Устройство для испытания и контроля машин ударного действия

/00, 1974,ьство СССРО, 1976,ЫТАНИЯ О ДЕЙСТци бокьис- ус В корпусе 1 устройс линдрическая полость 2, чим агентом, в которой у 3, соединенный с рабочи пытываемой машины (к содержит нагнетательнь ленным в нем обратным ной канал б, в кото дроссель 7, Устройство аккумуляторы 8 и 9, сооб тательным и сливным ва выполнена к испытанию ожет быть исабочего инстроля энергии заполненная растаковлен поршем икструмектоме показан), Корпй канал 4 сустанклапаном 5 и слром расположимеет пневмогид шение точноытаний,ввенощающиеся с нагнеканалами, между ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(54) У С Т Р О И С Т В О Д Л Я И С ПИ КОНТРОЛЯ МАШИН УДАРНОГВИЯ(57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для испытания машин ударного действия, Цель - повышение точности и произв-сти испытаний, В цилиндрической полости 2 корпуса 1 устр-ва, заполненной жидкостью, расположен поршень 3 со штоком. Для подачи в полость 2 жидкости в корпусе 1 выполнен нагнетательный канал (К) 4 с установленным в нем обратным клапаном 5 и сливной К б с дросИзобретение относится машин ударного действия и пользовано для нагружения румента этих машин и кон удара,Цель изобретекия - пов сти и производительности ис На чертеже схематически представленустройство для контроля машины ударногдействия,селем 7. Между собой К 4 и б сообщены посредством вьполненкого в корпусе 1 дсполнительного К с переливкым клапаном 10, С К 4 и б связакь; пневмогидроаяумуляторы (ПГА) 8 и 9, В К 4 установгек теплообменник 11, В полости 2 размещен датчик 12 давления и связан с регистратор 15 сигналов в виде счетчика импульсов посредством последовательно установленных между кими в измерительной цепи усилителя 13 сигналов и порогового элемента 14. Под действием ударов, передаваемых пороко 3 в полости 2, жидкость сжимается и часть ее выдавливается через дроссель 7. Под действием повышенного давления датчик 12 вырабатывает сигнал, пропорциональный энергии удара и передаваемый ка регистратор 15, Выдавливаемая чеоеэ дроссель 7 жидкость попадает в К б, запить,вая ПГА 9, Затем жидкость проходит через теплообменник 11 и заканчивается в К 4. Совместное действие клапана 10 и ПГА 8 поддерживает предударное давлеие кидкости постоянным перед каждым ударом.1 з.п,ф-лы, 1 ил, 16419885 10 15 20 25 30 35 40 45 50 с 5 которыми расположен дополнительный канал с переливным клапаном 10. В сливной линии устройства установлен теплообменник 11, Измерительная цепь устройства состоит из установленного в полости цилиндра датчика давления 12, усилителя 13 сигналов, порогового элемента 14 и регистратора 15 сигналов, Регистратор 15 может быть выполнен в виде счетчика импульсов. Устройство работает следующим образом.От гидронасоса (не показан) в устройство подается жидкость, которая запитывает полость 2 и гидроаккумулятор 8, причем расход жидкости через нагнетательную линию больше, чем расход через дроссель 7, При включении испытываемой машины по инструменту последней наносят удары, которые передаются поршню 3. Под действием ударов находящаяся в полости 2 жидкость снимает и ее давление возрастает, эд счет чего часть ее выдавливается через дроссель 7. Значение давления жидкости /ее максимума/, возросшего под действием удара, соответствует энергии удара машины. Под действием повышенного давления датчик 12 вырабатывает сигнал, напряжение которого пропорционально давлению жидкости в энергоприемнике, а значит и энергии удара, Этот сигнал усиливается и поступает на вход порогового элемента 14, который работает как логический элемент сравнения, Подаваемое на него пороговое напряжение О сравнивается с напряжением О сигнала, прошедшего от усилителя. При равенстве напряжений О и О или в случае превышения величины исследуемого напряжения над пороговым значением элемент 14 срабатывает и выдает сигнал, к "торый фиксируется регистратором. При от;,утствии сигнала на входе порогового элемента 14 или при условии ОО элемент "4 не срабатывает и регистратор не вклюф;ается.