CN108226028B - 落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪 - Google Patents

落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪，包括全自动落锤组件，摩擦因素加载组件位于全自动落锤组件下方，旁边有落锤缓冲组件，摩擦因素加载组件包括滑板，滑板通过滑板缓冲垫与基座连接，基座内有滑板导向单元与滑板连接，在滑板一侧固定设置有摩擦靶板，另一侧与滑板高度定位装置相连，在摩擦靶板另一侧设置有药片罩、接触力加载导向轴，接触力加载导向轴与药片罩相连，接触力加载导向轴通过挡板限位，挡板外侧还设置有气缸，气缸与气缸压力控制系统相连。本发明作用过程稳定可靠，冲击能量大，能量精度高，满足高能钝感炸药摩擦感度测试能量需求。

Description

落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪
技术领域
本发明涉及一种炸药感度测试仪，具体涉及一种落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪。
背景技术
现代武器战斗部在要求高毁伤的同时需具备高安全性，因此研制高能钝感炸药成为解决矛盾的关键。为研制出高能钝感的含能材料，精确的测试并评价含能材料对典型外部刺激的感度是基础。
摩擦是含能材料最常见的外部刺激之一。含能材料摩擦感度的评价通常在一定摩擦力、摩擦速度及摩擦滑移距离下表征，而摩擦力大小又与接触面粗糙度及接触力大小相关。因此需要一种可调节含能材料与标靶的接触力、接触表面粗糙度、摩擦速度以及摩擦滑移距离，且具有高重复稳定性的试验装置。
目前广泛使用的含能材料摩擦感度测试装置为摆式摩擦感度测试仪，具有输出能量小、滑移距离短、摩擦位移调节难、摆锤能量精度差等缺点，常用于高感度炸药或火药的测试，难以用于高能钝感炸药的研制工作。对钝感炸药的测试现有美国的Pantax翘杆式摩擦测试仪，通过翘杆驱动摩擦板运动，当改变摩擦距离时翘杆初始角度位置需要调整，因此摩擦板受到的冲击能量也发生了变化，摩擦速度将会改变。另外翘杆式结构在受高能冲击作用下易发生变形、配合间隙增大等缺陷，且翘杆对摩擦板的作用力与摩擦板运动方向不平行，摩擦板受到的冲击能量易受影响，影响测试重复精度。
本发明所实现的落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪正是用于解决高能钝感炸药研制中摩擦感度的高精度稳定测试与安全性评价的问题。
发明内容
本发明提供了一种精度高、测试安全的落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪。
本发明是这样实现的：
落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪，包括全自动落锤组件、摩擦因素加载组件以及落锤缓冲组件，摩擦因素加载组件位于全自动落锤组件下方，在摩擦因素加载组件旁有落锤缓冲组件，
摩擦因素加载组件包括滑板，滑板通过滑板缓冲垫与基座连接，基座内有滑板导向单元与滑板连接，在滑板一侧固定设置有摩擦靶板，另一侧与滑板高度定位装置相连，在摩擦靶板另一侧设置有药片罩、接触力加载导向轴，接触力加载导向轴与药片罩相连并将药片罩压紧在摩擦靶板上，接触力加载导向轴通过挡板限位，挡板外侧还设置有气缸，气缸与气缸压力控制系统相连。
所述滑板导向单元由固定在基座上的滚柱滚动块以及固定在横向间隙调整板与纵向间隙调整板上的滚柱滚动块组成。
所述气缸压力控制系统包括气源，以及与气源顺序连接的截止阀、气源处理单元、精密调压阀、三位四通换向阀、单向节流阀、快速排气阀组成。
在滑板上的不同高度位置开有卡槽，滑板高度定位装置通过球头柱塞将钢珠顶入卡槽内，使滑板固定在一定高度的初始位置，通过改变滑板的初始位置来获取不同的摩擦滑移距离。
可调落锤缓冲组件由液压缓冲器组成。
