SU678937A1 - Устройство дл предотвращени повторного удара подвижной платформы ударного испытательного стенда - Google Patents

Description

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к ударным стендам, а именно к устрой- ствам для предотвращения повторного удара подвижной платформы ударного стенда. ⁵

Известно устройство, содержащее установленную в механизме привода (подъема ) платформы электромагнитную муфту, включающую привод после удара ₁₀ платформы об амортизатор, и выключатель, подающий сигнал на включе-ние муфты С 1 ].

Недостатком устройства является то, что вследствие разности скорое- j₅ тей подъема платформы и ее отскока изделие подвеогается воздействию дополнительной отрицательной перегрузки, что снижает точность испытаний.

Наиболее близким по техническому 20 существу к изобретению является- устройство для предотвращения повторного удара подвижной платформы ударного испытательного стенда, содержа2 щее тормоз и Систему управления тормозом, включающую датчик и подключенную к нему линию задержки [2].

В этом устройстве используется датчик положения платформы, срабатывающий непосредственно перед соударением платформы с амортизатором. Линия задержки настраивается таким образом, чтобы тормоз включался после отскока платформы на определенную высоту.

Для того, чтобы при торможении платформы на испытуемое изделие не действовала отрицательная .перегрузка, торможение платформы должно осуществляться в верхней точке отскока. Так как начальная скорость отскока не может быть задана с высокой точностью, то и не может быть практически осуществлена такая настройка линии задержки, которая обеспечивала бы указанное выше условие торможения. Вследствие этого при использовании известного устройства не исключается воздействие на испутемое изделие отрицательной перегрузки, что обусловливает/недостаточную точность испытаний.

Целью изобретения является повы- « шение точности испытаний.

Для достижения поставленной цели в устройстве в качестве датчика использован акселерометр, установленный на платформе, а линия задержки и выполнена в виде электрически соединенных между собой операционного усилителя, нуль-органа, интегратора, источника опорного напряжения, выпрямителя, запоминающего элемента форми- 1 рователей переднего и заднего фронтов импульса, разрядного ключа, генератора пилообразного напряжения и компаратора, при этом входная шина линии задержки соединена с входом ? интегратора и операционного усилителя, выход которого связан с первым входом нуль-органа, второй вход нульоргана соединен с выходом источника опорного напряжения, входы формирова-₂ телей переднего и заднего фронтов импульса подключены к выходу нульоргана, выходы формирователей переднего и заднего франтов импульса соединены соответственно с разрядным ₃ ключом и запускающим входом генерал тора пилообразного напряжения, выход интегратора через выпрямитель связан с запоминающим элементом, подключенным к разрядному ключу и первому входу компаратора,’второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход компаратора связан с тормозом.

На фиг.1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг.2 временная диаграмма напряжений в отдельных точках приведенной на фиг.1 блок-схемы.

Устройство содержит установленный на платформе ударного стенда датчик'акселерометр 1 (например пьезоэлектрического типа) для измерения ударного импульса, подключенную к нему через предварительный усилитель 2 и фильтр 3 линию задержки, состоящую ^! из операционного усилителя 4 и интегратора 5, нуль-органа 6, выход которого подключен к входам формирователей 7 й 8 импульсов переднего.и заднего фронтов импульса соответственно, ^! разрядного ключа 9> генератора 10 пилообразного напряжения , компаратора 11. выпрямителя 12, запоминающего элемента 13, источника 14 опорного напряжения, и тормоз 15. Акселерометр 1 и подключенная к нему через предварительный усилитель 2 и фильтр 3 линия задержки образует систему управления тормозом 15.

Устройство работает следующим образом.

При 'свободном падении платформы на выходе акселерометра 1, установленного на платформе, возникает импульс напряжения, пропорциональный ускорению (см.фиг.2,а ). Участок оа на графике (см.фиг.2,а) соответствует разгону подвижной платформы с установленным на ней испытуемым изделием с равноускоренным движением под действием силы тяжести до скорости V_K . Участок аб соответствует активному этапу удара, при котором ускорение, развиваемое подвижной платформой, увеличивается до максимальной величины. Участок бв соответствует пассивному этапу удара, при котором происходит изменение ускорения от максимального до нуля. Участок вг соответствует отскоку подвижной платформы с равнозамедленным движением под действием силы тяжести.

