Результат интеллектуальной деятельности: Стенд для ударных испытаний

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания изделий на воздействие ударных нагрузок.

Известен стенд для испытания изделий на ударные воздействия (см. патент РФ №2172482 «Ударный испытательный стенд», МПК¹¹ G01M 7/08, G01N 3/307, опубл. 20.08.2001), состоящий из основания, закрепленного на фундаменте, рабочего стола с испытуемым изделием, упругого элемента, выполненного в виде предварительно поджатой с торцов упругой полосы и закрепленного своими торцами в устройствах поджатая, установленных на основании. Стол с испытуемым изделием закреплен в центральной части упругой полосы симметрично относительно ее торцов. К столу жестко прикреплена серьга. В серьге сделан паз в вертикальном направлении. В паз вставлен палец, который крепится к подвижной части возвратно-поступательного устройства. Длина паза выбрана таким образом, чтобы при выполнении ударного воздействия палец не касался торцов паза. Выполнение упругого элемента в виде пакета из нескольких полос позволяет увеличить толкающую силу упругого элемента.

Недостатком данного стенда является необходимость использования пневмо- или гидромеханизма, что усложняет его конструкцию.

Наиболее близким к заявляемому стенду для испытания изделий на ударные воздействия является «Стенд для динамических испытаний изделий» (см. патент РФ №2242731, МПК⁷ G01M 7/08, опубл. 20.12.2004), содержит стол для закрепления испытуемого изделия, установленный в центральной части связанного с основанием упругого элемента, и средство создания ударной нагрузки, при этом упругий элемент представляет собой пакет тарельчатых пружин, заключенный в корпус, а стол снабжен двусторонними упорами для упругого элемента с изменяемым положением и установлен с возможностью продольного перемещения относительно него. Средством создания ударной нагрузки может являться как разрывной элемент, соединенный с рабочим столом, так и падающий груз. Данный стенд выбран в качестве прототипа.

Недостатком данного стенда является то, что для каждого удара требуется новый разрывной элемент, откалиброванный на заданную величину ударного ускорения. Вследствие этого, усложняется и удлиняется процесс подготовки стенда к работе. Также для работы стенда в качестве привода необходимо пневматическое или гидравлическое устройство, что усложняет его конструкцию.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в обеспечении ударного нагружения объекта испытания (ОИ) с заданными параметрами.

Технический результат, который может быть получен в результате использования заявляемого стенда, состоит в обеспечении приложения регулируемой ударной нагрузки к ОИ.

Указанная проблема решается с помощью заявляемого стенда, содержащего стол для закрепления ОИ, установленный в центральной части связанного с основанием упругого элемента, средство создания ударной нагрузки в виде падающего груза, отличающегося от прототипа тем, что падающий груз размещен на направляющих, на которых с возможностью свободного перемещения и фиксации в заданном положении установлена траверса, к которой верхним концом подвешен дополнительный упругий элемент, нижним концом соединенный с падающим грузом, упругий элемент для установки ОИ выполнен в виде четырех полос из собранных в кассеты упругих стержней, концы полос симметрично шарнирно соединены с противоположными вертикальными стойками рамы основания стенда, их средняя часть шарнирно связана с висящим на них соосно с осью стенда столом, при этом верхняя часть стола предназначена для взаимодействия с падающим грузом, а его нижняя часть жестко соединена с ОИ.

На верхней части стола может быть установлен крешер, падающий груз может быть выполнен в виде бойка с установленным на нем наборным грузом, а дополнительный упругий элемент может быть выполнен в виде собранных в кассету упругих стержней.

В результате использования всей совокупности признаков заявляемого стенда можно регулировать максимальное значение нагрузки на объект испытаний путем варьирования высоты падения груза, его массы и изменения жесткости крешера.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид стенда для ударных испытаний, на фиг. 2 - общий вид стенда, приведенного в рабочее положение, на фиг. 3 - общий вид стенда в момент передачи ударного импульса от груза на крешер, установленный на столе.