Выдавливаемая через дроссель 7 жидкость попадает в сливной канал 6, запитывая при этом пневмогидроаккумулятор 9, стабилизирующий давление на сливе. Энергия удара расходуется на сжатие жидкости и ее дросселирование через отверстия. Поэтому часть энергии переходит в тепло, нагревая жидкость, Для поддержания температуры жидкости в требуемых пределах жидкость из сливного канала поступает в теплообменник 11, в который подается охлаждающий агент с постоянной температурой. Прошедшая через теплообменник жидкость попадает в бак(не показан), откуда гидронасосом закачивается в нагнетательный канал 4, Давление в канале 4 с помощью переливного клапана 10 поддерживается постоянным, что способствует устойчивой работе пневмогидроаккумулятора 8 в заданном режиме и стабилизирует параметры подаваемой жидкости перед каждым ударом, Так как между ударами (после снятия ударной нагрузки на энергоприемник) давление жидкости в полости 2 падаетблагодаря чему открывается обратный клапан 5 и жидкость в полости 2 восстанавливается подпиткой ее с помощью гидронасоса и пневмогидроаккумулятора. При этом поршень 3 возвращается в исходное положение, после чего устройство готово воспринимать следующий удар. Пневмогидроаккумулятор 8 служит для быстрого возврата поршня 3 и для выравнивания колебаний давления в полости 2, вызванных ударом, Совместное действие переливного клапана 10 и пневмогидроаккумулятора 8 поддерживает пред- ударное давление жидкости постоянным перед каждым ударом. Подаваемая насосом. охлажденная жидкость в полости 2 перемешивается с находящейся в ней жидкостью, благодаря чему регулируется температурный баланс, В виду того, что в данном устройстве используется свойство сжимаемости жидкости для имитации реальных нагрузок, при которых единичное внедрение составляет 0,5 - 1,5 мм (при максимальной силе 100 - 200 кН), то начальная длина полости 1 составляет 10.30 мм, в зависимости от крепости имитируемой породы. В этом случае через 2030 циклов (или ударов)жидкость в полости 2 может быть полностью обновлена. В результате таких действий свойства жидкости перед каждым ударом практически не изменяются. Благодаря этому стабилизируется создаваемая нагрузка на рабочий инструмент, а также режим работы машины, влияние на который энергоприемник оказывает через отраженный импульс, так как амплитуда отраженного импульса равна разности амплитуды падающего импульса, формируемого при ударе по рабочему инструменту, и силы взаимодействия с обрабатываемым материалом (или силы сопротивления жидкости перемещению поршня). Поэтому стабилизируя силу сопротивления, поддерживается стабильной работа самой испытываемой машины. Так как свойства жидкости (давление и температура) перед каждым ударом практически не изменяются, то давление жидкости в полости 2 зависит только от величины ударной энергии, развиваемой испытываемой машиной, Значит по величине давления жидкости в энергоприемнике можно судить об энергии удара, т.е. на данном устройствеможно получить стабильные электрические сигналы от датчика давления, на величину напряжения которых не влияют свойства жидкости.