CN103712765B - 冲击试验机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冲击试验机，包括：弹托，所述弹托为圆柱体；用于发射所述弹托的炮管，所述炮管的内壁与所述圆柱体的侧面之间为间隙配合；所述弹托位于所述炮管内时，所述弹托朝向所述炮管出口的一端用于放置弹丸；设置于所述炮管的出口处的弹托回收器，用于在所述弹托和所述弹丸经过时使两者相互分离并保证所述弹丸能够通过。本发明的冲击试验机，由于采用弹托发射弹丸，保证了弹丸可以获得良好的加速作用；当弹丸与弹托的组合体经过弹托回收器时，弹托被回收，弹丸继续冲击实验且不受影响，从而使冲击试验能够方便的采用各种形状规格的弹丸。

Description

冲击试验机

技术领域

本发明涉及机械制造技术，尤其涉及一种冲击试验机，属于冲击实验设备制造技术领域。

背景技术

冲击试验机是一种采用高速移动的弹丸对试件进行冲击实验的机器，用于模拟高速冲击的效果。冲击试验机的原理与枪炮发射实弹的原理类似，均是利用高压气体加速炮管中的弹丸，以使弹丸获得较高的速度。

现有技术中的冲击试验机一般都采用空气炮，即采用高压气源对弹丸进行加速。由于炮管剖面为圆形，为保证弹丸在炮膛中获得良好的气密性，现有技术中的冲击试验机只能发射回转体弹丸，如纺锤形弹丸、圆柱形弹丸和球形弹丸。而冲击试验经常需要采用不规则形状弹丸（如冰雹或鸟）以获得更真实的模拟效果，但不规则形状的弹丸在炮管中难以获得良好的加速效果，而如果针对不规则的弹丸单独设计炮管，试验成本则会大幅度提高。

发明内容

为解决现有技术中的冲击试验机不能发射不规则形状弹丸的技术问题，本发明提供一种冲击试验机，包括：

弹托，所述弹托为圆柱体；

用于发射所述弹托的炮管，所述炮管的内壁与所述圆柱体的侧面之间为间隙配合；所述弹托位于所述炮管内时，所述弹托朝向所述炮管出口的一端用于放置弹丸；

设置于所述炮管的出口处的弹托回收器，用于在所述弹托和所述弹丸经过时使两者相互分离并保证所述弹丸能够通过。

本发明的冲击试验机，由于采用弹托发射弹丸，使弹丸依靠弹托获得了良好的加速作用；当弹丸与弹托的组合体经过弹托回收器时，弹托被回收，弹丸能够继续高速移动且不受影响，从而使本发明的冲击试验机能够方便的采用各种形状规格的弹丸进行冲击实验。

附图说明

图1为本发明实施例的冲击试验机的结构示意图；

图2为本发明实施例的冲击试验机的弹托回收器剖面图；

图3为本发明实施例的冲击试验机的炮膛剖面图；

图4为本发明实施例的冲击试验机的组合体立体图。

具体实施方式

图1为本发明实施例的冲击试验机的结构示意图；图4为本发明实施例的冲击试验机的组合体立体图。本实施例的冲击试验机，包括：弹托2、炮管3和弹托回收器5。弹托2为圆柱体，本发明实施例的弹托2可以为外形类似圆柱体的其他回转体结构，只要保证弹托2能够与炮管3之间良好的气密性即可；炮管3用于发射弹托2，炮管3的内壁与圆柱体的弹托2侧面之间为间隙配合，以保证弹托2在被加速的过程中获得良好的气密性。弹托2位于炮管2内时，弹托2朝向炮管3出口的一端用于放置弹丸1；一般情况下，弹托2的一端开设有用于容纳弹丸1的容腔，以保证弹丸1在装填过程中不与炮管3内壁相接触为准，弹丸1也可以采用润滑脂粘结在弹托2的一端。弹托2和弹丸1在发射的加速过程中形成一个组合体，当弹托2和弹丸1形成的组合体经过弹托回收器5时，弹托回收器5用于在使两者相互分离并保证弹丸1能够顺利通过弹托回收器5，弹托回收器5设置于炮管3的出口处。弹托回收器5可以采用阶梯形孔将弹托2拦截下来，也可以采用磁力装置或者阻拦索对弹托2进行捕捉，只要能保证弹丸1在离开弹托2后运动速度和轨迹的变化不影响实验结果即可。

