SU1737299A1

SU1737299A1 - Impact testing unit

Info

Publication number: SU1737299A1
Application number: SU904813363A
Authority: SU
Inventors: Вадим Дмитриевич Степанов
Original assignee: В. Д. Степанов
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1992-05-30

Abstract

Изобретение относитс к испытательной технике. Целью изобретени вл етс упрощение обслуживани за счет исключени необходимости регулировки средств торможени при изменении давлени в камере высокого давлени . Стенд содержит ствол 1 с поршнем 2 дл закреплени испытуемого издели 3, камеру 4 высокого давле- ни и быстродействующий клапан. Последний служит дл сообщени запорш- невой полости 5 ствола с камерой высокого давлени и включает запорный орган 7 в виде емкости 11, сообщенной с камерой высокого давлени посредством по крайней мере одного сопла 12. В исходном положении камера высокого давлени и емкость 11 заполн ютс сжатым газом. При освобождении запорного органа клапана сжатый газ поступает в запоршневую полость ствола и обеспечивает разгон поршн с изделием, на которое при разгоне действует заданна нагрузка . Запорный орган клапана затормаживаетс , а его отскок исключаетс за счет истечени газа через сопло из емкости 11. Изменение давлени в камере высокого давлени не требует дополнительного регулировани клапана, так как автоматически измен етс сила, преп тствующа отскоку запорного органа. 1 ил. сл сThis invention relates to a testing technique. The aim of the invention is to simplify maintenance by eliminating the need to adjust the braking means when the pressure in the high pressure chamber changes. The bench contains a barrel 1 with a piston 2 for fixing the test article 3, a high pressure chamber 4 and a quick action valve. The latter serves to communicate the gunned cavity 5 of the barrel with the high pressure chamber and includes a stop valve 7 in the form of a container 11 communicated with the high pressure chamber through at least one nozzle 12. In the initial position, the high pressure chamber and the container 11 are filled with compressed gas . When the valve valve is released, the compressed gas enters the zaporshnevuyu cavity of the barrel and provides the acceleration of the piston with the product, which during acceleration acts a given load. The valve's stop valve is braked, and its rebound is eliminated due to the outflow of gas through the nozzle from the reservoir 11. Changing the pressure in the high-pressure chamber does not require additional control of the valve, since the force that prevents the valve's rebound automatically changes. 1 il. cl

Description

Изобретение относитс к испытательной технике, в частности к пневматическим стендам дл ударных испытаний изделий.The invention relates to testing equipment, in particular, to pneumatic test benches for impact testing.

Известно устройство дл ударных испытаний , содержащее ствол, установленный в нем поршень дл размещени испытуемого издели , камеру высокого давлени и соединенную с ней посредством нормально закрытого быстродействующего клапана предпоршневую камеру ствола.A device for shock testing is known, comprising a barrel, a piston mounted therein for accommodating a test article, a high pressure chamber and a barrel piston chamber connected to it by means of a normally closed high-speed valve.

Недостатком этого устройства вл етс низка повтор емость параметров формируемой нагрузки за счет нестабильности времени обрабатывани клапана и возникновени отскока его запорного органа.A disadvantage of this device is the low repeatability of the parameters of the load being formed due to the instability of the valve processing time and the occurrence of a rebound of its valve member.

Известно устройство дл ударных испытаний , содержащее ствол, установленный вA device for shock testing is known, comprising a barrel mounted in

нем поршень дл креплени испытуемого издели , камеру высокого давлени и соединенную с ней посредством нормально закрытого быстродействующего клапана предпоршневую камеру ствола. Быстродействующий клапан включает установленный в направл ющем цилиндре запорный орган-поршень и спусковой механизм. В направл ющем цилиндре клапана размещены средства торможени запорного органа, выполненные в виде установленного в этом цилиндре набора кольцевых демпферов и масс, размещение которых в исходном положении определ етс услови ми нагруже- ни испытуемого издели . Последн от запорного органа масса снабжена фрикционным тормозом с измен емым усилием поджати к боковой поверхности цилиндра.It has a piston for fastening the tested product, a high pressure chamber and a barrel piston chamber connected to it through a normally closed quick acting valve. The high-speed valve includes a locking organ-piston installed in the guide cylinder and the trigger mechanism. In the valve guide cylinder, there are means of braking the closure member, made in the form of a set of annular dampers and masses installed in this cylinder, the placement of which in the initial position is determined by the loading conditions of the test item. Lastly, from the valve body, the mass is equipped with a friction brake with variable force, which is pressed against the lateral surface of the cylinder.