本发明在具体使用时，全自动落锤组件自动将落锤提升至设定高度，然后释放落锤。落锤落下后与滑板发生碰撞，将一部分能量传递给滑板，其余能量被缓冲器吸收释放。在滑板导向单元的导向作用下，滑板与固定在其上的摩擦靶板一起直线向下运动。被气缸通过接触力加载导向轴压紧在摩擦靶板上的被测试样被药片套固定在原位，因此被测试样与摩擦靶板之间产生相对滑动的摩擦作用，被测试样受到一定的摩擦刺激。从而测试出试样在一定摩擦条件的刺激下发生反应的情况。
通过改变落锤的质量或落锤提升高度来改变滑板在碰撞作用下获取的能量大小，从而获取相同摩擦力下的不同滑动速度；在滑板上的不同高度位置开有卡槽，滑板高度定位装置通过球头柱塞将钢珠顶入卡槽内，使滑板固定在一定高度的初始位置，通过改变滑板的初始位置来获取不同的摩擦滑移距离；通过改变摩擦靶板的表面粗糙度来获取不同的摩擦系数；通过精密调压阀调节气缸的驱动气压来获取摩擦面上不同大小的接触力。
滑板导向单元将滑板限制在四个高精度的滚柱滚动块之间，使滑板只能直线上下运动，采用滚动导轨块使滑板滑动自如的同时减少了摩擦损失，通过横向间隙调整板与纵向间隙调整板调整滑板与四面滚柱滚动块之间的间隙，使滑板在不晃动的同时滑动自如，减少了滑板在大能量冲击的作用下与周围部件的撞击损伤，保证了摩擦靶板与被测试样间的摩擦状态的稳定。
气缸通过接触力加载导向轴对被测试样施加力，接触力加载导向轴后端设有挡板，挡板限制接触力加载导向轴不能向后运动，当被测试样发生反应时阻止接触力加载导向轴对气缸作用，同时气缸伸出腔一侧安装有快速排气阀，有效保护了气缸及气动控制元件的长期稳定工作。
精密调压阀的压力表示数与被测试样所受压力大小的关系通过力传感器标定，将力传感器代替被测试样，建立压力表示数与力传感器输出读数之间的关系，精确表征摩擦面上接触力大小。
落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪，通过落锤与运动方向同向直接施加摩擦驱动力，作用过程稳定可靠，冲击能量大，能量精度高，满足高能钝感炸药摩擦感度测试能量需求。通过改变落锤初始位置与质量来改变摩擦滑移速度，改变滑板初始位置来改变摩擦滑移距离，改变气缸驱动气压来改变摩擦接触力大小，改变摩擦靶板表面粗糙度来改变摩擦系数，从而轻易实现不同摩擦刺激试验参数的设定。通过精密导向结构及原器件安全防护设计，提高了测试仪工作的稳定性与可靠性。
附图说明
图1落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪总体结构示意图；
图2摩擦因素加载组件结构示意图；
图3滑板导向单元结构示意图；
图4加载压力控制原理图。
其中，1-全自动落锤组件；2-摩擦因素加载组件；3-落锤缓冲组件；4-滑板；5-滑板缓冲垫；6-基座；7-滑板导向单元；8-滑板高度定位装置；9-摩擦靶板；10-药片套；11-接触力加载导向轴；12-挡板；13-气缸；14-滚柱滚动块；15-横向间隙调整板；16-纵向间隙调整板；17-截止阀；18-气源处理单元；19-精密调压阀；20-三位四通换向阀；21-单向节流阀；22-快速排气阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪总体结构如图1，主要由全自动落锤组件1、摩擦因素加载组件2以及落锤缓冲组件3三部分组成。全自动落锤组件1主要构成包括可设定任意提锤高度的提锤与释放装置以及可通过增减砝码来调整质量的落锤两部分。摩擦因素加载组件安装在落锤正下方，主要构成如图2所示，包括滑板4、滑板缓冲垫5、基座6、滑板导向单元7、滑板高度定位装置8、摩擦靶板9、药片套10、接触力加载导向轴11、挡板12、气缸13以及气缸压力控制系统。滑板导向单元7具体结构如图3所示，主要由固定在基座6上的滚柱滚动块14以及固定在横向与纵向间隙调整板(15、16)上的滚柱滚动块14组成。气缸压力控制系统组成如图4所示，主要构成元件包括截止阀17、气源处理单元18、精密调压阀19、三位四通换向阀20、单向节流阀21以及快速排气阀22。可调落锤缓冲组件3主要由液压缓冲器组成。
