RU2546844C1

RU2546844C1 - Device for shock loading tests

Info

Publication number: RU2546844C1
Application number: RU2013151528/28A
Authority: RU
Inventors: Владимир Юрьевич Колганов; Евгений Владимирович Паршутин; Иван Игоревич Поддубный
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2015-04-10

Abstract

FIELD: test equipment.

SUBSTANCE: device comprises the base for placement of a product to be tested, a striker with an axial hole and elastic accelerators designed as compression elements. The base and the strikers are movably connected by means of the mentioned elastic accelerators on the ends of which hinges are installed. The accelerators are located obliquely with reference to the direction of interaction of the striker and the bases. In the axial hole of the striker the pusher with a possibility of reciprocating movement in it is installed.

EFFECT: simplification of the device.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике и может быть применено в устройствах для испытания изделий на воздействие ударных ускорений в большом диапазоне параметров удара при единичном и циклическом ударах.The invention relates to testing equipment and can be used in devices for testing products for impact acceleration in a wide range of impact parameters in single and cyclic impacts.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к изобретению является устройство для испытания на ударные нагрузки, содержащее основание для размещения испытуемого изделия, боек, который подвижно соединен с основанием, и упругие ускорители, соединенные концами с основанием и бойком (патент РФ №2025690, МПК G01M 7/08, опубл. 1994 г.).The closest set of essential features to the invention is an impact test device containing a base for placing the test product, a striker, which is movably connected to the base, and elastic accelerators connected by the ends to the base and the striker (RF patent No. 2025690, IPC G01M 7 / 08, publ. 1994).

В известном устройстве подвижное соединение выполнено в виде огибающих блоки тросов, непосредственно связанных с основанием и бойком, которые установлены на вертикальных направляющих с возможностью перемещения в противоположных направлениях и навстречу друг другу. Разгон бойка и основания осуществляется упругими ускорителями, выполненными в виде элементов растяжения, которые соединены с механизмом натяжения. Устройство содержит формирователь ударного импульса и средства для разведения основания и бойка, а также их последующего освобождения.In the known device, the movable connection is made in the form of envelope blocks of cables directly connected to the base and the striker, which are mounted on vertical guides with the ability to move in opposite directions and towards each other. Acceleration of the striker and the base is carried out by elastic accelerators made in the form of tensile elements that are connected to the tension mechanism. The device comprises a shock pulse shaper and means for diluting the base and striker, as well as their subsequent release.

Известное устройство для испытания на ударные нагрузки работает следующим образом.A known device for testing shock loads works as follows.

С помощью механизма натяжения в ускорителях создается усилие предварительного натяжения. Оно передается бойку, прижимая последний к основанию. На основании устанавливается испытуемый объект. При этом усилие от массы объекта, передаваемое трособлочной передачей к бойку, дополнительно прижимает боек к основанию. С помощью механизма разведения боек перемещается вниз, при этом основание с помощью трособлочной передачи перемещается вверх, растягивая ускорители. После достижения требуемой величины разведения боек отсоединяется от механизма разведения. Под действием ускорителей основание и боек двигаются навстречу друг другу до соударения через формирователь ударного импульса. Последний преобразует энергию удара в ударный импульс требуемой формы, длительности и ускорения.Using the tension mechanism in the accelerators, a pre-tension force is created. It is transmitted to the striker, pressing the latter to the base. On the basis of the test object is set. In this case, the force from the mass of the object transmitted by the cable block to the striker additionally presses the striker to the base. Using the mechanism for breeding, the striker moves downward, while the base moves upwards with the help of a cable block, stretching the accelerators. After reaching the required breeding value, the striker is disconnected from the breeding mechanism. Under the action of accelerators, the base and the striker move towards each other until they collide through the shock pulse shaper. The latter converts the energy of the impact into a shock pulse of the desired shape, duration and acceleration.