SiSi

GO VJ hO О Ч)GO VJ hO O H)

Недостатком устройства дл ударных испытаний вл етс сложность его обслуживани , котора обусловлена необходимостью выполнени регулировки средств торможени запорного органа клапана при изменении давлени в камере высокого давлени .A disadvantage of the shock test apparatus is the difficulty of its maintenance, which is caused by the need to make adjustments to the means of braking of the valve block when the pressure in the high pressure chamber changes.

Цель изобретени - упрощение обслуживани за счет исключени необходимости регулировки средств торможени при изменении давлени в камере высокого давлени .The purpose of the invention is to simplify maintenance by eliminating the need to adjust the braking means when the pressure in the high pressure chamber changes.

Поставленна цель достигаетс тем, что запорный орган клапана выполнен в виде емкости, сообщенной с камерой высокого давлени посредством по крайней мере одного сопла.The goal is achieved by the fact that the valve closure member is designed as a container communicated with the high-pressure chamber through at least one nozzle.

На чертеже изображен стенд дл ударных испытаний. Стенд содержит ствол 1 с установленным в нем поршнем 2 дл за- креплени издели 3, камеру 4 высокого давлени , нормально закрытый быстродействующий клапан, служащий дл сообщени запоршневой полости 5 ствола 1 с камерой 4 высокого давлени и включаю- щий установленный в направл ющем цилиндре 6 запорный орган 7 и спусковой механизм 8. В цилиндре 6 клапана размещены средства торможени запорного органа 7.The drawing shows a test stand. The stand contains a barrel 1 with a piston 2 installed in it to secure the product 3, a high pressure chamber 4, a normally closed high-speed valve that serves to communicate the piston cavity 5 of the barrel 1 with a high pressure chamber 4 and including a cylinder installed in the guide cylinder 6 the locking member 7 and the trigger 8. In the cylinder 6 of the valve, means of braking the locking member 7 are placed.

Средства торможени запорного органа 7 выполнены в виде установленного в направл ющем цилиндре 6 набора кольцевых демпферов 9 и инерционных масс 10, Их размещение в исходном положении опреде- л етс услови ми нагружени издели . Спусковой механизм 8 представл ет собой, например, установленный в стенке цилиндра 6 разрушаемый образец при действии давлени газа со стороны камеры 4 на за- порный орган-поршень 7 клапана. Спусковой механизм может быть выполнен в виде установленного в стенке цилиндра 6 штифта , выдвигаемого из канала цилиндра, например , с помощью пневмоцилиндра (не показан). Запорный орган 7 клапана выполнен в виде емкости 11, сообщенной с камерой 4 высокого давлени посредством по крайней мере одного сопла 12 Дл св зи камеры 4 высокого давлени с источником давлени (не показан) предусмотрено отверстие 13.The braking means of the locking member 7 are made in the form of a set of annular dampers 9 and inertial masses 10 installed in the guide cylinder 6. Their placement in the initial position is determined by the loading conditions of the product. The trigger mechanism 8 is, for example, a destructible specimen mounted in the wall of the cylinder 6 under the action of gas pressure from the chamber 4 side onto the valve valve body-piston 7. The trigger mechanism can be made in the form of a pin installed in the wall of the cylinder 6, which is extended from the cylinder channel, for example, by means of a pneumatic cylinder (not shown). The valve closure body 7 is made in the form of a container 11 communicated with the high pressure chamber 4 by means of at least one nozzle 12 An opening 13 is provided for connecting the high pressure chamber 4 to a pressure source (not shown).

Дл торможени и остановки поршн 2 с изделием 3 после выхода из ствола 1 предусмотрен набор демпферов 14 и масс 15, размещенных в цилиндре 16. Дл установки демпферов 9 и 14 и масс 10 и 15 в исходное положение в цилиндрах 6 и 16 предусмотрены продольные пазы 17 и 18. В крышке 19 цилиндра 6 выполнено отверстие 20.A set of dampers 14 and masses 15 placed in the cylinder 16 is provided for braking and stopping the piston 2 with the product 3 after exiting the barrel 1. Longitudinal slots 17 are provided for mounting the dampers 9 and 14 and masses 10 and 15 to their initial position in cylinders 6 and 16 and 18. In the lid 19 of the cylinder 6 is made a hole 20.

