Градуировочный ударный стенд

 

(11) 4765I 4

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ХВТОРСКОНУ СЗИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.04.73 (21) 1908763/18-10 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Опубликовано 05.07.75. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 06.01.76 (51) М. Кл. 6 01р 21/00

Государстеенньй комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.781 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Степанов и А. А. Лаптенко

Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (71) Заявитель (54) ГРАДУИРОВОЧНЫИ УДАРНЪ|й СТЕНД

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено при измерении;параметрав удара.

Известные градуировочные ударные стенды, содержащие силонагружающую машину с захватами, соединенными через упругий элемент, и разрушаемую вставку, не обладают достаточной точностью градуи равюи и не имеют достаточную величину ам плитуды градуируемого удара из-за сравнительно медленного процесса разрушения встыки.

Предла гаемый стенд отличается от известных тем, что разрушаемая вста вка выполнена из хрупко го материала, наиример из углеродистой закаленной стали, а стенд снабжен устройством подрезания вста нки, .выполненным .в виде резца, закрепленного в держателе, который устано влен через подшипники на валу, связанном одним концом с захватом, другим — со .вета(вкой, и yillopa, наконечник которо го устанавлен в держателе в точке, диаметрально противоположной резцу.

Эти отличия у величивают точность градуировки и величину амплитуды удара, так как процесс разрушения вставки происходит быстрее и однозначнее овязан с нагружающей силой.

На чертеже изображен предлагаемый стенд.

Стенд содерж ит силоизмерительную машину 1, например типа УМ-5, упругий элемент 2 с тензапреобразователем 3, хрупкий образец 4 и подрезающее приспособлекие 5, которое содержит резец б, упор с текстолитовым наконечником 7, цилиндрический держатель резца 8. Держатель насажен посредством шарикоподшипников на вал 9, в кото рый ввинчен хрупкий образец. Снизу ваl соединен с одним из захватав силаизмерительной ма шины. С другим захватом машины соединен упругий элемент. Градуируемый акселерометр

10 закреплен,в теле упру гого элемента.

Стенд работает следующим образом.

Натяжение системы производят до заданного значения смлы, определяемого по шкале силоизмерительной м ашины. После нагружения до необходимого уровня машину отключают. Образец подрезают путем нанесения круговой .риски. При его распределении происход|ит разгрузка у1пругого элемента, выдающего цуг колебаний, по первой амплитуде которых

lIIðoiâoäèTñÿ градуиравка. Резец и упор прп подрезке однавременно падводят с двух сторон к образцу таким образом, чтобы исключить до)полнительное натяжение системы из-за изгиба образца под резцом.

В процессе нанесеиия риски резец обкатывается вокруг образца и одновременно происходит его подача. Хотя твердость резца и

Зо хрупкого закаленного образца соизмеримы, но

476514

4 блнго паря т1цатслы-:Ой цс1!тро вкс мс, ь!снной скорости поворота подрсзающего пр io>1особления можно осз дополнительной заточки резца произвести 15 —: — 20 градуировочных кодов.

Хрупк!Ий ооразец, изгото вленный, например, из стали У-8, в закаленном состоянии очень чувствителен к надрезам. Поэтому после возникнове ния сравнительно неглубокой ри "ки 011 разрушается. В процессе некоторой пластической релаксации метглла образца в зоне годрсэаii И я ПрОПСХОдсИТ удЛИНСНИЕ СИ СТСМ Ы 11, КИК следствие это!о, паде>г>1е начального статического натяга. Для уменьшения влиянии>1 этого фактора на точность определения статической

СИЛЫ НСООХОДПМО, ЧТООЬ1 ОТНОШСП;!Š— - - - ОЫу пр.

ЛО МЕНЬШС 0,0!. ЗДЕСЬ ОбОЗНаЧЕНО Луп„,, —;1Сремещение нн>кнего захвата при нагружении до заданной силы; Л„,„„. — приращение длины в результате релаксации металла около риски.