全自动落锤组件1自动将落锤提升至设定高度，然后释放落锤。落锤落下后与滑板4发生碰撞，将一部分能量传递给滑板4，其余能量被缓冲器3吸收释放。在滑板导向单元7的导向作用下，滑板4与固定在其上的摩擦靶板9一起直线向下运动。被气缸13通过接触力加载导向轴11压紧在摩擦靶板9上的被测试样被药片套10固定在原位，因此被测试样与摩擦靶板9之间产生相对滑动的摩擦作用，被测试样受到一定的摩擦刺激。从而测试出试样在一定摩擦条件的刺激下发生反应的情况。
通过改变落锤的质量或落锤提升高度来改变滑板4在碰撞作用下获取的能量大小，从而获取相同摩擦力下的不同滑动速度；在滑板4上的不同高度位置开有卡槽，滑板高度定位装置8通过球头柱塞将钢珠顶入卡槽内，使滑板4固定在一定高度的初始位置，通过改变滑板4的初始位置来获取不同的摩擦滑移距离；通过改变摩擦靶板9的表面粗糙度来获取不同的摩擦系数；通过精密调压阀19调节气缸13的驱动气压来获取摩擦面上不同大小的接触力。
滑板导向单元7将滑板4限制在四个高精度的滚柱滚动块14之间，使滑板4只能直线上下运动，采用滚动导轨块14使滑板4滑动自如的同时减少了摩擦损失，通过横向间隙调整板15与纵向间隙调整板16调整滑板4与四面滚柱滚动块14之间的间隙，使滑板4在不晃动的同时滑动自如，减少了滑板4在大能量冲击的作用下与周围部件的撞击损伤，保证了摩擦靶板9与被测试样间的摩擦状态的稳定。
气缸13通过接触力加载导向轴11对被测试样施加力，接触力加载导向轴11后端设有挡板12，挡板12限制接触力加载导向轴11不能向后运动，当被测试样发生反应时阻止接触力加载导向轴11对气缸13作用，同时气缸13伸出腔一侧安装有快速排气阀22，有效保护了气缸13及气动控制元件的长期稳定工作。
精密调压阀19的压力表示数与被测试样所受压力大小的关系通过力传感器标定，将力传感器代替被测试样，建立压力表示数与力传感器输出读数之间的关系，精确表征摩擦面上接触力大小。
落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪，通过落锤与运动方向同向直接施加摩擦驱动力，作用过程稳定可靠，冲击能量大，能量精度高，满足高能钝感炸药摩擦感度测试能量需求。通过改变落锤初始位置与质量来改变摩擦滑移速度，改变滑板初始位置来改变摩擦滑移距离，改变气缸驱动气压来改变摩擦接触力大小，改变摩擦靶板表面粗糙度来改变摩擦系数，从而轻易实现不同摩擦刺激试验参数的设定。通过精密导向结构及原器件安全防护设计，提高了测试仪工作的稳定性与可靠性。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (3)

1.一种落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪，其特征在于：
包括全自动落锤组件、摩擦因素加载组件以及落锤缓冲组件，摩擦因素加载组件位于全自动落锤组件下方，在摩擦因素加载组件旁有落锤缓冲组件，
摩擦因素加载组件包括滑板，滑板通过滑板缓冲垫与基座连接，基座内有滑板导向单元与滑板连接，在滑板一侧固定设置有摩擦靶板，另一侧与滑板高度定位装置相连，在摩擦靶板另一侧设置有药片罩、接触力加载导向轴，接触力加载导向轴与药片罩相连，接触力加载导向轴通过挡板限位，挡板外侧还设置有气缸，气缸与气缸压力控制系统相连；
所述滑板导向单元由固定在基座上的滚柱滚动块以及固定在横向间隙调整板与纵向间隙调整板上的滚柱滚动块组成；
在滑板上的不同高度位置开有卡槽，滑板高度定位装置通过球头柱塞将钢珠顶入卡槽内。
2.根据权利要求1所述落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪，其特征在于：
所述气缸压力控制系统包括气源，以及与气源顺序连接的截止阀、气源处理单元、精密调压阀、三位四通换向阀、单向节流阀、快速排气阀组成。
3.根据权利要求1所述落锤式高能钝感炸药摩擦感度测试仪，其特征在于：
所述落锤缓冲组件由液压缓冲器组成。
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