RU189659U1

RU189659U1 - Копер для ударных испытаний

Info

Publication number: RU189659U1
Application number: RU2019103724U
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич Стихановский
Priority date: 2019-02-11
Filing date: 2019-02-11
Publication date: 2019-05-29

Abstract

Полезная модель относится к испытательной технике на перегрузки различных материалов и изделий при ударах. Копер содержит корпус и ротор, на периферии которого размещены держатели, выполненные в виде колец со сферической внутренней поверхностью, в которые вставлены бойки в виде шаров, с корпусом связан конусный ствол, ось которого расположена по касательной к траектории бойка, привод осевого перемещения, радиальные каналы которого через окна связаны со штоками и кольцами, а пальцы, входящие в момент разгона ротора и выходящие из фиксатора держателей - с гнездами, тормозное устройство, выполненное в виде желоба с углом конусности 2α, один шар-противовес закреплен в держателе без возможности выхода из него, а второй шар, имеющий возможность выхода из держателя и связанный через держатель со штоком, у которого величина хода такова, что исключается контакт держателя с желобом, расположенным в секторе торможения ротора диаметрально противоположного сектору выхода второго шара в конус, вне зоны торможения участок выполнен в виде направляющей без заклинивания и торможения держателей и шаров, между конусом и тормозным участком расположен прямой участок желоба. На срезе ствола установлен узел крепления испытуемых объектов. Один шток расположен внутри эластичной трубки, дающих штоку, связанному с шаром-противовесом, возможность углового поворота. Технический результат: простота и надежность конструкции копра, а также уменьшение тормозного пути ротора. 2 ил.

Description

Копер для ударных испытаний относится к испытательной технике на перегрузки различных материалов и изделий при ударах.

Известен копер для ударных испытаний, описанный в изобретении на полезную модель №162315 «Копер для ударных испытаний». Бюл. №16 от 10.06.2016. Копер состоит из корпуса и ротора, на периферии которого размещены держатели, выполненные в виде колец со сферической внутренней поверхностью, в которые вставлены бойки в виде шаров. С корпусом связаны конусные стволы, оси которых расположены по касательным к траектории бойков. На срезах стволов установлены узлы крепления испытуемых объектов. Привод осевого перемещения, радиальные каналы через окна связаны со штоками и кольцами, а пальцы, входящие в момент разгона ротора и выходящие из фиксатора держателей - с гнездами. Тормозные устройства выполнены в виде желобов с углом конусности 2α.

Недостатком данной конструкции является наличие двух конусных стволов и двух узлов крепления испытуемых объектов. Кроме этого, штоки могут выйти в любом месте траектории ротора и держателей, поэтому есть вероятность удара при вхождении держателей в начальную зону торможения желобов в области конусных стволов.

Ближайшим прототипом к предлагаемой конструкции является изобретение, описанное в патенте №2636798 «Копер для ударных испытаний», опубликованном в Бюл. №34 от 28.11.2017 г. Копер содержит корпус и ротор, на периферии которого размещены держатели, выполненные в виде колец со сферической внутренней поверхностью, в которые вставлены бойки в виде шаров; с корпусом связан конусный ствол, ось которого расположена по касательной к траектории бойка; на срезе ствола установлен узел крепления испытуемых объектов; привод осевого перемещения, радиальные каналы которого через окна связаны со штоками и кольцами, а пальцы, входящие в момент разгона ротора и выходящие из фиксатора держателей, с гнездами; тормозное устройство, выполненное в виде желоба с углом конусности 2α; один шар закреплен в держателе без возможности выхода из него, а второй шар имеет возможность выхода из держателя и связан через держатель со штоком, у которого величина хода такова, что исключается контакт держателя с желобом, расположенным в секторе торможения ротора диаметрально противоположном сектору выхода второго шара в конус; вне зоны торможения участок выполнен в виде направляющей без заклинивания и торможения держателей и шаров, между конусом и тормозным участком расположен прямой участок желоба.

Недостатком данной конструкции является невозможность торможения держателей бойков в тормозном устройстве одновременно по двум поверхностям желоба из-за жесткого крепления ротора и размещенных в нем штоков с держателями шаров, что приводит к торможению по одной из поверхностей желоба и заметному уменьшению трения при торможении, т.е. вместо заклинивания в желобе обычное торможение по поверхности. В желобе коэффициент трения скольжения

где 2α - угол конусности желоба, а ƒ - коэффициент трения скольжения по поверхности, т.е. ƒ_e>ƒ. Для устранения этого недостатка один шток расположен внутри эластичной трубки, дающей штоку, связанному с шаром-противовесом, возможность углового поворота и заклинивания держателя с шаром-противовесом двумя поверхностями желоба под действием центробежных сил: эластичная трубка дает еще одну степень свободы ротору для касания держателя на конусном участке тормозного пути, т.е. заклинивание по двум его поверхностям.

