ролик 7 контактирует с его поверхностью и поднимается, отслеживая профиль кулачка б. При этом вертикальное перемещение ролика 7 передается через рычаг 5 и толкатель 4 на стол 2 и происходит очередной цикл ударного на- гружения испытуемого изделия 3. Изменение высоты пад е н ия стола может производиться известными методами, например, изменением толщины жестких прокладок в тормозном пакете или путем регулирования длины толкателя.

В результате пров ёденного расчета для массы падающей части ударного стенда (массы стола и испытуемого изделия) 5 т и высоты зуба кулачка 100 мм максимальный радиус кулачка составил 200 мм, а диаметр ролика, взаимодействующего с кулачком. составил 100 мм. Если при таких параметрах стенда известной конструкций попытаться производить сбросы с малой высоты (например 10-20 мм), то свободного падения стола стенда на тормозное устройство и стабильного ударного нагружения получить не удастся, поскольку ролик диаметра 200 мм будет просто обкатывать зуб эксцентрика в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 2.

В ведение в конструкцию ударного стенда поворотного рычага позволяет многократно увеличить вес испытуемых изделий без снижения точности воспроизведения ударной нагрузки.

Кроме того, взаимодействие толкателя стола с эксцентриком через поворотный рычаг позволяет исключить знакопеременное нагружёние механизма привода вращения эксцентрика и тем самым повысить долговечность стенда и надежность его работы.

включающий контактирующий с роликом кулачок с приводом для его вращения, о тли чающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения параметров ударного импульса, ролик установлен на толкателе с помощью поворотного рычага, установленного соосно с толкателем с упором его боковой поверхности в боковую поверхность толкателя и подпружиненного в направлении вращения кулачка.

Сущность изобретения: в устройстве подъема и сброса стола 2 с испытуемым изделием 3, включающем толкатель 4 с роликом 7 и контактирующий с последним вращающийся кулачок 6, ролик 7 установлен на поворотном рычаге 5. Рычаг 5 установлен соосно толкателю 4 с упором в его боковую поверхность и подпружинен в направлении вращения кулачка 6. Введение в устройство поворотного рычага повышает точность вос произведения параметров ударного импульса благодаря исключению взаимодействия толкателя с кулачком после прохождения зуба кулачка через ось толкателя. 3 ил.