Вырабатываемый акселерометром 1 импульс напряжения, показанный на фиг.2, а, проходит через предварительный усилитель 2 и фильтр 3, в результате чего устраняются колебания, наложенные на импульс вследствие дребезга, различных помех и т.п.' Далее импульс ускорения усиливается операционным усилителем 4 (см. фиг. 2,6 ) и подается на пер- ’ вый вход нуль-органа 6, второй вход которого соединен с источником 14 опорного напряжения. На выходе нуль-органа 6 формируется прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности измеряемого ударного импульса (см.фиг.2,в ). С выхода нуль-органа β прямоугольный импульс подается на формирователи 7 и 8, на выходах которых при этом формируются короткие импульсы, временное положение которых соответствует переднему и заднему фронтам измеряемого ударного импульса (см. фиг.2,г ид). Импульс ускорения, с выхода фильтра 3, поступающий на вход операционного усилителя 4, одновременно подается на интегратор 5, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный скорости подвижной платформы ударной установки. Форм? выходного сигнала интегратора 5 показана на фиг.2,е. Этот сигнал выпрямляется выпрямителем 12 и поступает на запоминающий элемент 13, на выходе которого 5 образуется постоянное напряжение, величина которого соответствует конечной скорости V_K подвижной платформы. Форма сигналов на выходах выпрямителя 12 и запоминающего Ю элемента 13 показана соответственно на фиг.2, ж-и з. Величина конечной скорости Х/_к подвижной платформы определяется из выражения

15 ,ν J /V δ где K(t) - закон изменения neperрузки; 20 ςτ - ускорение свободного падения.

Для улучшения точности срабатывания перед началом процесса запоминания величины скорости выход за- 25 поминающего элемента 13 подключается к .земляной шине разрядным ключом 9, который срабатывает при подаче сигнала с формирователя 7 переднего фронта импульса. Благодаря подключению зо выхода запоминающего элемента 13 к земляной шине осуществляется предварительное обнуление запоминающего элемента 13,в результате чего выходное напряжение на элементе 13 ₃₅ весьма точно соответствует величине скорости V_K. Выходной сигнал с запоминающего элемента 13 поступает на один из входов компаратора 11, на другой вход которого подается линейно₄₀ нарастающее напряжение с выхода генератора 10, работающего в режиме ждущего запуска импульсом с формирователя 8. Запуск генератора 10 происходит в момент начала отскока подвиж- ₄₅ ной платформы. Форма выходного напряжения генератора 10 показана на фиг.2,и; Скорость нарастания выходного напряжения генератора 10 выбирается пропорционально величине ₅₀

Как только линейно нарастающее напряжение достигается значения = =V_Kкомпаратор 11 формирует на выходе импульсный сигнал (см.фиг.2,к ), который, поступает на вход тормоза _J5 15, и подвижная платформа ударного испытательного стенда фиксируется. Фиксация подвижной платформы про исходит весьма строго в тот момент, когда скорость подвижной платформы после ее отскока от амортизатора становится равной нулю.

Этим достигают устранение действия на изделие отрицательной перегрузки и, следовательно, повышение точности испытаний.

Claims (2)

