Устройство для ударных испытаний

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - улучшение условий труда за счет снижения импульсного шума без увеличения длины устройства. Устройство содержит ствол 1, установленный в нем поршень 2 для размещения испытуемого изделия 3, камеру 4 высокого давления, соединенную каналом 5 с клапаном 6 с предпоршневой полостью 7 ствола 1, дополнительный поршень 8, фиксатор 9 поршня 2, ловушку 10 поршня 2, приспособление для остановки поршня 8 при отскоке, средства формирования ударного импульса в виде отверстий 16, в части которых установлены заглушки 17, а в другой - дроссели 18 и глушитель, включающий газосборную камеру 24, охватывающую часть ствола 1 между поршнями 2 и 8, и сообщенную с камерой 24 каналом 26 выхлопную трубу 25, длина которой выбрана из условия обеспечения снижения давления выхлопных газов на выходе трубы 25 до давления окружающей среды. Наличие такого глушителя исключает выхлоп отработанных газов под большим давлением, сопровождающийся импульсным шумом. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s G 01 М 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1295252 (21) 4733808/28 (22) 11.07.89 (46) 15.08.91. Бюл. (Ф 30 (75) В.Д. Степанов (53) 620.178.7 (088,8) (56) Ач; орское свидетельство СССР

М 1295252, кл. G 01 М 7/00, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике, Цель изобретения — улучшение условий труда за счет снижения импульсного шума без увеличения длины устройства.

Устройство содержит ствол 1, установленный е нем поршень 2 для размещения испытуемого изделия 3, камеру 4 высокого давления, соединенную каналом 5 с клапаном 6 с предпоршнееой полостью 7 ствола

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам, служащим для испытаний изделий на воздействие ударной нагрузки, и является усовершенствованием основного изобретения по ает. св. ге 1295252.

Цель изобретения — улучшение условий труда за счет снижения импульсного шума беэ увеличения длины устройства.

Цель достигается за счет снабжения устройства глушителем е виде газосборной камеры и сообщенной с ней выхлопной трубой, длина которой выбрана из условия обеспечения снижения давления выхлопных газов на выходе из трубы до давления окружающей среды.

На чертеже изображено описываемое устройство для ударных испытаний.

Устройство содержит ствол 1, установленный в нем поршень 2 для размещения, Я2 1670469 А2

1, дополнительный поршень 8, фиксатор 9 поршня 2, ловушку 10 поршня 2, приспособление для остановки поршня 8 при отскоке, средства формирования ударного импульса в виде отверстий 16, е части которых установлены заглушки 17, а в другой — дроссели

18 и глушитель, включающий газосборную камеру 24, охватывающую часть ствола 1 между поршнями 2 и 8, и сообщенную с камерой 24 каналом 26 выхлопную трубу

25, длина которой выбрана из условия обеспечения снижения давления выхлопных газов на выходе трубы 25 до давления окружающей среды. Наличие такого глушителя исключает выхлоп отработанных газов под большим давлением, сопровождающийся импульсным шумом. 1 ил. с испытуемого изделия 3, камеру 4 высокого давления, соединенную каналом 5 с клапаном 6 с предпоршневой полостью 7 ствола

1, дополнительный поршень 8, размещенный в предпоршневой полости 7, фиксатор

9 поршня 2, выполненный в виде разрушаемого элемента, установленного в стенке ствола 1, ловушку 10 поршня 2, приспособление для остановки дополнительного поршня 8 при отскоке, выполненное в виде выступающих внутрь ствола 1 через продольные пазы 11 в его стенке подпружиненных посредством упругого кольца 12 односторонних упоров 13, которые закреплены с помощью шарниров 14 на фрикционном элементе 15, и средства формирования ударного импульса, представляющие собой выполненную в стволе 1 по его длине систему отверстий 16, в части которых установлены заглушки 17, а в другой — дроссели 18. В

1670469

25 астр

55 канале 5 установлена впускная дроссельная шайба 19. Камера 4 высокого давления соединена с источником высокого давления (на чертеже не показан ) через отверстие 20.