Стенд работает следующим образом.The stand works as follows.

После креплени в поршне 2 издели 3 этот поршень устанавливаетс в исходное положение в стволе 1. В направл ющем цилиндре 16 в определенном пор дке устанавливаютс тормозные демпферы 14 и инерционные массы 15. Эта процедура выполн етс с использованием продольного паза 18 в цилиндре 16. В исходное положение устанавливаетс запорный орган - поршень 7 клапана и фиксируетс спусковым механизмом 8. В соответствии с услови ми испытани издели 3 в определенном пор дке в цилиндре 6 клапана размещаютс кольцевые демпферы 9 и массы 10.After mounting in the piston 2 of the product 3, this piston is set to its original position in the barrel 1. In the guide cylinder 16, brake dampers 14 and inertial masses 15 are installed in a certain order. This procedure is performed using the longitudinal groove 18 in the cylinder 16. In the original the position is established by the valve-piston 7 of the valve and fixed by the trigger 8. In accordance with the test conditions of the product 3, annular dampers 9 and masses 10 are placed in the cylinder 6 of the valve.

От источника давлени (не показан) через отверстие 13 камера 4 заполн етс сжатым газом (воздухом). При достижении в этой камере давлени воздуха определенной величины отверстие 13 перекрываетс .From the pressure source (not shown) through the opening 13, the chamber 4 is filled with compressed gas (air). When the air pressure reaches a certain value in this chamber, the opening 13 closes.

Одновременно через сопло 12 сжатым воздухом заполн етс емкость 11, выполненна в поршне 7 клапана.At the same time, through tank 11, compressed air fills tank 11, which is made in valve piston 7.

В этом состо нии стенд подготовлен дл проведени испытани издели 3.In this state, the stand is prepared for testing the product 3.

Спусковой механизм 8 освобождает поршень 7 клапана. Поршень 7 под действием силы давлени воздуха со стороны камеры 4 разгон етс на определенном участке цилиндра 6 до некоторой скорости, котора определ ет быстродействие клапана.The trigger mechanism 8 releases the valve piston 7. The piston 7 under the action of the force of air pressure from the side of the chamber 4 accelerates in a certain part of the cylinder 6 to a certain speed, which determines the speed of the valve.

Воздушна подушка не преп тствует разгону поршн 7 в св зи с наличием отверсти 20 в крышке 19 цилиндра 6 и паза 17 в его боковой стенке, а также потому, что демпферы 9 и инерционные массы 10 выполнены в виде колец (с центральным проходным отверстием дл воздуха). В процессе движени поршн 7 в цилиндре 6 камера 4 сообщаетс с запоршневой полостью 5 ствола 1. В результате сжатый воздух из камеры 4 поступает в полость 5.The air cushion does not prevent the piston 7 from accelerating due to the presence of an opening 20 in the lid 19 of the cylinder 6 and a groove 17 in its side wall, and also because the dampers 9 and inertial masses 10 are made in the form of rings (with a central air passage ). During the movement of the piston 7 in the cylinder 6, the chamber 4 communicates with the piston cavity 5 of the barrel 1. As a result, the compressed air from the chamber 4 enters the cavity 5.

При достижении силы давлени воздуха на поршень2, достаточной дл преодолени силы трени поко , поршень 2 начинает ускоренно перемещатьс в стволе 1.When the force of air pressure on the piston 2 is reached, which is sufficient to overcome the friction rest force, the piston 2 begins to accelerate in the barrel 1.

