RU2636798C1 - Shock testing machine - Google Patents

Shock testing machine Download PDF

Info

Publication number
RU2636798C1
RU2636798C1 RU2016139840A RU2016139840A RU2636798C1 RU 2636798 C1 RU2636798 C1 RU 2636798C1 RU 2016139840 A RU2016139840 A RU 2016139840A RU 2016139840 A RU2016139840 A RU 2016139840A RU 2636798 C1 RU2636798 C1 RU 2636798C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
holder
ball
rotor
cone
braking
Prior art date
Application number
RU2016139840A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Николаевич Стихановский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения"
Priority to RU2016139840A priority Critical patent/RU2636798C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2636798C1 publication Critical patent/RU2636798C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • G01N3/31—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight generated by a rotating fly-wheel

Abstract

FIELD: machine engineering.
SUBSTANCE: machine contains a body and a rotor, on the periphery of which holders are made in the form of rings with a spherical inner surface, into which ball-shaped pins are inserted; the body is connected to a conical trunk, with axis tangential to the striker trajectory; on the trunks section, the attachment assembly of the tested objects is installed; an axial displacement drive, the radial channels of which are connected to the rods and rings through the windows, and the fingers entering during rotor acceleration and leaving the holder fixator - with slots. The brake device is made in the form of a trough with a cone angle of 2α, one ball is fixed in the holder without being able to exit from it, and the second ball is able to exit from the holder and is connected via the holder with a rod whose stroke is such that the holder contacts with the trough located in the rotor deceleration sector diametrically opposite to the sector of the second ball exit into the cone is excluded. Outside the braking zone, the portion is made as a guide without holders and balls jamming and braking, and a straight portion of the trough is located between the cone and the brake portion.
EFFECT: simplicity and reliability.
2 dwg

Description

Копер для ударных испытаний относится к испытательной технике на перегрузки различных материалов и изделий при ударах.Koper for impact testing refers to a testing technique for overloading various materials and products upon impact.

Известен копер для ударных испытаний, описанный в патенте №616543 «Копер для ударных испытаний», Бюл. №27 от 23.06.78. Копер содержит корпус и ротор, на периферии которых размещены держатели, выполненные в виде колец со сферической внутренней поверхностью. В кольце вставлены бойки в виде шаров. С корпусом связаны конусные стволы, оси которых расположены по касательным к траектории бойков. Тормозные устройства выполнены в виде подвижных в радиальном направлении колодок с приводами или образованы внутренними криволинейными стенками корпуса. На срезах стволов установлены узлы крепления испытуемых объектов.Known coper for impact testing, described in patent No. 616543 "Coper for impact testing", Bull. No. 27 dated June 23, 78. The pile driver contains a housing and a rotor, on the periphery of which holders are made, made in the form of rings with a spherical inner surface. Balls are inserted in the ring in the form of balls. Cone trunks are connected to the body, the axes of which are located tangent to the path of the strikers. The braking devices are made in the form of radially movable blocks with drives or are formed by internal curved walls of the housing. On the sections of the trunks mounted fasteners of the tested objects.

Недостатком данной конструкции является то, что держатели (кольца) бойков при движении в радиальном направлении ударяются о стенки корпуса и отскакивают от него, то есть при отскоке не тормозятся поверхностью корпуса, что заметно увеличивает путь торможения и снижает стабильность и точность входа бойков в стволы.The disadvantage of this design is that the holders (rings) of the strikers when moving in the radial direction hit the walls of the body and bounce off it, that is, when they bounce, they are not braked by the surface of the body, which significantly increases the braking distance and reduces the stability and accuracy of the strikers entering the trunks.

Ближайшим прототипом к предлагаемой конструкции является изобретение 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 которых 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 чрез 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.The closest prototype to the proposed design is the invention for utility model No. 162315 "Koper for impact testing", Bull. No. 16 dated 06/10/2016. The pile driver consists of a body and a rotor, on the periphery of which holders are made, made in the form of rings with a spherical inner surface, in which the strikers are inserted in the form of balls. Cone trunks are connected to the body, the axes of which are located tangent to the path of the strikers. On the sections of the trunks mounted fasteners of the tested objects. The axial displacement drive, radial channels through the windows are connected to rods and rings, and the fingers entering the moment of acceleration of the rotor and coming out of the holder retainer are connected to sockets. Braking devices are made in the form of gutters with a taper angle of 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.The disadvantage of this design is the presence of two conical shafts and two attachment points of the test objects. In addition, the rods can exit anywhere on the trajectory of the rotor and the holders, so there is a chance of impact when the holders enter the initial braking zone of the grooves in the area of the conical trunks.