本发明实施例的冲击试验机，由于采用弹托2发射弹丸1，使弹丸1依靠弹托2在发射的加速过程中获得了良好的加速作用；当弹丸2与弹托1的组合体经过弹托回收器5时，弹托2被阻拦回收，弹丸1能够继续高速移动且不受影响，使弹丸1单独作用在试验件100上，从而使本发明实施例的冲击试验机能够方便的采用各种形状规格的弹丸进行冲击实验。

图2为本发明实施例的冲击试验机的弹托回收器剖面图；在上述实施例的基础上，本实施例的弹托回收器5包括一个两端通透的管壳53，且管壳53的入口端51与炮管3的出口固定连接；管壳3的内壁设置有弹托挡板50，弹托挡板50上开设有用于使弹丸1通过的圆孔；该圆孔的轴线与炮管3的轴线相同，且该圆孔的直径大于弹丸1的最大外径并小于弹托2的直径（当弹托2为类圆柱体形状时，此直径一般为弹托2的最大直径）。由于弹托挡板50上的圆孔直径小于弹托2的最大外径可以保证弹丸1顺利通过，又能将弹托拦截下来，实现了弹托2与弹丸1的分离。

在上述实施例的基础上，炮管3包括多个口径相同的管段；多个管段依次连接固定后，每个管段的轴线处于同一直线上。由于加工工艺限制，炮管长细比越大，加工难度就越大；而高速冲击实验通常需要获得不同的弹丸速度，本实施例采用多个管段组装成炮管3，降低了炮管3的加工难度，也能够使炮管3根据实际实验的要求形成不同长度的炮管，也方便了弹托2能够在不同长度的炮管内获得不同的加速度或者加速时间，从而使弹丸1能够获得不同的速度。一般情况下，炮管3的内壁光滑，相临两个管段之间为螺纹连接，并且相临两个管段之间采用过渡配合，以保证炮管3内壁的平滑度。

在上述实施例的基础上，进一步的，弹托回收器5还包括：气容腔57、液压缸54和柱塞杆55。气容腔57设置于管壳53的上方，其内一般为加压气体；液压缸54开设于管壳53内，其内容纳有液压油，液压缸54与气容腔57相连；柱塞杆55设置于液压缸54内并用于在液压缸54内滑动；柱塞杆55的伸出端固定在弹托挡板50上，弹托挡板50套设于管壳53的内壁；当弹托2撞击到弹托挡板50时，弹托挡板50会沿管壳53的内壁移动，此时，柱塞杆55在液压缸54内滑动，以压缩液压缸54内的液压油。

由于液压缸54与气容腔57相连通，液压油在受压后将压力传递给气容腔57内的气体，气体受压缩变形，从而使柱塞杆55平滑的在液压缸54内滑动，大大吸收了弹托2对弹托挡板50的冲击力；由于采用液压油和气体的联合缓冲方式，弹托2能够平缓的减速，减少了设备的损坏，也能够使设备的寿命大幅度提升。

在上述实施例的基础上，进一步的，本实施例的冲击试验机还包括：炮膛4和高压气源7。炮膛4设置于炮管3的入口处，用于装填弹托2；高压气源7与炮膛4相连接，用于给弹托2提供加速动力。一般情况下，高压气源7包括多个高压气瓶，多个高压气瓶并联后与炮膛4相连接。如高压气源7为工业用15MPa级40L瓶装氮气。采用多个高压气瓶并联的方式保证高气源压力的稳定。由于高压气源的气容量越大，在弹丸加速时，气源的压力总值变化越不明显，在进行多次重复性实验时，弹丸的速度都能保持一致。所以，稳定的气源能够保证速度的重复性至关重要。

图3为本发明实施例的冲击试验机的炮膛剖面图；在上述实施例的基础上，进一步的，炮膛4内设置有多个弹托挡杆42；弹托挡杆42用于在弹托2处于炮膛4内的填装位置时，将弹托2的径向卡紧；炮膛4内还设置有一个挡弹板41；挡弹板41用于在弹托2处于炮膛4内的填装位置时，与弹托2远离炮管3出口的一端相抵触。另外，本实施例的冲击试验机还可以包括：调压阀8和压力表；调压阀8设置于炮膛4与高压气源7之间，或者设置在炮膛4的气源进口47上，调压阀8用于调节炮膛4内的气压；压力表设置于所述炮膛，用于显示炮膛4内的气压值。

