RU2172482C2

RU2172482C2 - Impact testing bench

Info

Publication number: RU2172482C2
Application number: RU99107153A
Authority: RU
Inventors: И.С. Никифоров; П.И. Остроменский; В.А. Остроменская
Original assignee: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2001-08-20

Abstract

FIELD: testing equipment. SUBSTANCE: bench includes base mounted on foundation, working table with tested article, elastic member in the form of elastic strip preliminarily tightened at both ends and secured to tightening units by its end portions. Tightening units are mounted on base. Table with tested article is mounted in central part of elastic strip symmetrically relative to its ends. Shackle with vertical slot is rigidly secured to table. Pin introduced to said slot is secured to movable portion of reciprocation motion mechanism. Length of slot is selected in such a way that pin has no contact with ends of slot. Elastic member in the form of several elastic strips allows to increase pulling effort of elastic member. EFFECT: possibility for producing multiple impact actions, simplified preparation of bench for operation. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытаний изделий на ударные воздействия. The invention relates to testing equipment, in particular to stands for testing products for impact.

Известен испытательный стенд для воспроизведения многократных ударов [1, стр.24, рис.11], содержащий стол для размещения испытуемого изделия, который установлен на стержнях, прикрепленных шарнирно соответственно к столу и основанию. К одному из стержней, в данном случае нижнему, жестко прикреплен одним концом упругий элемент (рессора), другой конец упругого элемента упирается в винт установленного в неподвижном основании регулировочного устройства. С помощью винта этого устройства регулируется усилие поджатия упругого элемента. A known test bench for reproducing multiple strokes [1, p.24, Fig. 11], containing a table for placing the test product, which is mounted on rods pivotally attached respectively to the table and base. An elastic element (spring) is rigidly attached to one of the rods, in this case the lower one, and the other end of the elastic element abuts against the screw of the adjusting device installed in the fixed base. Using the screw of this device, the compression force of the elastic element is regulated.

Существенным недостатком данного стенда является то, что при движении стола вниз или вверх стержни будут поворачиваться и, следовательно, все точки рабочего стола и испытуемого изделия, закрепленного на нем, будут двигаться по дугам окружностей[2, стр. 118-119, рис. 131, 133]. A significant drawback of this stand is that when the table moves down or up, the rods will rotate and, therefore, all points of the desktop and the test product mounted on it will move along the arcs of circles [2, p. 118-119, Fig. 131, 133].

Вследствие этого испытуемое изделие, кроме рабочего ударного ускорения в вертикальном направлении, будет испытывать и паразитную составляющую ускорения в поперечном направлении. За счет этого ухудшается точность воспроизведения удара. As a result of this, the test product, in addition to the working shock acceleration in the vertical direction, will also experience a parasitic component of acceleration in the transverse direction. Due to this, the accuracy of reproduction of the stroke is deteriorated.

Этот недостаток устранен в ударном стенде, выбранном в качестве прототипа [1, стр.30, рис.15]. This disadvantage is eliminated in the shock stand, selected as a prototype [1, p. 30, Fig. 15].

Стенд состоит из стола для закрепления испытуемого изделия, тарельчатых пружин, между которыми зажат стол, возвратно-поступательного, в данном случае, гидравлического устройства, подвижная часть которого (поршень) связана со столом через серьгу со вставкой. Серьга соединена со столом жестко, а вставка изготавливается из менее прочного материала. При перемещении подвижной части возвратно-поступательного устройства (поршня) происходит деформация пружин, а, следовательно, и смещение стола до разрушения (срезания) вставки в серьге. При этом происходит резкий срыв - ударное движение стола с испытуемым изделием. The stand consists of a table for fixing the test product, plate springs between which the table is clamped, a reciprocating, in this case, hydraulic device, the movable part of which (piston) is connected to the table through an earring with an insert. The earring is rigidly connected to the table, and the insert is made of less durable material. When moving the movable part of the reciprocating device (piston), the deformation of the springs occurs, and, consequently, the displacement of the table before the destruction (cutting) of the insert in the earring. In this case, a sharp breakdown occurs - the shock movement of the table with the test product.

Рабочее движение стола происходит только в вертикальном направлении без паразитных поперечных смещений. Это обеспечивается конструктивно за счет перемещения поршня только в вертикальном направлении, а также идентичностью тарельчатых пружин и симметричным их расположением относительно продольной оси поршня. При этом центр масс испытуемого изделия также должен находиться на указанной оси. The working movement of the table occurs only in the vertical direction without parasitic lateral displacements. This is ensured constructively by moving the piston only in the vertical direction, as well as the identity of the Belleville springs and their symmetrical arrangement relative to the longitudinal axis of the piston. In this case, the center of mass of the test product should also be on the specified axis.