Величина ускорени определ етс уровнем давлени газа в камере 4. При движении поршн 2 в стволе 1 на изделие 3 действует заданна испытательна нагрузка , параметры которой определ ютс конструкцией стенда, быстродействием клапана, величиной начального давлени воздуха в камере 4, а также общей массой поршн 2 и издели 3. После выхода поршн 2 из ствола 1 он улавливаетс тормозным приспособлением , выполненным, например, в виде размещенных в направл ющем цилиндре 16 демпферов 14 и инерционных масс 15,The magnitude of the acceleration is determined by the level of gas pressure in chamber 4. When piston 2 moves in barrel 1, product 3 is affected by a given test load, the parameters of which are determined by the stand design, valve speed, the initial air pressure in chamber 4, and the total mass of piston 2 and product 3. After the piston 2 leaves the barrel 1, it is caught by a braking device made, for example, in the form of dampers 14 and inertial masses 15 placed in a guide cylinder 16,

После прохождени поршнем 7 клапана диаметрального сечени канала ствола 1 поршень 7 затормаживаетс до определенной скорости при взаимодействии с набором тормозных демпферов 9 и масс 10. После присоединени поршнем 7 всех демпферов 9 и масс 10 последние этим поршнем поджимаютс к крышке 19 цилиндра 6 с определенным усилием. В общем случае демпферы могут иметь упруго-пластичную силовую характеристику деформировани , поэтому после их сжати поршнем 7 их потенциальна энерги может привести к отскоку поршн 7 (движение в обратном направлении), что может привести к нару- шению режима истечени газа из камеры 4 в канал 1, в конечном счете это могло бы привести к искажению расчетных параметров испытательной нагрузки. Однако этого не произойдет, так как е начальном периоде поршень 7 поджимаетс к демферам силой давлени газа со стороны камеры 4, а при уменьшении давлени газа в последней до определенной величины начинаетс процесс истечени газа из емкости 11, выпол- ненной в запорном органе 7 клапана, через сопло 12. Это истечение создает дополнительное усилие поджати поршн к демпфирующим элементам, преп тству отскоку поршн 7.After the piston 7 of the valve passes the diametrical section of the bore 1, the piston 7 is braked to a certain speed when interacting with a set of brake dampers 9 and masses 10. After the piston 7 has attached all the dampers 9 and masses 10, the latter are pressed by this piston to the cover 19 of the cylinder 6 with a certain force. In the general case, the dampers can have an elastic-plastic deformation power characteristic, therefore, after being compressed by the piston 7, their potential energy can lead to a rebound of the piston 7 (moving in the opposite direction), which can lead to a violation of the outflow of gas from the chamber 4 into the channel 1, ultimately this could lead to a distortion of the calculated parameters of the test load. However, this will not happen, because during the initial period the piston 7 presses against the dampers by the force of gas pressure from the chamber 4 side, and when the gas pressure in the latter decreases to a certain value, the outflow of gas from the tank 11, performed in the valve block 7, begins through the nozzle 12. This outflow creates an additional force to press the piston to the damping elements, preventing the rebound of the piston 7.

После окончани цикла нагружени издели 3 отскок поршн 7 возможен, но он уже не приведет к нарушению режима истечени газа из камеры 4. Величина реактивной силы, действующей на поршень 7, и закон ее изменени во времени определ ютс величиной начального давлени газа в емкости 11, площадью проходного сечени сопла 12 (его параметрами), величиной емкости 11, а также противодавлением газа со стороны камеры 4.After the end of the loading cycle of the product 3, a rebound of the piston 7 is possible, but it will no longer disturb the outflow of gas from chamber 4. The magnitude of the reactive force acting on the piston 7 and the law of its variation with time are determined by the value of the initial gas pressure in the tank 11, the area of the flow area of the nozzle 12 (its parameters), the size of the tank 11, as well as the back pressure of the gas from the side of the chamber 4.

В стенде отсутствует необходимость выполнени регулировочных работ в тормозной системе клапана, поскольку сила, преп тствующа отскоку поршн 7 клапана в периоде истечени газа из камеры 4 в полость 5 ствола 1, создаетс автоматически . В результате упрощаетс обслуживание стенда.In the stand, there is no need to perform adjustment work in the brake system of the valve, since the force preventing the piston 7 of the valve from rebounding during the outflow of gas from the chamber 4 into the cavity 5 of the barrel 1 is generated automatically. As a result, stand maintenance is simplified.

Claims

Claims for shock testing, comprising a barrel with a piston mounted therein for securing the product, a high pressure chamber, a normally closed quick-acting valve for communicating the piston barrel cavity with a high pressure chamber and including a trigger mechanism installed in the guide cylinder and means braking of the closure member, in that, in order to simplify maintenance by eliminating the need to adjust the braking means when changing pressure and in the high-pressure chamber, the valve closure member is designed as a container communicated with the high-pressure chamber through at least one nozzle.