Усилие обжатия фрикционного элемента 15 регулируется с помощью хомута 21. На заднем торце дополнительного поршня 8 закреплена пластичная демпфирующая прокладка 22. Ствол 1, ловушка 10 и камера

4 высокого давления установлены на основании 23. Устройство содержит также установленную аксиально стволу 1 гаэосборную камеру 24, охватывающую размещенный между поршнями 8 и 2 участок ствола 1, и сообщенную с камерой 24 и открытую с торцов выхлопную трубу 25, расположенную параллельно стволу 1, Газосборная камера

24 и труба 25 сообщены между собой каналом 26. Труба 25 установлена на основании

23.

Длина выхлопной трубы 25 выбрана из условия обеспечения снижения давления выхлопных газов на выходе иэ трубы до давления окружаюшей среды. Это условие удовлетворяется при выполнении следующих соотношений: (, (1С,; (2)

$RF, (3) где Ьр — длина выхлопной трубы 25;

Uo — объем камеры 4 высокого давления;

P0 — начальное давление газа в камере

4 высокого давления;

К вЂ” постоянная адиабаты газа, заключенного в камере 4 высокого давления;

Рс — давление в окружающей среде;

F — площадь поперечного сечения канала ствола 1;

L1 — длина разгонной части ствола 1;

S — площадь поперечного сечения канала выхлопной трубы 25;

Lgt длина ствола 1.

Аналогичный эффект уменьшения импульсного шума может быть достигнут и при соответственном увеличении длины разгонной части ствола 1. Для этого необходимо обеспечить снижение давления газа, разгоняющего дополнительный поршень 8, до давления окружающей среды в момент достижения дополнительным поршнем 8 требуемой максимальной скорости. Однако расчеты показывают. что это требование приводит к неприемлемому на практике увеличению длины ствола и. следовательно, всего устройства.

Устройство для ударных испытаний работает следующим образом.

В ствол 1 устанавливается дополнительный поршень 8, После этого в ствол 1 устанавливается поршень 2 с изделием 3, В соответствии с условиями испытания открываются отверстия 16 в стволе 1 (путем вывинчивания резьбовых заглушек 17), При этом обязательно открывается часть отверстий 16 на участке ствола 1 между поршнями 2 и 8, количество которых и место расположения определяются условиями испытания изделия 3. В открытые отверстия

16 устанавливаются дроссели 18, В канале 5 устанавливается шайба 19.

Положение поршня 2 фиксируется фиксатором 9. От источника давления через отверстие 20 сжатый газ (воздух) подается в камеру 4, Затем отверстне 20 перекрывается, В этом состоянии устройство подготовлено для проведения испытания изделия.

При срабатывании клапана 6 сжатый воздух из камеры 4 по каналу 5 через шайбу

19 поступает в предпоршневую полость 7, Давление воздуха в ней увеличивается.

При достижении силы давления воздуха в полости 7 на поршень 8 величины, достаточной для преодоления силы трения покоя этого поршня 8, последний начинает, ускоряясь, перемещаться в стволе 1. При этом скорость поршня 8 увеличивается, Образующийся впереди поршня 8 уплотненный воздух сбрасывается через отверстия 16, пазы 11, расположенные на участке ствола 1 между поршнями 2 и 8, газосборную камеру

24, канал 26 и выхлопную трубу 25 в атмосферу, Поршень 2 при движении поршня 8 на участке ствола 1 до прохождения им открытых отверстий 16 остается неподвижным, так как он зафиксирован фиксатором 9. В момент прохождения отверстий 16 и пазов

11 поршень 8 приобретает максимальную скорость. При неизменном начальном давлении воздуха в камере 4 скорость поршня

