RU2802711C1

RU2802711C1 - Device for testing products for impact of a falling load

Info

Publication number: RU2802711C1
Application number: RU2023107698A
Authority: RU
Inventors: Юрий Анатольевич Печёнкин; Олег Юрьевич Камнев; Павел Альбертович Савин
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электронных приборов"
Filing date: 2023-03-30
Publication date: 2023-08-31

Abstract

FIELD: testing equipment.

SUBSTANCE: invention is related to devices for testing products for impact of a falling load, in particular for testing the contact action of products. The device ensures a free fall of the load on the tested product with the possibility of choosing the height of the fall and return of the load to its original position due to the fact that the movement of the load, made of ferromagnetic material, in particular a steel ball, to a predetermined height, load drop and its return to its original position occur under the influence of gravitational and magnetic fields. In this case, the device is comprised of a device fixed on one base for fixing the tested product, a guide tube, inside which the load moves, a permanent magnet installed in a threaded sleeve with a lock nut, located at the upper end of the guide tube to hold the load in its original position, racks with electromagnets installed vertically in a row that ensure fixation of the load at a given height and its subsequent free fall onto the tested product, an electromagnetic mass accelerator located at the base of the guide tube, returning the load to its original position, a unit for reducing the kinetic energy of the load to capture it by the field of a permanent magnet upon return it to its original position, a control panel with controls and indications, which enables setting the test mode, serial switching of electromagnets, switching on the electromagnetic mass accelerator.

EFFECT: possibility of testing products for impact when a load is dropped, simplifying control of operation of the device.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам проведения испытаний изделий на удар при падении груза, в частности, для проверки контактного действия изделий, чувствительным элементом которых является пьезоэлектрический датчик удара, а также для испытаний на прочность изделий и материалов, например, оптических деталей, экранов дисплеев и т.п.The invention relates to devices for testing products for impact when a load falls, in particular, for checking the contact effect of products, the sensitive element of which is a piezoelectric shock sensor, as well as for testing the strength of products and materials, for example, optical parts, display screens, etc. P.

Контактные датчики, чувствительным элементом которых является пьезоэлектрический датчик удара, срабатывают от воздействия волн упругой деформации, возникающих при ударе.Contact sensors, the sensitive element of which is a piezoelectric shock sensor, are triggered by the influence of waves of elastic deformation that occur upon impact.

Известны установки ударные для получения ударных воздействий (например, 12МУ50/1470-1,12МУЭ20/1960-1), а также устройства для испытаний методом бросания изделий по ОСТ В-1098-75.Impact installations for obtaining impact impacts are known (for example, 12MU50/1470-1, 12MUE20/1960-1), as well as devices for testing by throwing products according to OST V-1098-75.

Указанные устройства, при их использовании для проверки контактного действия изделий, чувствительным элементом которых является пьезоэлектрический датчик удара, в большинстве случаев или не позволяют создать в изделиях упругие волны с энергией достаточной для срабатывания пьезоэлектрических датчиков удара, или создают перегрузки, превышающие требования по ударной прочности изделий, что может привести к потере их работоспособности.These devices, when used to test the contact action of products whose sensitive element is a piezoelectric shock sensor, in most cases either do not allow the creation of elastic waves in the products with energy sufficient to trigger the piezoelectric shock sensors, or create overloads that exceed the requirements for the impact strength of products , which can lead to loss of their performance.

По способу получения ударного воздействия аналогами заявленного устройства являются установки (копры) для испытаний капсюлей на чувствительность к удару при падении груза с определённой высоты. Так же известны иностранные патенты, например, CN203658003U Falling ball impact test apparatus (Устройство для испытания на удар при падении шарика), CN206292026U Falling ball impact test machine (Машина для испытания на удар при падении шарика), CN208125532U Accuracy falling spheretester (Точное испытательное устройство с падающим шариком) и другие.In terms of the method of obtaining impact, analogues of the claimed device are installations (hammers) for testing capsules for sensitivity to impact when a load falls from a certain height. Foreign patents are also known, for example, CN203658003U Falling ball impact test apparatus, CN206292026U Falling ball impact test machine, CN208125532U Accuracy falling sphere tester with a falling ball) and others.

Наиболее близким аналогом (прототипом), как по способу получения ударного воздействия, так по назначению, является «Устройство для проверки функционирования огневой цепи контактного взрывателя бросанием с измерением времени срабатывания» по патенту РФ №170036 на полезную модель, 2016 г. Ударное воздействие на взрыватель, содержащий пьезоэлектрический датчик удара, создаётся только падающим с определённой высоты грузом. Устройство содержит: устройство подъёмное, колонну, устройство направляющее, пульт управления, груз, устройство для подвешивания и бросания, дополнительная направляющая труба, жёстко закреплённая по оси падения груза. Проверяемый взрыватель устанавливается на подставку внутри дополнительной трубы контактной поверхностью вверх навстречу падению груза, а на него устанавливается цилиндрический толкатель, передающий взрывателю ударное воздействие при падении груза.The closest analogue (prototype), both in terms of the method of obtaining impact and in purpose, is the “Device for testing the functioning of the fire circuit of a contact fuse by throwing with measurement of the response time” according to RF patent No. 170036 for a utility model, 2016. Impact impact on the fuse , containing a piezoelectric shock sensor, is created only by a load falling from a certain height. The device contains: a lifting device, a column, a guiding device, a control panel, a load, a device for hanging and throwing, an additional guide pipe rigidly fixed along the axis of the load's fall. The fuse being tested is installed on a stand inside an additional pipe with the contact surface upward towards the fall of the load, and a cylindrical pusher is installed on it, which transmits the impact to the fuse when the load falls.