Определение энергии удара осуществляются следующим образом. Вырабатываемый датчиком давления 12 электрический сигнал, напряжение которого пропорционально энергии удара, поступает на усилитель 13. В начальный момент устанавливается такой коэффициент усиления, чтобы напряжение 0 усиленного сигнала было меньше опорного (порогового) напряжения Оо, В таком случае пороговый элемент 14 не срабатывает и регистратор 15 не включается. Плавно увеличивая масштабный коэффициент усиления (например, с помощью переменного сопротивления), добиваются момента, когда Оа = Оо; при этом пороговый элемент 14 переключается и на его выходе вырабатывается сигнал правильной формы (логическая единица), поступающий на регистратор 15, о чем последний мгновенно сигнализирует. Поэтому увеличение напряжения ведется до момента срабатывания регистратора 15. Так как напряжение сигнала от датчика 12 соответствует энергии удара, то ввиду того, что пороговое напряжение элемента 14 - постоянная величина, то каждому масштабному коэффициенту усиления соответствует определенное значение энергииудара, Следовательно, усилием сигнала добиваются срабатывания порогового элемента, о чем судят по сигналу регистратора 15 (например, перевод частотомера в состояние счета, что означает равенство О и Оо. Так как изменение усиления сигнала осуществляется вращением рукоятки усилителя 13, то предварительно оттарированные положения этой рукоятки позволяют.по подготовленной шкале оперативно и точно определять энергию удара, Если в качестве регистратора применяется счетчик, например, частотомер Ч 3-57, то при срабатывании порогового элемента 14 на табло частотомера начинается индикация количества пришедших сигналов. Определив число сигналов, формируемых ударами в единицу времени, находится частота ударов машины,Предложенное устройство может быть использовано при выполнении различных производственных или исследовательских . работ. Так, на заводах-изготовителях важно знать: соответствует ли энергия удара. вырабатываемая машиной определенным техническим требованиям, т,е. будет ли энергия выше минимального допустимого значения, необходимого для разрушения породы. Если рукоятку усиления напряже 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55ния на усилителе 13 зафиксировать в положении, которое определяет минимально допустимое значение энергии (настройку на нее можно произвести эталонной машиной ударного действия), то регистратор 15 будет срабатывать лишь при условии, если испытываемая машина вырабатывает энергию удара, большую минимально допустимого значения. По работе регистратора 15 можно судить о соответствии машины предъявляемым требованиям, При такай работе устройства (при фиксированном положении рукоятки усилителя 13) любое напряжение сигналов, вырабатываемых датчиком 12, усиливается с одним и тем же масштабным коэффициентом усиления, Так как напряжения сигналов от датчика 12 пропорциональны энергии удары, то при значениях последней меньше минимально допустимого значения, усиленные сигналы не достигают пороговой величины напряжения и на регистратор 15 сигналы не поступают(он не работает). Если энергия удара равна (больше) минимальному значению, то напряжение, усиленное во столько же раз, равно (больше) пороговому значению, а значит пороговый элемент 14 срабатывает и регистратор 15 начинает отсчет сигналов; само срабатывание регистратора указывает на соответствие энергии удара предъявляемым требованиям.Эффективность предлагаемого устройства проявляется при проведении ресурсных испытаний и исследовательских работ, Так, например, при необходимости определить время наработки машины до момента снижения ее энергии удара ниже технологически необходимого уровня, проводятся ресурсные испытания, Проведение таких испытаний с помощью данного устройства допускается благодаря тому, что рабочий объем цилиндрической полости 2, заполняемой жидкостью, не изменяется (так как постоянно подпитывается насосом и пневмогидроаккумулятором), а физические свойства жидкости благодаря применению переливного клапана 10 и теплообменника 11 поддерживаются постоянными от удара к удару. В результате этого параметры нагрузки на рабочий инструмент остаются стабильными независимо от продолжительности испытаний, а значит давление жидкости при ударе и электрический сигнал от датчика давления также соответствуют энергии удара, Измерительную цепь (величину коэффициента усиления) настраивают на заданный уровень энергии удара. Момент снижения формируемой ударной энергии ниже этого уровня (усиленный сигнал перестает достигать порогового напряже1 5419 П( Формула изобретения Составитель Е, С 1 ол бцов Редактор Б,Трубченко Техред М.