1. (5t) УСТРОЙСТВО дл  ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОВТОРНОГО УДАРА ПОДВИЖНОЙ ПЛАТФОРМЫ УДАРНОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА 367 исключаетс  воздействие на испутемое изделие отрицательной перегрузки, что обусловливает: недостаточную точность испытаний. Целью изобретени   вл етс  повышение точности испытаний. Дл  достижени  поставленной цели в устройстве в качестве датчика использован акселерометр, установленный на платформе, а лини  задержки выполнена в виде .электрически соединенных между собой операционного усилител , нуль-органа, интегратора, источника опорного напр жени , в ыпр мител , запоминающего элемента форми рователей переднего и заднего фронтов импульса, разр дного ключа, гене ратора пилообразного напр жени  и компаратора, при этом входна  шина линии задержки соединена с входом интегратора и операционного усилител , выход которого св зан с первым входом нуль-органа, второй вход нуль органа соединен с выходом источника опорного напр жени , входы формирова телей переднего и заднего фронтов импульса подключены к выходу нульоргана , выходы формирователей переднего и заднего фронтов импульса соединены соответственно с разр дным ключом и запускающим входом генератора пилообразного напр жени , выход интегратора через выпр митель св зан с запоминающим элементом, подключенным к разр дному ключу и первому входу компаратора,второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напр жени , а выход компаратора св зан с тормозом. На фиг.1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг,2 временна  диаграмма напр жений в отдельных точках приведенной на фиг.1 блок-схемы. Устройство содержит установленный на платформе ударного стенда даТчик акселерометр 1 например пьезоэлектрического типа) дл  измерени  ударно го импульса, подключенную к нему через предварительный усилитель 2 и фильтр 3 линию задержки, состо щую из операционного усилител  и интегратора 5, нуль-органа 6, выход кото рого подключен к входам формирователей 7 и 8 импульсов переднего.и задн го фронтов импульса соответственно, разр дного ключа Э, генератора 10 пи лообразного нап.р жени , компаратора 11. выпр мител  12, запоминающего элемента 13, источника Н опорного напр жени , и тормоз 15- Акселерометр 1 и подключенна  к нему через предварительный усилитель фильтр 3 лини  задержки образует систему управлени  тормозом 15. Устройство работает следующим образом . При -свободном падении платформы на выходе акселерометра 1, установленного на платформе, возникает импульс напр жени , пропорциональный ускорению {см.фиг. ). Участок оа на графике (см.фиг.2,а соответствует разгону подвижной платформы с установленным на ней испытуемым изделием с равноускоренным движением под действием силы т жести до скорости Vj . Участок аб соответствует активному этапу удара, при котором ускорение, развиваемое подвижной платформой, увеличиваетс  до максимальной величины . Участок бв соответствует пассивному этапу удара, при котором происходит изменение ускорени  от максимального до нул . Участок вг соответствует отскоку подвижной платформы с равнозамедленным движением под действием силы т жести. Вырабатываемый акселерометром 1 импульс напр жени , показанный на фиг.2, а, проходит через предварительный усилитель 2 и фильтр 3, в результате чего устран ютс  колебани , наложенные на импульс вследствие дребезга, различных помех и т.п. Далее импульс ускорени  усиливаетс  операционным усилителем (см. фиг. 2,6 ) и подаетс  на первый вход нуль-органа 6, второй вход которого соединен с источником 14 опорного напр жени . На выходе Нуль-органа 6 формируетс  пр моугольный импульс, длительность которого равна длительности измер емого ударного импульса (см.фиг.2,в ). С выхода нуль-органа б пр моугольный импульс подаетс  на формирователи 7 и 8, на выходах которых при этом формируютс  короткие импульсы, временное поло жение которых соответствует переднему и заднему фронтам измер емого ударного импульса (см. фиг.2,г ид. Импульс ускорени , с выхода фильтра 3, поступающий на вход операционного усилител  k, одновременно подаетс  на интегратор 5 на выходе которого образуетс  сигнал, пропорциональный скорости подвижной платформы ударной установки. Форм выходного сигнала интегратора 5 показана на фиг.2,е. Этот сигнал выпр мл етс  выпр мителем 12 и поступает на запоминающий эле71ент 13, на выходе которого образуетс  посто нное напр жение, величина которого соответствует конечной скорости V( подвижной платформы . Форма сигналов на выходах выпр мител  12 и запоминающего элемента 13 показана соответственно на фиг.2, жи 3. Величина конечной скорости V подвижной платформы определ етс  из выражени  8 K(t)dt, где K(t) - закон изменени  перегруз ки; ( - ускорение свободного падени . Дл  улучшени  точности срабатыва ни  перед началом процесса запомина ни  величины скорости VK выход запоминающего элемента 13 подключаетс к .земл ной шине разр дным ключом 9 который срабатывает при подаче сигн ла с формировател  7 переднего фрон та импульса. Благодар  подключению выхода запоминающего элемента 13 к земл ной шине осуществл етс  предварительное обнуление запоминающего элемента 13iB результате чего выходное напр жение на элементе 13 весьма точно соответствует величине скорости V, . Выходной сигнал с запоминающего эле-мента 13 поступает н один из входов компаратора 11, на другой вход которого подаетс  линей нарастающее напр жение с выхода ген ратора 10, работающего в режиме жду щего запуска импульсом с формироват л  8. Запуск генератора 10 происходит в момент начала отскока подвижной платформы. Форма выходного напр жени  генератора 10 показана на фиг.2,и: Скорость нарастани  выходного напр жени  генератора 10 выбир етс  пропорционально величине . Как только линейно нарастающее напр жение достигаетс  значени  Уцкомпаратор 11 формирует на выходе импульсный сигнал (см.фиг.2,к }, который, поступает на вход тормоза 15, и подвижна  платформа ударного испытательного стенда фиксируетс . Фиксаци  подвижной платформы проИСХОДИТ весьма строго в тот момент, когда скорость подвижной платформы после ее отскока от амортизатора становитс  равной нулю. Этим достигают устранение действи  на изделие отрицательной перегрузки и, следовательно, повышение точности испытаний. Формула изобретени  Устройство дл  предотвращени  повторного удара подвижной платформы ударного испытательного стенда, содержащее тормоз и систему управлени  тормозом, включающую датчик и подключенную к нему линию задержки, отличающеес   тем, что, с целью повышени  точности испытаний , в качестве датчика использован акселерометр, установленный на платформе , а лини  задержки выполнена в виде электрически соединенных между собой операционного усилител , нульоргана , интегратора,.источника опорного напр жени , выпр мител , запоминающего элемента, формирователей переднего и заднего фронтов импульса , разр дного ключа, генератора пилообразного напр жени  и компаратора , при этом входна  шина линии задержки соединена с входом интегратора и операционного усилител  выход которого св зан с первым входом нуль-органа,второй вход нуль-органа соединен с выходом источника опорного напр жени , входы формировател  переднего и заднего фронтов импульса подключены к выходу нуль-органа, выходы формирователей переднего и заднего фронтов импульса соединены соответственно с разр дным ключом и запускающим входом генератора пилообразного напр жени , выход интегратора через выпр митель св зан с запоминающим элементом, подключенным к разр дному ключу и первому входу компаратора , вторйй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напр жени , а выход компаратора св зан с тормозом. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР W 191862, кл. G 01 М 7/00, 1961.
2. 2.Патент США f ЗЮЗПб, кл.73-12, 1963.

   uz1

   О