Недостатком известного устройства для испытания на ударные нагрузки является сложность конструкции и длительность подготовки к испытаниям, что приводит к ограничению области его применения, а именно только для испытания изделий на воздействие больших ударных ускорений при одиночном ударе. Кроме этого, известное устройство представляет собой специфическую испытательную машину, имеющую большие габариты и требующую обязательное дополнительное оборудование в виде механизма разведения и последующего освобождения соударяющихся платформ.A disadvantage of the known device for testing shock loads is the complexity of the design and the duration of preparation for testing, which leads to a limitation of its scope, namely, only for testing products for the effects of large shock accelerations in a single impact. In addition, the known device is a specific testing machine having large dimensions and requiring mandatory additional equipment in the form of a dilution mechanism and the subsequent release of colliding platforms.

Задачей настоящего изобретения является создание простого и мобильного устройства для испытания на ударные нагрузки, посредством которого можно с помощью статических испытательных машин проводить испытания как на циклические, так и одиночные удары.An object of the present invention is to provide a simple and mobile impact testing device, by means of which it is possible to carry out tests for both cyclic and single impacts using static testing machines.

Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение устройства для испытания на ударные нагрузки путем исключения из конструкции нескольких функционально самостоятельных узлов с одновременной передачей их функций другому узлу устройства.The technical result of the present invention is the simplification of the device for impact testing by eliminating from the design of several functionally independent nodes with the simultaneous transfer of their functions to another node of the device.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для испытания на ударные нагрузки, содержащем основание для размещения испытуемого изделия, боек, подвижно соединенный с основанием, и упругие ускорители, соединенные концами с основанием и бойком, согласно заявленному изобретению подвижное соединение бойка с основанием выполнено посредством упомянутых упругих ускорителей, на концах которых установлены шарниры, при этом ускорители выполнены в виде элементов сжатия и расположены наклонно относительно направления взаимодействия бойка и основания, а боек выполнен с осевым отверстием и снабжен толкателем, который установлен в упомянутом отверстии с возможностью возвратно-поступательного перемещения в нем.The specified technical result is achieved by the fact that in the known device for testing shock loads containing a base for accommodating the test product, the strikers are movably connected to the base and elastic accelerators connected to the ends with the base and striker, according to the claimed invention, the movable connection of the striker to the base is made by means of said elastic accelerators, at the ends of which hinges are installed, while the accelerators are made in the form of compression elements and are inclined relative to the direction eniya interaction pin and a base, and the firing pin is formed with an axial bore and is provided with a pusher, which is mounted in said hole with the possibility of reciprocating movement therein.

Кроме этого, элементы сжатия выполнены в виде пружин сжатия.In addition, the compression elements are made in the form of compression springs.

По сравнению с известным устройством-прототипом вышеизложенная совокупность существенных признаков заявленного изобретения позволяет исключить из устройства механизм перемещения бойка и связанные с ним средства для разведения основания и бойка, а также их последующего освобождения и совместить в ускорителях выполнение функции перемещения бойка к основанию и обратно без дополнительного расцепления и сцепления с приводом, а также функцию придания бойку заданной энергии. Это объясняется тем, что в момент прохождения осями ускорителей положения, перпендикулярного по отношению к оси удара, проекция вектора силы, создаваемой ускорителями, на направление удара меняет знак и энергия то накапливается в ускорителях, то высвобождается в виде ударной энергии бойка, при этом ударного воздействия на верхний захват испытательной машины не происходит.Compared with the known prototype device, the above set of essential features of the claimed invention allows to exclude from the device the movement mechanism of the striker and the associated means for breeding the base and striker, as well as their subsequent release, and combine in accelerators the function of moving the striker to the base and back without additional release and clutch with the drive, as well as the function of giving the striker the specified energy. This is because at the moment the axes of the accelerators pass a position perpendicular to the axis of the impact, the projection of the force vector created by the accelerators on the direction of the impact changes sign and the energy either accumulates in the accelerators or is released in the form of impact energy of the striker, with impact on the upper grip of the test machine does not occur.

Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено устройство для испытания на ударные нагрузки с основанием, снабженным стойками (вертикальный разрез), на фиг.2 показано устройство для испытания на ударные нагрузки с основанием, имеющим центральное и периферийное отверстия (вид сбоку), на фиг.3 изображено устройство (изометрический вид).The essence of the present invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a shock test device with a base equipped with uprights (vertical section), Fig. 2 shows a shock test device with a base having a central and peripheral holes (side view ), figure 3 shows the device (isometric view).

Устройство для испытания на ударные нагрузки содержит неподвижно установленное основание 1 для размещения испытуемого изделия 2 и боек 3, установленный с возможностью перемещения относительно основания 1. Основание 1 и боек 3 подвижно соединены между собой как минимум двумя упругими ускорителями 4, которые выполнены в виде элементов сжатия, например пружин сжатия. Подвижное соединение основания 1 и бойка 3 выполнено с помощью шарниров 5, 6, которые установлены соответственно на нижнем и верхнем концах упругих ускорителей 4. Основание 1 может быть выполнено со стойками 7 (фиг.1) или с центральным отверстием для прохода бойка 3 и периферийными отверстиями для установки шарниров 5 (фиг.2). Упругие ускорители 4 установлены наклонно относительно направления взаимодействия бойка 3 и основания 1. Боек 3 имеет осевое отверстие и снабжен толкателем 8, который выполнен с верхним и нижним фланцами и установлен в упомянутом отверстии с возможностью возвратно-поступательного перемещения в нем. Толкатель 8 подпружинен относительно бойка 3 с помощью пружины 9. Свободный конец толкателя 8 выполнен с возможностью подсоединения к внешнему линейному приводу, например к статической испытательной машине (на чертеже не показано). Устройство снабжено формирователем 10 ударного импульса. Формирователь 10 ударного импульса может быть установлен непосредственно на основании 1 напротив бойка 3 или закреплен непосредственно на бойке 3 (на чертеже не показано). В первом случае испытуемое изделие 2 установлено на формирователе 10 ударного импульса, а во втором случае испытуемое изделие 2 установлено непосредственно на основании 1.The device for impact tests contains a fixed base 1 for accommodating the test product 2 and the strikers 3, mounted to move relative to the base 1. The base 1 and the strikers 3 are movably interconnected by at least two elastic accelerators 4, which are made in the form of compression elements e.g. compression springs. The movable connection of the base 1 and the striker 3 is made using hinges 5, 6, which are mounted respectively on the lower and upper ends of the elastic accelerators 4. The base 1 can be made with uprights 7 (Fig. 1) or with a central hole for the passage of the striker 3 and peripheral holes for mounting hinges 5 (figure 2). The elastic accelerators 4 are mounted obliquely with respect to the direction of interaction of the striker 3 and the base 1. The striker 3 has an axial hole and is equipped with a pusher 8, which is made with upper and lower flanges and installed in the said hole with the possibility of reciprocating movement in it. The pusher 8 is spring-loaded relative to the striker 3 by means of a spring 9. The free end of the pusher 8 is configured to be connected to an external linear actuator, for example, to a static testing machine (not shown in the drawing). The device is equipped with a shock pulse shaper 10. Shock pulse shaper 10 can be installed directly on the base 1 opposite the striker 3 or mounted directly on the striker 3 (not shown in the drawing). In the first case, the test product 2 is installed on the shock pulse shaper 10, and in the second case, the test product 2 is installed directly on the base 1.

Устройство для испытания на ударные нагрузки работает следующим образом.A device for testing shock loads works as follows.