Морге 11 тал ,Орре;(тор М.Са 1 борска1 1; -,1 ЫС Н Ое ете 1 Ням и Открытиям пр,ыская н:.16., 4/5 аказ 1427 1 ираж 315 БНИИГРЛ Государственною комитета по изоб 113035, Москва, л(-35, Рась,НТ СССР О-издательский комбинат "Патен 1" Г Угк(ород, сл,Гагарина ния) фиксируется регистратором можно ви зуально или звуком), Т,е, можно точно, без неоправданных затрат времени на постоянный контроль, определять время наработки ударной машины, ресурс, связанный с износом основных узлов, что важно при проведении диагностики машин.В не(оторых машинах могут формироваться ударные, импульсы, несущие различную энергию, Проведение исследований с использованием данного устройства позволяет оперативно получить ста.1.истическу 1 О информацию об ударных импульсах, когда важно знать какую долю всех ударов составляют удары с заданным значением энергии, ДЛя ЭТОГО, НаЧИНая С МаЛОГО КОЗффИцЛ 8 Нта усиления, необходимо увеличить сигнал до момента первого срабатывания порогового элемента 14, на частомере высвечивается число ударов с максимальным: значением энергии, Дальнейшее увеличение коэффициента усиления до некоторого значения, которое соответствует новому 1,меньшему) значению энергии удара, позволит за тот же промежуток времени определить количество ударов с энергией, равной или превышающей установленное значение. Вы 1 итая из полученного результата предыдущее гоазание частотомеРа, нахоДЯт коли естгдо ударов, энергия которых 1;опадает в иссйе дуемый интервал, Аналогично пбдсчит,:вьется количество ударов для следу О ц(-О интервала изменив козффициен 1 у(:иления), Минимальное значение энергии удара определяется по моменту прохсжде 11 ия всех сигналов(при дальнейшем,силении нэ изменяется количество сигналов, поступивших на частотомер за тот же промежуток времени). Таким образом, предлагаемое устройство позволяет оперативно определить энергию каждого удара, установить закон распределения энергии по частоте ударов, а ПО МИНИМаЛЬНОМУ и МЭКС 1 МОЛЬНОМУ З 1 а 18- ниям энергии удара находите: усредненная 5 величина,1, Устоойст" О дйя исг;ыпга 1;ия (Я КО:;трпйя10 машин УДарнОГО Действия, содержащее корпус, В цыл 1 лндОической полосГи кстОООГО, за"полненной рабочим аг 81-:то 1.1, распол(1 х.8 нПООШ 8 НЬ СО 1 ОТ 6 .01.1, ВЫПОЛЬ 811 ный 8 КОРП.,Е ДЛЯ П Ода 1 Ы ь сИЛИ Н л О 1,ЬСКйа ПОЛ.,1 :15 рабОЧЕГО аГ 81,та 1 81.НЕТатЕЛ НЫй КаНаЛ г.СЛИВНОЙ Канай С, РосселэМ, .З 1 ЕРИТЗЛЬНУГОцепь с реГис Гоа Гором ,и Гналоз, О т л и ч а В"Гц е е с я тем, что, с ц 81 ь ю повыше:;ия то 11 ОСТИ и ПРГИЭБОДИ"Л НОС 1 д 1 С 1 ЫтссНИИ, ссТРОЯСТ20 во снабдк 81. О п 188118 "идоракк;мслятооами- е,сТе 1 ЛОООМ 811 НИ 1 814. Обра 1.ДЫМ 1(лаг 1 а 11 ОЬ 1, ДБТчиком дасл 8111;1, "сийи елем с 1 гналов ипороговым зл 8118 нтом, при зтам пневмогидроаккум,йя.орь: связаны с нагнета 25 тсльным и сйиьч ым (энайами, которыесообщены между собой Г 1 эсредством вьполнен 11 ОГО в корпу:8 дополнительного каналаС 118 РЕГ 11 ЛГ 11 дь 1 ( ,йсГ 1.,1 ОМ, а ООРаТНЫЙ Кйс 1 паНи .Геплооб 1 енны.( кт 81(овлень 1 соответст 30 Вс.н 11 О в н 1 нетьтельном и сливном 1(эндгэх,при этом дг Гчи 1 давления размещен в полоСТ 1 ц дЛИНдра и СВяэа 1 С О 8 ГИСтраТОМ СИГНЭ:Ов Г 1 осредством последовательноустановленных между ними в из 1 еритель 35 Ной ЦЕПИ ус 111 ытеля СИГНаЛОВ и ПорОГОВОГОэлемента, а в качестве рабсчего агента исПОЛ 1.ЗУ 8 ТСЯ;1(И П 1(ОСТЬ,2. Устройство ПО;1, о т л и ч а и щ 8 8 с я тем, Ч 1 о регистоатор выполнен в виде40 счетчика импульсов,