При невы11ол>!енин этого соотношения можно совмещать подрезание образца с подгружен 11ем системы, так как скорость нагружения упругого элемента мала по сра внени!о с ..II«Iaмическим по1ведением системы после;>азрыва ооразца. Для гарантированного разрыва образец с иницирующей риской нагружают,",о усилснпия на 10 —:15% меньшего среднего усилия разрушения партии гладких образцов. Разрыв последних диаметром 4 —:-5 л1л! при нагрузке

3000 кгс, например, происходит за т =

5 —:6 л1кеек. Это время oi,ределяет крутизну фронта спада нагрузки, приложенной к упругому элементу с поверяемым аксслерометром.

Четверть периода (/4Т) собственных упругих колебаний, разви1вающихся после разрыва образца, ра1в на, например, 50 мксек при частоте

5 кгпв. Длительность фронта снятия нагрузки соста1вляет, таким образом, 0,1 от времепи сооственной разгрузки упругой системы. Разброс времени разделения образца в 10% почти не отражается на величине 1-го и1мпульса затухающих колебаний, что увеличнвает точность гр аду и р о в!к и.

Амплитуда динамической силы замеряется тензопреобразователвм, наклеенным на упругий элемент. Ускорение определяется как

Р,п,. а.,:—

> Д °

1 упр maкс. где Рд,„,, — ди1намическое усиление, замеренное по пер вой амплитуде; ту„р, — присоединенная маха урдругого элемента с частью хрупкого образца, m„I, — масса акселерометра.

В основном погрешность ударного ускорения определяется неточностью измерения дина !Ис!еской силы. Прн градуиро вках аксс !сромстров нет нсобход1мостп каждый раз определять зту силу, оста-.о но пропзве "ти серию

5 замеров величины псрвой амплитуды дина ги IcoKoII нагрузки на данный упругий элемент с массой, имитирующей массу акселерометра, и найти коэффициент преобразования

ДПII и о где Pp — статическая сила, от котоООЙ разгру15 жастся си стема при разрушении хрупкого образца. Тогда ударное ускорение находится по формуле и Рп ,Л:,Д

>>1 уп р + 1>! а кс.

Предмет изобретения

Градуировочный удар ный стенд, содержащий силонагружающую машину с захватами, 45 соединенными через упругий элемент, и разрушаемую вставку, отличающийся тем, что, с целью увел иче ния точности градуировки и увеличения величины ам1плитуды удара, разрушаемая вставка, выполнена из хрупкого материа50 ла, например из углеродистой закаленной стали, а стенд снабжен устройством подрезания вставки, выполненным в инде резца, закрепленного .в держ ателе, .который устано влен через подшипники на валу., связанном одним концом с захватом, а другим — с вставкой, и упора, наконечник которого устано|влен в держателе в точке, диаметрально противополо>кной резцу.

Экоперимснта IbHD найдено, что K„H0 мс:гнется при изменении массы акселерометра, а определяется только демпфирующими свой25 ствами системы. Высшие частоты упругого э,>смента, накладывающего на ссновные затухающие колебания и проявля1ощ1иеся в виде шума в сигнале градуируемого акселерометра, устраняются введением мембраны для упруго30 го элемента. Хотя мембрана несколько и снижает коэффициент Кп, по зато устраняет

;o"„сречные колебания и сглаж ивает колебания на высших частотах. Коэффициент преобразования имеет порядок 1,68 при разгрузке

35 у1пругого элемента с мембраной и 1,87 без мембраны. На описываемом стенде можно получить ускорения до 50000 д., если нагружение

yi:Ipy1oA системы производить до статического у=>1лия в 5000 кгс, 40

-176 4

Составитель P. Александров

Текред Т. Миронова Корректор И. Симкина

1- едактор Е. Братчикова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1112/1649 Изд. № 888 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5