Заявляемый стенд для виброударных испытаний содержит стол 15 для закрепления объекта 16 испытаний, установленный в центральной части связанного с основанием упругого элемента, средство создания ударной нагрузки в виде падающего груза.

Основание стенда состоит из рам: верхней 1 и нижней 2. Верхняя рама 1 представляет собой рамную конструкцию, включающую вертикально расположенные стойки 3. В верхней и в нижней частях стоек 3 имеются элементы крепления 6, при помощи которых установлены направляющие 7. На направляющие 7 с возможностью свободного перемещения вдоль них установлена траверса 8. На стойках 3 жестко закреплены зубчатые рейки 4, на которых установлены упоры 5, предназначенные для фиксации заданного положения траверсы 8 и установки зазора Δ между бойком 10 и крешером 17.

К траверсе 8 верхним концом подвешен дополнительный упругий элемент 9, выполненный в данном примере выполнения в виде собранных в кассету 14 упругих стержней. Нижний конец дополнительного упругого элемента 9 соединен с падающим грузом в виде бойка 10, на котором в данном примере выполнения установлен наборный груз 11. Боек 10 также установлен на направляющие 7 с возможностью свободного перемещения вдоль них.

Нижняя рама 2 представляет собой рамную конструкцию, включающую в себя вертикальные стойки 12. На стойках 12 размещены шарнирные элементы 13, с помощью которых устанавливается упругий элемент для установки ОИ 16, выполненный в виде четырех полос из собранных в восемь кассет 14 упругих стержней. Концы полос симметрично при помощи шарнирных элементов 13 соединены с противоположными вертикальными стойками 12 рамы 2 основания стенда, их средняя часть шарнирно связана с висящим на них соосно с осью стенда столом 15, при этом верхняя часть стола 15 предназначена для взаимодействия с падающим грузом 10, а его нижняя часть жестко соединена с ОИ 16.

Верхняя часть стола 15 может взаимодействовать с падающим грузом через крешер 17.

Стенд работает следующим образом. Перед проведением испытаний выставляется зазор Δ между бойком 10 и крешером 17 (см. фиг. 1). Данный зазор Δ выставляется при помощи регулировки упоров 5 перемещением их вверх или вниз относительно зубчатой рейки 4. После выставления зазора Δ упоры 5 жестко закрепляются (фиксируется заданное положение траверсы 8). Величина выставленного зазора Δ определяет величину ударного импульса и должна исключать вероятность повторного соударения бойка 10 о крешер 17 после сброса.

Затем при помощи подъемного элемента через сбрасыватель 18 траверсу 8 с дополнительным упругим элементом 9, бойком 10, наборным грузом 11 поднимают на заданную высоту Н, в соответствии с режимами ударных нагрузок (см. фиг. 2). После срабатывания сбрасывателя 18 происходит отделение траверсы 8 от сбрасывателя 18. Траверса 8 с дополнительным упругим элементом 9, бойком 10 и наборным грузом 11 начинает свободное движение вниз вдоль направляющих 7. После соприкосновения траверсы 8 с упорами 5, траверса 8 фиксируется в этом положении, а дополнительный упругий элемент 9 растягивается под действием кинетической энергии бойка 10 с установленным на нем наборным грузом 11. В результате происходит соударение бойка 10 с крешером 17 (см. фиг. 3). После удара под действием дополнительного упругого элемента 9 боек 10 начинает движение вверх, а величина выставленного зазора Δ не позволяет произвести повторное соударение бойка 10 с крешером 17. В результате действия ударного импульса нагрузка передается на стол 15 и нагружает ОИ 16.

Таким образом, заявляемый стенд для ударных испытаний позволяет конструктивно просто регулировать максимальное значение ударной нагрузки на объект испытаний путем варьирования высоты падения груза, его массы, изменения жесткости крешера, т.е. обеспечить приложение заданной ударной нагрузки к ОИ при минимальных материальных затратах.