В случае использования в качестве внешнего линейного привода статической испытательной машины основание 1 закрепляют на неподвижном захвате испытательной машины. Свободный конец толкателя 3 закрепляют в подвижном захвате испытательной машины. На основании 1 напротив бойка 3 размещают формирователь 10 ударного импульса, на котором устанавливают испытуемое изделие 2. Подвижный захват статической испытательной машины подает толкатель 8 в направлении основания 1. Верхний фланец толкателя 8 через пружину 9 воздействует на боек 3, который перемещается в направлении основания 1. При этом упругие ускорители 4 (пружины) сжимаются с накоплением потенциальной энергии упругих деформаций, при этом концы пружин 4 поворачиваются в шарнирах 5 в направлении основания 1. Боек 3 опускается ниже к основанию 1. В момент пересечения торцом бойка 3 плоскости, проходящей через оси шарниров 5, пружины 4 преобразуют потенциальную энергию в кинетическую энергию бойка 3. При этом боек 3 ускоренно перемещается по толкателю 8 к основанию 1 до столкновения с испытуемым изделием 2. В момент столкновения бойка 3 с испытуемым изделием 2 боек 3 воздействует на изделие 2 с кинетической энергией, приданной ему пружинами 4. После совершения удара испытательная машина перемещает толкатель 8 вверх в направлении от основания 1. При этом нижний фланец толкателя 8 захватывает боек 3 и увлекает его от основания 1, преодолевая сопротивление пружин 4. В момент пересечения торцом бойка 3 плоскости, проходящей через оси шарниров 5, пружины 4 преобразуют потенциальную энергию в кинетическую энергию разгона бойка 3 вверх в направлении от основания 1. Ударное воздействие бойка 3 на испытательную машину гасится пружиной 9. Для осуществления циклического ударного воздействия на испытуемое изделие 2 испытательная машина перемещает толкатель 8 к основанию 1 необходимое число раз.In the case of using a static testing machine as an external linear drive, the base 1 is fixed to the stationary grip of the testing machine. The free end of the pusher 3 is fixed in the movable grip of the test machine. On the base 1, opposite the striker 3, a shock pulse shaper 10 is placed on which the test product 2 is mounted. A movable gripper of the static testing machine delivers the pusher 8 in the direction of the base 1. The upper flange of the pusher 8 acts through the spring 9 on the striker 3, which moves in the direction of the base 1 In this case, the elastic accelerators 4 (springs) are compressed with the accumulation of potential energy of elastic deformations, while the ends of the springs 4 are rotated in hinges 5 in the direction of the base 1. The firing pin 3 is lowered to the base 1. At the moment when the end face of the striker 3 crosses a plane passing through the axis of the hinges 5, the springs 4 convert the potential energy into the kinetic energy of the striker 3. In this case, the striker 3 accelerates along the push rod 8 to the base 1 until it collides with the test item 2. At the moment of collision hammer 3 with test product 2 hammer 3 acts on product 2 with kinetic energy imparted to it by the springs 4. After the impact, the test machine moves the pusher 8 upward from the base 1. In this case, the lower flange of the pusher 8 capture melts the striker 3 and carries it away from the base 1, overcoming the resistance of the springs 4. At the moment the butt ends of the striker 3 of the plane passing through the axis of the hinges 5, the springs 4 convert the potential energy into the kinetic energy of accelerating the striker 3 upward from the base 1. Impact of the striker 3, it is extinguished by the spring 9 on the test machine. To effect a cyclic impact on the test item 2, the test machine moves the pusher 8 to the base 1 as many times as necessary.

Claims

1. A device for testing shock loads, comprising a base for accommodating the test product, the striker, movably connected to the base, and elastic accelerators connected to the ends of the base and the striker, characterized in that the movable connection of the striker to the base is made by means of the said elastic accelerators, at the ends of which hinges are installed, while the accelerators are made in the form of compression elements and are inclined relative to the direction of interaction of the striker and the base, and the striker is made with an axial hole and equipped with a pusher that is installed in said hole with the possibility of reciprocating movement in it.

2. The device according to claim 1, characterized in that the compression elements are made in the form of compression springs.