Предлагаемая конструкция копра показана на фиг. 1 и 2, где фиг. 1 - вид копра сверху, а фиг. 2 - поперечный разрез по А-А. Копер содержит корпус 1 и ротор 2, на периферии которого размещены держатели, выполненные в виде колец 3 со сферической внутренней поверхностью. В кольцах 3 вставлены бойки 4 в виде шаров. С корпусом 1 связаны конусный ствол 5, ось которого расположена по касательной к траектории бойка. На срезе конусного ствола 5 установлен узел крепления испытуемого объекта 6. Тормозное устройство 7 выполнено в виде желоба с углом конусности 2α. Привод осевого перемещения 8, радиальные каналы 9 через окна 10 связаны со штоками 11 и кольцами 3, а пальцы 12, входящие в момент разгона ротора и выходящие из фиксатора 13 держателей - с гнездами 14. Участок ВСД выполнен в виде направляющей 15, например, с вертикальными стенками, которые не касаются и не тормозят держатели 3 и шар 4 (при его вылете), а желоб 16 (ЕА), расположенный между конусом 5 и тормозным участком АВ, выполнен как прямолинейный участок плавно продолженный криволинейным тормозным желобом 7 на участке АВ. Один из шаров 4 закреплен в держателе 3 без возможности вылета из него, например, заварен, завальцован или удерживается стопорным кольцом, т.е. это шар-противовес. При этом у этого шара-противовеса с держателем и штоком величина хода

такова, что держатель тормозится при срабатывании привода 8; а у другого держателя свободно вылетающего шара, держатель не задевает стенки желоба 7 и направляющей 15, т.к. у него малый ход

Тормозится только держатель бойка-противовеса в желобе 7.

Шток 11 расположен внутри эластичной трубки 17, дающей штоку с шаром-противовесом возможность углового поворота и самозаклинивания держателя 3 бойка-противовеса между двумя поверхностями желоба 7.

Копер работает следующим образом: перед испытанием на копре привод отключен, а пальцы держателей заходят в гнезда фиксатора. При этом штоки входят внутрь радиальных каналов ротора так, что кольца при вращении ротора не задевают стенок тормозных устройств. По достижении заданной скорости вращения ротора включается привод осевого перемещения, который поднимает фиксатор. Пальцы освобождаются и штоки с кольцами и бойками под действием центробежных сил движутся к периферии ротора, где один боек производит удар по испытуемому объекту.

Торможение одного кольца со связанным бойком-шаром происходит в желобе тормозного устройства. При этом путь торможения значительно уменьшается по сравнению с гладкой тормозной поверхностью, так как кольца зажимаются в конусе желоба, при этом приведенное трение F_пр больше, чем на плоскости, то есть

где 2α - угол конусности желоба. Например, при α=30° имеем F_пр=2F, где F - сила трения-скольжения кольца по плоскости. Кроме этого, удар держателя кольца в конусе тормозного устройства вызывает отскок значительно меньший, чем от гладкой поверхности корпуса, что приводит к большей стабильности выхода бойка из кольца, точности попадания в ствол и уменьшает разброс результатов испытаний на копре для ударных испытаний. Один из шаров 4 закреплен в держателе и не вылетает из держателя при его торможении в желобе. При этом сила торможения передается через ротор 2 на другой шар, находящийся в зоне ВСД, который вылетает и попадает в конус 5, а затем ударяет в испытуемое изделие 6. Следовательно, тормозится всегда только держатель с закрепленным шаром на отрезке АВ, а шар может вылететь только в области СД. Оба штока в процессе разгона ротора давят равномерно одинаковыми и противоположно направленными центробежными силами на пальцы 12, а при срабатывании привода 8 из-за малого хода

штока держателя свободного шара может тормозиться лишь шток, держатель и связанный с ним шар, т.к. он выходит в направляющей 9 на небольшой ход

, достаточный для прижатия в желобе 7, где

Прямой участок 16 желоба необходим для плавного входа держателя со связанным шаром в зону торможения желоба 7 на участке АВ, что исключает удар держателя при входе в тормозную зону АВ.

Предлагаемая конструкция имеет один конусный ствол и один узел крепления испытуемого объекта. Кроме этого, исключен вероятный удар держателей при входе в начальную зону торможения криволинейного желоба в области конусных стволов, что в итоге делает конструкцию копра более простой и надежной, а также уменьшает тормозной путь ротора за счет увеличения центробежной силы прижатия из-за присоединенной массы шара жестко связанного с тормозимым в желобе держателем.

Жесткое крепление ротора 2 на вале двигателя и штоков 11 в своих направляющих не позволяло как в конструкции ближайшего прототипа касаться двух поверхностей желоба на тормозном участке 7 (АВ). Эластичная трубка 17 дает возможность самоустанавливаться и прижиматься с заклиниванием от центробежной силы (с огромными приведенными коэффициентами трения) массы держателей, бойков и штоков, т.е. заметно уменьшая тормозной путь.

Claims

Копер для ударных испытаний, содержащий корпус и ротор, на периферии которого размещены держатели, выполненные в виде колец со сферической внутренней поверхностью, в которые вставлены бойки в виде шаров; с корпусом связан конусный ствол, ось которого расположена по касательной к траектории бойка; на срезе ствола установлен узел крепления испытуемых объектов; привод осевого перемещения, радиальные каналы которого через окна связаны со штоками и кольцами, а пальцы, входящие в момент разгона ротора и выходящие из фиксатора держателей - с гнездами; тормозное устройство, выполненное в виде желоба с углом конусности 2α; один шар-противовес закреплен в держателе без возможности выхода из него, а второй шар, имеющий возможность выхода из держателя и связанный через держатель со штоком, у которого величина хода такова, что исключается контакт держателя с желобом, расположенным в секторе торможения ротора диаметрально противоположного сектору выхода второго шара в конус; вне зоны торможения участок выполнен в виде направляющей без заклинивания и торможения держателей и шаров, между конусом и тормозным участком расположен прямой участок желоба, отличающийся тем, что один шток расположен внутри эластичной трубки, дающей штоку, связанному с шаром-противовесом, возможность углового поворота.