8 может регулироваться количеством открытых отверстий 16 в стволе и изменением проходного сечения шайбы 19. При прямом ходе поршень 8 раздвигает упоры 13, которые отклоняются в радиальном направлении на шарнирах 14 и вытесняются иэ канала ствола 1. благодаря наличию упругого кольца 12 и выбору соответствующего профиля контактирующих поверхностей поршня 8 и упора 13 при прямом ходе поршня 8 это взаимодействие не оказывает существенного препятствия движению поршня 8. После прохождения поршнем 8 открытых отверстий 16 и пазов 11, расположенных на участке ствола 1 между поршнями 2 и 8, упоры 13 занимают исходное

1670169

45 положение. После прохождения поршнем 8 открытых отверстий 16 и пазов 11 ои ачинает сжимать воздух в части ствола 1, образованной поршнем 8 и поршнем 2 (e исходном состоянии воздух в стволе 1 находится под атмосферным давлением). При превышении силы давления воздуха íà поршень 2 некоторой величины фиксатор 9 разрушается, и освобождается поршень 2, При дальнейшем движении поршня 8 давление воздуха на поршень 2 увеличивается и достигается максимальной величины s момент максимального сближения поршней 8 и 2, В этот момент времени формируется пиковое значение ударного ускорения. действующего на изделие 3. После того, как между поршнями 8 и 2 произойдет обмен энергиями, поршень 2 приобретает максимальную скорость. После выхора из ст.вола 1 поршень 2 затормаживается ловушкой 10 при допустимом для изделия 3 уровне тормозного ускоренля. Ловушка 10 выполнена, например, в виде размещенных в направляющих демпфер-.. я и масс, Па„аметры воспроизводимого ударного ускорения могут корректироваться путем сбора асти воздуха из ствола 1 в атмосферу через отверстия 16 и дроссели !8.

При отсутствии приспособления для остановки поршня 8 последний, двигаясь в обратном направлении, сжимает воздух в предпоршиевой полости 7. Сжатый воздух полости 7, расширяясь, разгоняет повторио поршень 8, что может привести к повторному непосредственному (весьма интенсивному) соударению поршней 8 и 2, но уже вие ствола 1, что приводит в конечном счете к недопустимому повторному ударному нагружеиию изделия 3. Благодаря наличию приспособления для остановки дополнительного поршня 8 при отскоке нерабочее действие ударного ускорения на испытуемое изделие 3 исключается.

После окончания рабочего взаимодействия поршней 2 и 8 последний при отскоке

30 движется в обратном направлении, доходит до упоров 13 и, взаимодействуя с ними veрез демпфирующую прокладку 22, останавливается. Энергия обратного хода поршня 8 рассеивается эа счет потерь на трение при перемещении упоров 13 относительно ствола 1 (в осевом направлении), При рабочем разгоне дополнительного поршня 8 s момент прохождения поршнем

& открытых отверстий 16 и пазов 11 он приобретает требуемую максимальную скорость, Отработанный гаэ (эа поршнем 8), являясь основным источником импульсного шума при работе устройства, сбрасывается в атмосферу. проходя через камеру 24, канал 26, трубу 25 в атмосферу, Параметры трубы 25 по приведенным выше соотношениям выбраны таким образом, что давление выхлопных газов выравнивается с давлением окружающей среды, что уменьшает скорость истечения газа в атмосферу. а следовательно. и уровень импульсного wyма. При этом длина трубы не превышает длину стенда.

Таким образом, снабжение устройства для ударных испытаний глушителем снижает импульсный шум при его работе и не приводит к увеличению его длины.

Формула изобретения

Устройство для ударных испытаний по авт. св, N. 1295252, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения условий труда за счет снижения импульсного шума без увеличения длины устройства, оно снабжено гаэосборной камерой, охватывающей ствол иа участке между поршнями, и сообщенной с этой камерой и расположенной параллельно стволу открытой с обоих торцов выхлопной трубой, длина которой выбрана из условия обеспечения снижения давления выхлопных газов на выходе иэ трубы до давления окружающей среды, 1670469

Г5 и 14 О/2 Д Ь

Составитель В.Финогенов

Редактор Г.Мозжечкова Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Заказ 2741 Тираж 338 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101