Для устранения этого недостатка 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, а между конусом и тормозным участком расположен прямой участок желоба.To eliminate this drawback, one ball is fixed in the holder without the possibility of exiting from it, and the second ball has the ability to exit the holder and is connected through the holder to a rod whose stroke is such that the contact of the holder with the groove located in the rotor braking sector is excluded diametrically the opposite sector of the exit of the second ball into the cone; outside the braking zone, the section is made in the form of a guide without jamming and braking of the holders and balls, and a direct section of the gutter is located between the cone and the brake section.

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.The proposed copra design is shown in FIG. 1 and 2, where FIG. 1 is a top view of a copra, and FIG. 2 is a transverse section along aa. The pile driver contains a housing 1 and a rotor 2, on the periphery of which holders are made, made in the form of rings 3 with a spherical inner surface. In rings 3, strikers 4 are inserted in the form of balls. Connected to the body 1 is a conical barrel 5, the axis of which is located tangent to the path of the striker. A mounting unit of the test object 6 is mounted on a slice of the conical barrel 5. The brake device 7 is made in the form of a trough with a taper angle of 2α. The axial displacement drive 8, the radial channels 9 through the windows 10 are connected with the rods 11 and rings 3, and the fingers 12, which enter at the moment of the acceleration of the rotor and exit from the holder 13 of the holders, with sockets 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. При этом у этого шара с держателем и штоком величина хода

Figure 00000001
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
Figure 00000002
.The VSD section is made in the form of a guide 15, for example, with vertical walls that do not touch and do not inhibit the holders 3 and the ball 4 (when it leaves), and the groove 16 (EA) located between the cone 5 and the brake section AB is made as straight a section smoothly continued by a curved brake groove 7 in section AB. One of the balls 4 is fixed in the holder 3 without the possibility of departure from it, for example, welded, rolled or held by a retaining ring. Moreover, this ball with a holder and a rod has a stroke
Figure 00000001
such that the holder brakes when the actuator 8 is triggered; and at the other holder of the freely flying ball the holder does not touch the walls of the groove 7 and the guide 15, because he has a small move
Figure 00000002
.

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.The pile driver works as follows: before the test on the pile driver, the drive is disconnected, and the fingers of the holders go into the clamp sockets. In this case, the rods enter the radial channels of the rotor so that the rings do not touch the walls of the brake devices when the rotor rotates. Upon reaching a predetermined rotor speed, the axial displacement drive is activated, which raises the latch. The fingers are released and the rods with rings and strikers under the action of centrifugal forces move to the periphery of the rotor, where one striker makes a blow to the test object.

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 Fпр больше, чем на плоскости, то есть

Figure 00000003
, где α - угол конусности желоба. Например, при α=30° имеем Fпр=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
Figure 00000004
штока держателя свободного шара может тормозиться лишь шток, держатель и связанный с ним шар, т.к. он выходит в направляющей 9 на небольшой ход
Figure 00000005
, достаточный для прижатия в желобе 7, где
Figure 00000006
.Braking of one ring with a connected striking ball occurs in the groove of the brake device. In this case, the braking distance is significantly reduced in comparison with a smooth braking surface, since the rings are clamped in the cone of the trough, while the reduced friction F pr is greater than on the plane, i.e.
Figure 00000003
where α is the taper angle of the trough. For example, at α = 30 ° we have F CR = 2F, where F is the friction-sliding force of the ring on the plane. In addition, the impact of the holder of the ring in the cone of the brake device causes a rebound significantly less than from a smooth surface of the body, which leads to greater stability of the output of the hammer from the ring, accuracy of getting into the barrel and reduces the spread of test results on the head for impact tests. One of the balls 4 is fixed in the holder and does not fly out of the holder when it brakes in the gutter. In this case, the braking force is transmitted through the rotor 2 to another ball located in the VVD zone, which flies out and enters the cone 5, and then strikes the product under test 6. Therefore, only the holder with a fixed ball on segment AB is always braked, and the ball can fly out only in the field of diabetes. Both rods during the acceleration of the rotor are pressed uniformly by the same and oppositely directed centrifugal forces on the fingers 12, and when the actuator 8 is triggered due to the small stroke
Figure 00000004
the stem of the holder of a free ball, only the stem, holder and associated ball can be braked, because he goes in guide 9 on a small stroke
Figure 00000005
sufficient for pressing in the gutter 7, where
Figure 00000006
.

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.A straight section 16 of the gutter is necessary for a smooth entry of the holder with the associated ball into the braking zone of the gutter 7 in section AB, which eliminates the impact of the holder when entering the brake zone AB.

Таким образом, предлагаемая конструкция имеет один конусный ствол и один узел крепления испытуемого объекта вместо двух в прототипе. 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.Thus, the proposed design has one conical barrel and one mount of the test object instead of two in the prototype. In addition, the possible impact of the holders at the entrance to the initial braking zone of the curvilinear trench in the area of the conical trunks is excluded, which ultimately makes the copra design simpler and more reliable, and also reduces the stopping distance of the rotor due to an increase in the centrifugal pressing force due to the attached mass of the ball, rigidly connected to the holder braked in the gutter.