Недостатком данного стенда является то, что для каждого удара требуется новая вставка, откалиброванная на заданную величину ударного ускорения. Кроме того, требуется время для установки новой вставки в стенд. Вследствие этого, усложняется и удлиняется процесс подготовки стенда к работе. Кроме того, такой стенд непригоден для испытания изделий на воздействие многократных ударов. The disadvantage of this stand is that for each stroke a new insert is required, calibrated by a given value of shock acceleration. In addition, it takes time to install a new insert in the stand. As a result of this, the process of preparing the stand for work becomes more complicated and longer. In addition, such a stand is unsuitable for testing products for repeated impacts.

Таким образом, возникает задача создания стенда для воспроизведения многократных ударов и упрощения подготовки стенда к воспроизведению однократных ударов. Thus, the problem arises of creating a stand for reproducing multiple strokes and simplifying the preparation of the stand for reproducing single strokes.

Данная техническая задача в предлагаемом ударном стенде решается выполнением упругого элемента в виде предварительно поджатой с торцов упругой полосы, установленной на основании с возможностью регулировки усилия поджатия. В подвижной части возвратно-поступательного устройства закреплен палец, который вставлен в паз, сделанный в серьге в вертикальном направлении. Серьга соединена со столом, который закреплен в середине полосы симметрично относительно ее торцев. Длина паза в серьге выбирается так, чтобы при выполнении удара палец не касался торцев паза. This technical problem in the proposed shock stand is solved by the implementation of the elastic element in the form of pre-compressed from the ends of the elastic strip mounted on the base with the ability to adjust the compression force. A finger is fixed in the movable part of the reciprocating device, which is inserted into the groove made in the earring in the vertical direction. The earring is connected to the table, which is fixed in the middle of the strip symmetrically relative to its ends. The length of the groove in the earring is chosen so that when you hit the finger does not touch the ends of the groove.

Такое выполнение упругого элемента и стенда в целом позволяет для заданной величины ускорения производить многократные удары без замены деталей стенда. Величина ускорения определяется упругими характеристиками материала полосы, геометрическими размерами и усилием поджатия ее торцев. This embodiment of the elastic element and the stand as a whole allows for a given value of acceleration to produce multiple hits without replacing the parts of the stand. The magnitude of the acceleration is determined by the elastic characteristics of the strip material, geometric dimensions and the force of preloading its ends.

Выполнение упругого элемента в виде пакета из нескольких полос позволяет увеличить толкающую силу упругого элемента и, следовательно, практически при тех же геометрических размерах увеличить ускорение удара. The execution of the elastic element in the form of a package of several bands allows you to increase the pushing force of the elastic element and, therefore, practically at the same geometric dimensions to increase the acceleration of impact.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленный ударный испытательный стенд обладает следующими существенно новыми признаками. Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed impact test bench has the following significantly new features.

1. Упругий элемент выполнен в виде полосы, предварительно поджатой с торцев и установленной на основании с возможностью регулировки усилия поджатия. 1. The elastic element is made in the form of a strip, pre-preloaded from the ends and mounted on the base with the ability to adjust the preload force.

2. Стол с серьгой установлен в середине полосы симметрично относительно ее торцев. 2. The table with the earring is installed in the middle of the strip symmetrically relative to its ends.

3. В серьге сделан паз в вертикальном направлении, в паз вставлен палец, закрепленный в подвижной части возвратно-поступательного устройства. 3. A groove is made in the earring in a vertical direction, a finger is inserted into the groove, fixed in the movable part of the reciprocating device.

4. Длина паза в серьге выбрана так, чтобы при выполнении удара палец не касался торцев паза. 4. The length of the groove in the earring is chosen so that when performing the hit the finger does not touch the ends of the groove.

5. Упругий элемент выполнен в виде пакета из нескольких полос, поджатых с торцев и установленных на основании с возможностью регулировки усилия поджатия. 5. The elastic element is made in the form of a package of several strips, drawn from the ends and installed on the base with the possibility of adjusting the compressive force.

Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них существенных признаков, сходных с существенными признаками заявленного стенда для ударных испытаний изделий. An analysis of the known technical solutions in the studied area allows us to conclude that there are no essential features in them that are similar to the essential features of the claimed stand for impact testing of products.

Предложенная совокупность отличительных признаков представляет новое техническое решение поставленной задачи и соответствует изобретательскому уровню. The proposed set of distinctive features represents a new technical solution to the problem and corresponds to the inventive step.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, где представлена схема ударного испытательного стенда. The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a diagram of a shock test bench.

