Установка для испытания изделий на воздействие ударной нагрузки

 

Установка для испытания изделий на воздействие ударной нагрузки, содержащая станину с направляющими, установленные в направляющих стол для закрепления испытуемого изделия и разгонное устройство, включающее установленной на станине цилиндр, разделенный поршнем на пневматическую камеру, подключаемую к источнику высокого давления, и расположенную со стороны стола гидравлическую камеру, в торцевой стенке которой имеется сопло для истечения жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения испытательной нагрузки за счет уменьшения массы подвижной части и упрощения конструкции, параметры сопла выбраны из условия образования гидромониторной струи, а стол со стороны гидравлической камеры имеет сферическую вогнутую поверхность.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания изделий на ударные нагрузки. Известны установки для испытания изделий на ударные нагрузки, содержащие станину, пневматическое разгонное устройство и тормозное устройство [1] Пневматическое разгонное устройство состоит из длинного цилиндра (ствола), перемещающегося в нем поршня, к которому крепится испытуемое изделие, и источника давления, подключенного к цилиндру. При поступлении сжатого воздуха из источника давления в цилиндр поршень с изделием разгоняется до заданной скорости, затем происходит торможение, во время которого формируется ударный импульс. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является установка для испытания изделий на воздействие ударной нагрузки, содержащая станину с направляющими, установленный в направляющих стол для закрепления испытуемого изделия и разгонное устройство, содержащее установленный на станине цилиндр, разделенный поршнем на пневматическую камеру, подключенную к источнику высокого давления, и расположенную со стороны стола гидравлическую камеру, в торцовой стенке которой имеется сопло для истечения жидкости [2] Стол соединен с поршнем посредством штока, проходящего сквозь сопло гидравлической камеры. Для повышения испытательной нагрузки необходимо увеличивать скорость (путь) разгона изделия. Однако в известных установках для этого необходимо увеличивать длину цилиндра и штока, что приводит к увеличению массы подвижной части установки и усложнению конструкции. В свою очередь, увеличение массы ограничивает возможности увеличения скорости разгона (в известных установках последняя не превышает 100-150 м/с). Целью изобретения является повышение испытательной нагрузки за счет уменьшения массы подвижной части и упрощения конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в установке для испытаний изделий на воздействие ударной нагрузки, содержащей станину с направляющими, установленный в направляющих стол для закрепления испытуемого изделия и разгонное устройство, включающее установленный на станине цилиндр, разделенный поршнем на пневматическую камеру, подключаемую к источнику высокого давления, и расположенную со стороны стола гидравлическую камеру, в торцовой стенке которой имеется сопло для истечения жидкости, параметры сопла выбраны из условия образования гидромониторной струи, а стол со стороны гидравлической камеры имеет сферическую вогнутую поверхность. В этом случае сток с изделием разгоняется в результате действия на сток гидромониторной струи жидкости. На чертеже изображения описываемая установка. Установка содержит станину 1 с направляющими 2, на которых с возможностью перемещения установлен стол 3 с испытуемым изделием 4, разгонное устройство в виде цилиндра 5 и подключенного к нему источника 6 высокого давления и тормозное устройство резервуар 7 с водой. Цилиндр разделен поршнем 8 на пневматическую камеру 9 и заполненную водой гидравлическую камеру 10. В торцовой стенке гидравлической камеры имеется сопло 11 для формирования гидромониторной струи 12. Стол 2 со стороны сопла 11 выполнен со сферической вогнутой поверхностью 13. Работой установки управляет пусковое устройство 14. Установка работает следующим образом. При срабатывании пускового устройства 14 сжатый воздух из источника 6 высокого давления поступает в пневматическую камеру 9. Вода под действием давления с большой скоростью истекает через сопло 11, формирующее гидромониторную струю 12, которая воздействует на стол 3 с изделием 4 и разгоняет его до заданной скорости. Формирование ударного импульса осуществляется при торможении изделия в резервуаре 7 с водой. Скорость разгона изделий, достигаемая на установке, зависит от скорости истечения струи воды, которая определяется величиной давления в гидравлической камере 10. При высоких давлениях могут быть достигнуты скорости разгона изделий, значительно превышающие скорости разгона в известных установках. Расчеты показывают, что при давлении в гидравлической камере 5000 кг/см², которому соответствует скорость истечения струи 990 м/с, можно разогнать стол с изделием до 800 м/с. Диаметр сопла 11 на порядок меньше диаметра цилиндра 5, что позволяет достичь большой скорости истечения струи при малой скорости движения поршня 8 в цилиндре 5. Поэтому ход поршня 8 значительно меньше пути разгона изделия, следовательно, сокращается длина цилиндра 10 и всей установки. Гидромониторная струя воздействует непосредственно на стол 3 с изделием, поэтому не требуется штока и амортизирующих устройств для его торможения. Так как стол 3 со стороны сопла 11 выполнен со сферической вогнутой поверхностью 13, гидромониторная струя отбрасывается в противоположном направлении. Это позволяет максимально использовать кинетическую энергию струи для разгона изделия. Описываемая установка для испытания изделий на ударные нагрузки по сравнению с известными имеет преимущества, состоящие в повышении испытательной нагрузки за счет увеличения скорости разгона изделия, упрощении установки за счет уменьшения длины цилиндра и всей установки и выполнения подвижной системы без штока, что также уменьшает ее массу и, следовательно, снижает затраты энергии на разгон изделия.

Формула изобретения

Установка для испытания изделий на воздействие ударной нагрузки, содержащая станину с направляющими, установленные в направляющих стол для закрепления испытуемого изделия и разгонное устройство, включающее установленной на станине цилиндр, разделенный поршнем на пневматическую камеру, подключаемую к источнику высокого давления, и расположенную со стороны стола гидравлическую камеру, в торцевой стенке которой имеется сопло для истечения жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения испытательной нагрузки за счет уменьшения массы подвижной части и упрощения конструкции, параметры сопла выбраны из условия образования гидромониторной струи, а стол со стороны гидравлической камеры имеет сферическую вогнутую поверхность.

РИСУНКИ

Рисунок 1