Claims (1)

Копер для ударных испытаний, содержащий корпус и ротор, на периферии которого размещены держатели, выполненные в виде колец со сферической внутренней поверхностью, в которых 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, отличающийся тем, что 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.Hammer for impact tests, comprising a housing and a rotor, on the periphery of which holders are made, made in the form of rings with a spherical inner surface, in which strikers are inserted in the form of balls; a conical barrel is connected to the body, the axis of which is located tangent to the path of the striker; on the cut of the barrel, a mounting unit of the test objects is installed; an axial displacement drive, the radial channels of which are connected through the windows to the rods and rings, and the fingers entering the moment of acceleration of the rotor and coming out of the holder retainer are connected to sockets; a brake device made in the form of a trough with a taper angle of 2α, characterized in that one ball is fixed in the holder without the possibility of exiting it, and the second ball has the ability to exit the holder and is connected through the holder to a rod whose stroke is such that it is excluded contact of the holder with a trough located in the sector of braking of the rotor diametrically opposite to the sector of exit of the second ball into the cone; outside the braking zone, the section is made in the form of a guide without jamming and braking of the holders and balls, between the cone and the brake section there is a straight section of the gutter.
RU2016139840A 2016-10-10 2016-10-10 Shock testing machine RU2636798C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016139840A RU2636798C1 (en) 2016-10-10 2016-10-10 Shock testing machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016139840A RU2636798C1 (en) 2016-10-10 2016-10-10 Shock testing machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2636798C1 true RU2636798C1 (en) 2017-11-28

Family

ID=60581279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016139840A RU2636798C1 (en) 2016-10-10 2016-10-10 Shock testing machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2636798C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109211701A (en) * 2018-10-31 2019-01-15 武汉大学 A kind of concrete bouncing back instrument based on flywheel component
RU189659U1 (en) * 2019-02-11 2019-05-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Impact Tester

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU616543A1 (en) * 1974-12-08 1978-07-25 Stikhanovskij Boris N Impact testing machine
SU742737A2 (en) * 1975-04-09 1980-06-25 Новосибирский электротехнический институт Impact testing machine
US4509362A (en) * 1983-07-15 1985-04-09 Lyons Robert V Device for testing game balls
RU162315U1 (en) * 2015-11-30 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) COPER FOR SHOCK TESTS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU616543A1 (en) * 1974-12-08 1978-07-25 Stikhanovskij Boris N Impact testing machine
SU742737A2 (en) * 1975-04-09 1980-06-25 Новосибирский электротехнический институт Impact testing machine
US4509362A (en) * 1983-07-15 1985-04-09 Lyons Robert V Device for testing game balls
RU162315U1 (en) * 2015-11-30 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) COPER FOR SHOCK TESTS

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109211701A (en) * 2018-10-31 2019-01-15 武汉大学 A kind of concrete bouncing back instrument based on flywheel component
CN109211701B (en) * 2018-10-31 2020-01-24 武汉大学 Concrete resiliometer based on flywheel component
RU189659U1 (en) * 2019-02-11 2019-05-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Impact Tester

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2636798C1 (en) Shock testing machine
RU162315U1 (en) COPER FOR SHOCK TESTS
KR101476085B1 (en) Pressure wave generator with movable control rod for generating a pressure wave in a medium
FI65722B (en) DRAWING SCREW FOR DRIVE COLLECTION
KR900000168A (en) Explosive-powered fixture
EP3165897B1 (en) Apparatus for measuring coefficient of restitution and hardness tester
KR101444300B1 (en) Inertia Split type Test Property Measurement Apparatus
KR100431363B1 (en) Gunpower-driven setting device
RU189659U1 (en) Impact Tester
JP2004271216A (en) High-speed crash testing system and its method
US2845866A (en) Fuse for a projectile and applications thereof
US4181303A (en) Darts having low rebound frequency
RU2404417C1 (en) Dynamic test stand
SU742737A2 (en) Impact testing machine
RU2249805C2 (en) Device for breaking diaphragm for single-pulse shock tube
RU2413917C1 (en) Device and method of wire electric connection for recording of operation parametres of thrown body in complete ballistic cycle
SU1538080A1 (en) Impact testing machine for impact tests
SU759887A1 (en) Impact-testing machine
SE541190C2 (en) Impact testing apparatus
SU832414A1 (en) Impact-testing machine
US3012505A (en) Ball release device for point detonating base fuze applications
RU2249808C2 (en) Bench for dynamical testing of articles
JPS6036306B2 (en) dart
JPS6156921B2 (en)
US3760635A (en) Durometer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181011