Стенд состоит из основания 1, закрепленного на фундаменте 2, рабочего стола 3 с испытуемым изделием 4, упругого элемента 5, выполненного в виде полосы, на котором в центральной его части симметрично относительно ее торцев крепится стол 3 с серьгой 6, выполненной, в данном случае, за одно целое со столом 3; устройств поджатия 7, которые установлены на основании 1 и в которых своими торцами крепится упругий элемент 5, возвратно-поступательного устройства 8 с подвижной его частью 9, в которой закреплен палец 10, вставленный в паз серьги 6 стола 3. The stand consists of a base 1, mounted on a foundation 2, a desktop 3 with a test product 4, an elastic element 5 made in the form of a strip on which in its central part symmetrically relative to its ends is attached a table 3 with an earring 6, made in this case , in one piece with table 3; preload devices 7, which are installed on the base 1 and in which the elastic element 5 is fixed with its ends, the reciprocating device 8 with its movable part 9, in which the pin 10 is fixed, inserted into the groove of the earring 6 of the table 3.

Для повышения долговечности упругого элемента и увеличения ударного ускорения упругий элемент 5 выполняется из нескольких упругих полос [3, стр. 141-142]. To increase the durability of the elastic element and increase shock acceleration, the elastic element 5 is made of several elastic bands [3, p. 141-142].

Перед работой стенд должен быть настроен. При помощи устройств поджатия 7 упругий элемент 5 сжимается на определенную величину, которая обеспечивает необходимое разгонное усилие при движении упругого элемента из неустойчивого горизонтального положения в верхнее или нижнее устойчивое состояние. Before work, the stand must be configured. Using preload devices 7, the elastic element 5 is compressed by a certain amount, which provides the necessary accelerating force when the elastic element moves from an unstable horizontal position to an upper or lower stable state.

Стенд работает следующим образом. При движении подвижной части 9 возвратно-поступательного устройства 8 палец 10 этого устройства давит на торец паза серьги 6, которая жестко связана со столом 3, стол 3 с испытуемым изделием 4 смещается, деформируя упругий элемент 5 до горизонтального положения неустойчивого равновесия. При дальнейшем смещении стола 3 происходит резкое прощелкивание упругого элемента 5 из положения неустойчивого равновесия в устойчивое верхнее или нижнее (показанное на чертеже пунктиром). При этом испытуемое изделие подвергается ударному воздействию. The stand works as follows. When moving the movable part 9 of the reciprocating device 8, the finger 10 of this device presses on the end of the groove of the earring 6, which is rigidly connected to the table 3, the table 3 is shifted with the test product 4, deforming the elastic element 5 to a horizontal position of unstable equilibrium. With further displacement of the table 3, a sharp clicking of the elastic element 5 occurs from the position of unstable equilibrium to a stable upper or lower (shown in dashed line in the drawing). In this case, the test product is subjected to shock.

Для воспроизведения многократных ударных воздействий давление в возвратно-поступательное устройство подается многократно поочередно в верхнюю и нижнюю камеры. Для воспроизведения однократного ударного воздействия давление подается однократно. To reproduce multiple impacts, the pressure in the reciprocating device is supplied repeatedly alternately to the upper and lower chambers. To reproduce a single impact, the pressure is applied once.

Стенд прошел экспериментальную проверку в лаборатории Новосибирского Государственного Университета Телекоммуникаций и Информатики (СибГУТИ) с положительным результатом. The stand was tested in the laboratory of the Novosibirsk State University of Telecommunications and Informatics (SibGUTI) with a positive result.

Источники информации
1. А.Н.Бураго. Стенды для испытания изделий на ударные воздействия. Ленинград, 1970 (прототип).Sources of information
1. A.N. Burago. Stands for testing products for impact. Leningrad, 1970 (prototype).

2. С. М. Тарг. Краткий курс теоретической механики: Учеб. для ВТУЗов. - 10-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш.шк., 1986, 416 с., ил. 2. S. M. Targ. A short course in theoretical mechanics: Textbook. for technical colleges. - 10th ed., Revised. and additional - M: Higher school, 1986, 416 p., ill.

3. В.И.Федосьев. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1974. 3. V.I. Fedosiev. Strength of materials. M .: Nauka, 1974.

Claims

1. Stand for testing products for impact, comprising a table for installing the test product, which is connected through elastic elements to the base, a reciprocating device, the movable part of which is connected through the earring to the table with relative movement, the earring being connected to the table motionless, different the fact that the elastic element is made in the form of pre-preloaded from the ends of the strip and mounted on the base with the ability to adjust the preload force, and in the middle of the strip symmetrically with respect to its t Ortsov, a table with an earring is fixed in which the groove is made in the vertical direction, a finger is inserted into the groove, fixed in the movable part of the reciprocating device, and the groove length is chosen so that when performing the hit the finger does not touch the ends of the groove.

2. The stand for testing products on impact according to claim 1, characterized in that the elastic element is made in the form of a package of several strips.