本实施例的冲击试验机在准备发射弹丸的状态下，弹托2和弹丸1形成的组合体在炮膛4中的位置如图3所示。使用时，先将高压气源7关闭，松开弹托挡杆42，将弹托2和弹丸1的组合体从炮管3一端填入，直至弹托2的一端与挡弹板41贴合；之后旋转弹托挡杆42，使弹托挡杆42卡住弹托2，限制其沿炮管3轴向的运动；装配完试验件100后，打开调压阀8，使高压气源7与炮膛4连通，通过压力表确定炮膛4内的压力稳定后，即可进行冲击实验；此时，松开弹托挡杆42，弹托2就会在气源作用下推动弹丸1沿炮管3内壁加速。

在上述实施例的基础上，进一步的，本实施例的冲击试验机还包括：弹丸测速器6；弹丸测速器6设置于弹托回收器5的出口端52，用于对射出的弹丸1进行测速。如图4，本实施例的弹托2一般为圆柱体，圆柱体的侧面上可以设置至少两个突出的圆环，盖圆环的的轴线与圆柱体的轴线相同，弹托2通过两个圆环与炮管3的内壁相接触，进一步降低了弹托2在发射过程中与炮管3之间的阻力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种冲击试验机，其特征在于，包括：

弹托，所述弹托为圆柱体；

用于发射所述弹托的炮管，所述炮管的内壁与所述圆柱体的侧面之间为间隙配合；所述弹托位于所述炮管内时，所述弹托朝向所述炮管出口的一端用于放置弹丸；

设置于所述炮管的出口处的弹托回收器，用于在所述弹托和所述弹丸经过时使两者相互分离并保证所述弹丸能够通过；

其中，所述弹托回收器包括一个两端通透的管壳，且所述管壳的入口端与所述炮管的出口固定连接；所述管壳的内壁设置有弹托挡板，所述弹托挡板上开设有用于使所述弹丸通过的圆孔；所述圆孔的轴线与所述炮管的轴线相同，且所述圆孔的直径大于所述弹丸的最大外径并小于所述弹托的直径；

所述弹托回收器还包括：

设置于所述管壳上方的气容腔；

开设于所述管壳内的液压缸，与所述气容腔相连；

以及，用于在所述液压缸内滑动的柱塞杆，设置于所述液压缸内；

所述柱塞杆的伸出端固定在所述弹托挡板上，所述弹托挡板套设于所述管壳的内壁；所述弹托挡板沿所述管壳的内壁移动时，所述柱塞杆在所述液压缸内滑动。

2.根据权利要求1所述的冲击试验机，其特征在于，所述炮管包括多个口径相同的管段；多个所述管段依次连接固定后，每个所述管段的轴线处于同一直线上。

3.根据权利要求1或2所述的冲击试验机，其特征在于，所述冲击试验机还包括：

用于装填所述弹托的炮膛，设置于所述炮管的入口处；

以及，用于给所述弹托提供加速动力的高压气源，与所述炮膛相连接。

4.根据权利要求3所述的冲击试验机，其特征在于，所述炮膛内设置有多个弹托挡杆；所述弹托挡杆用于在所述弹托处于所述炮膛内的填装位置时，将所述弹托的径向卡紧；

所述炮膛内还设置有挡弹板；所述挡弹板用于在所述弹托处于所述炮膛内的填装位置时，与所述弹托远离炮口的一端相抵触。

5.根据权利要求3所述的冲击试验机，其特征在于，所述冲击试验机还包括：用于调节所述炮膛内气压的调压阀，设置于所述炮膛与所述高压气源之间；以及，用于显示所述炮膛内气压值的压力表，设置于所述炮膛上。

6.根据权利要求1、2、4和5中任一所述的冲击试验机，其特征在于，所述冲击试验机还包括：弹丸测速器，设置于所述弹托回收器的出口端。

7.根据权利要求4或5所述的冲击试验机，其特征在于，所述高压气源包括多个高压气瓶，多个所述高压气瓶并联后与所述炮膛相连接。

8.根据权利要求4或5所述的冲击试验机，其特征在于，相临两个所述管段之间为螺纹连接，并采用过渡配合。