Недостатком данного технического решения является то, что устройство содержит подвижные механические элементы (подъёмное устройство и устройство для подвешивания и бросания груза), при этом установка цилиндрического толкателя в исходное положение и подвешивание груза к устройству подвешивания и бросания производится вручную. Это ограничивает срок службы и производительность данной установки и не позволяет автоматизировать данную операцию.The disadvantage of this technical solution is that the device contains movable mechanical elements (a lifting device and a device for hanging and throwing a load), while installing the cylindrical pusher in its original position and hanging the load from the hanging and throwing device is done manually. This limits the service life and productivity of this installation and does not allow automation of this operation.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в создании простого в управлении автоматизированного устройства, обеспечивающего свободное падение груза на контролируемое изделие с возможностью выбора высоты падения и возврат груза в исходное положение.The problem to be solved by the stated technical solution is to create an easy-to-use automated device that ensures the free fall of a load onto a controlled product with the ability to select the height of the drop and return the load to its original position.

Данная задача решается за счёт того, что перемещение груза, изготовленного из ферромагнитного материала, в частности стального шарика, на заданную высоту, сброс груза и его возврат в исходное положение происходит исключительно под воздействием гравитационного и магнитного полей. This problem is solved due to the fact that the movement of a load made of ferromagnetic material, in particular a steel ball, to a given height, the release of the load and its return to its original position occurs exclusively under the influence of gravitational and magnetic fields.

Устройство изображено на фиг. 1 и состоит из: пульта с органами управления и индикации (9), закреплённых на одном основании (5), устройства (10) для установки проверяемого изделия (4), направляющей трубки (2), внутри которой происходит перемещение груза, постоянного магнита, установленного в резьбовой втулке с контргайкой (7), расположенного у верхнего торца направляющей трубки, стоек (8) с установленными на них вертикально в ряд n≥1 электромагнитов (1), электромагнитного ускорителя масс (пушки Гаусса) (3), узла уменьшения кинетической энергии груза (6).The device is shown in Fig. 1 and consists of: a remote control with controls and indications (9), fixed on one base (5), a device (10) for installing the product being tested (4), a guide tube (2), inside which the load moves, a permanent magnet, installed in a threaded bushing with a lock nut (7), located at the upper end of the guide tube, racks (8) with n≥1 electromagnets installed on them vertically in a row (1), an electromagnetic mass accelerator (Gauss gun) (3), a kinetic reduction unit load energy (6).

В исходном положении груз располагается в верхней части трубки и удерживается постоянным магнитом. При нажатии соответствующей кнопки на пульте управления происходит последовательная коммутация тока в обмотках электромагнитов, закреплённых на стойке вертикально в ряд. Груз под действием магнитного поля перемещается до электромагнита, соответствующего выбранной на пульте высоте падения. Затем отключается магнитное поле, и груз свободно падает на проверяемое изделие. Возврат груза в исходное положение осуществляется с помощью электромагнитного ускорителя масс (пушки Гаусса), расположенного у основания направляющей трубки, и узла уменьшения кинетической энергии груза для его захвата полем постоянного магнита.In the initial position, the weight is located at the top of the tube and is held by a permanent magnet. When you press the corresponding button on the control panel, sequential switching of the current occurs in the windings of electromagnets mounted on the stand vertically in a row. The load, under the influence of a magnetic field, moves to an electromagnet corresponding to the drop height selected on the remote control. Then the magnetic field is turned off, and the load falls freely onto the product being tested. The return of the load to its original position is carried out using an electromagnetic mass accelerator (Gauss gun), located at the base of the guide tube, and a unit for reducing the kinetic energy of the load to capture it in the field of a permanent magnet.

Техническим результатом является возможность проведения испытаний изделий на удар при падении груза, в частности, для проверки контактного действия изделий, чувствительным элементом которых является пьезоэлектрический датчик удара, а также для испытаний изделий и материалов на прочность на простом в управлении высокопроизводительном автоматизированном устройстве, не содержащем подвижных механических элементов и не требующим в процессе своей работы использования ручного труда.The technical result is the ability to test products for impact when a load drops, in particular, to check the contact effect of products whose sensitive element is a piezoelectric shock sensor, as well as to test products and materials for strength on an easy-to-control, high-performance automated device that does not contain moving parts. mechanical elements and do not require the use of manual labor in the process of their work.

Claims

A device for testing products for impact, providing impact on the product being tested by the impact of a load freely falling from a certain height, characterized by the fact that it contains a device fixed on one base for fixing the product being tested, a guide tube inside which the load moves, a permanent magnet installed in a threaded sleeve with a lock nut, located at the upper end of the guide tube to hold the load in its original position, stands with n≥1 electromagnets installed on them vertically in a row, ensuring the fixation of the load at a given height and its subsequent free fall onto the product being tested, an electromagnetic mass accelerator, located at the base of the guide tube, returning the load to its original position, a unit for reducing the kinetic energy of the load for its capture by the field of a permanent magnet when returning it to its original position, a control panel with controls and indications, providing the setting of the test mode, sequential switching of electromagnets, turning on the electromagnetic accelerator wt.