Устройство для предотвращения повторного удара подвижной платформы ударного испытательного стенда

Союз СоветскихСоциапистичесиихРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 678937.7(088.8) по делам изооретеиий и открытий(5 т) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЦЕНИЯ ПОВТОРНОГО УДАРА ПОДВИЖНОЙ ПЛАТФОРМЫ УДАРНОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА1Изобретение относится к испытательной технике, в частности к ударным стендам, а именно к устройствам для предотвращения повторного удара подвижной платформы ударного стенда.Известно устройство, содержащее установленную в механизме привода ( подьема ) платформы электромагнитную муфту, включающую привод после удара платформы об амортизатор, и выключатель, подающии сигнал на включе- . ние муфты 1 1 1,Недостатком устройства является то, что вследствие разности скоростей подьема платформы и ее отскока изделие поавеогается воздействию дополнительной отрицательной перегрузки, что снижает точность испытаний.Наиболее близким по техническому существу к изобретению является устройство для предотвращения повторного удара подвижной платформы ударного испытательного стенда, содержа 2щее тормоз и систему управления тормозом, включающую датчик и подключен;ную к нему линию задержки2 1.В этом устройстве используетсядатчик положения платформы, срабатывающий непосредственно перед соударением платформы с амортизатором,Линия задержки настраивается такимобразом, цтобы тормоз включался послеотскока платформы на определеннуювысоту.Для того, цтобы при торможенииплатформы на испытуемое изделие недействовала отрицательная, перегрузка, торможение платформы должно осуществляться в верхней точке отскока, Так как начальная скорость отскока не может быть задана с высокойточностью, то и не может быть прак тически осуществлена такая настройкалинии задержки, которая обеспечивала бы указанное выше условие торможения. Вследствие этого при использовании известного устройства не3 678937исключается воздействие на испутемое изделие отрицательной перегрузки, что обусловливает.недостаточную точность испытаний.Целью изобретения является повышение точности испытаний.Для достижения поставленной цели в устройстве в качестве датчика использован акселерометр, установленный на платформе, а линия задержки 10 выполнена в виде .электрически соединенных между собой операционного усилителя, нуль-органа, интегратора, источника опорного напряжения, выпрямителя, запоминающего элемента форми 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 нуль- органа соединен с выходом источника опорного напряжения, входы Формирова телей переднего и заднего фронтов импульса подключены к выходу нуль- органа, выходы формирователей переднего и заднего фронтов импульса соединены соответственно с разрядным ,ключом и запускающим входом генера-" тора пилообразного напряжения, выход интегратора через выпрямитель связан с запоминающим элементом, подключенным к разрядному ключу и первому35 входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход компаратора сцязан с тормозом.На Фиг,1 представлена блок-схема40 предложенного устройства; на фиг.2 временная диаграмма напряжений в отдельных точках приведенной на фиг,1 блок-схемы.Устройство содержит установленный45 на платформе ударного стенда датчикакселерометр 1 (например пьезоэлектрического типа ) для измерения ударного импульса, подключенную к нему через предварительный усилитель 2 и фильтр 3 линию задержки, состоящую5 О из операционного усилителя 1 и интегратора 5, нуль-органа 6, выход которого подключен к входам формирователей 7 и 8 импульсов переднего и заднего Фронтов импульса соответственно,55 разрядного ключа 9, гене ра тора 10 и и-./лообразного напряжения, компаратора 11. выпрямителя 12, запоминающего 4элемента 13, источника 11 опорногс 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 напрлжения, 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 Ч . Участок аб соответствует активному этапу удара, при котором ускорение, развиваемое подвижной платформой, увеличиваетсл 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 устраняютсл колебания, наложенные на импульс вследствие дребезга, различных помех и т.п. Далее импульс ускорения усиливается операционным усилителем (см. Фиг. 2,б ) и подается на пер-вый вход нуль-органа 6, второй вход которого соединен с источником 14 опорного напряжения. На выходе нуль-органа 6 формируетсл прлмоугольный импульс, длительность которого равна длительности измеряемого ударного импульса ( см.фиг.2,в ), С выхода нуль-органа 5 прямоугольный импульс подается на Формирователи 7 и 8, на выходах которых при этом Формируются короткие импульсы, временное поло жение которых соответствует переднему и заднему фронтам измеряемого ударного импульса (см. Фиг.2,г и д ). Импульс ускорения с выхода фильтра 3, поступающий на вход операционного усилителя 1, одновременно подается на интегратор 5, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный скорости подвижной платформы ударной5 67893 установки. Форма выходного сигнала интегратора 5 показана на фиг.2,е. Этот сигнал выпрямляется выпрямителем 12 и поступает на запоминающий элемент 13, на выходе которого образуется постоянное напряжение, величина которого соответствует конечной скорости Чк подвижной платформы, Форма сигналов на выходах выпрямителя 12 и запоминающего 10 элемента 13 показана соответственно на фиг.2, ж и з. Величина конечной скорости Чк подвижной платформы определяется из выражения8 15 Устройство для предотвращения повторного удара подвижной платформыударного испытательного стенда, содержащее тормоз и систему управлениятормозом, вклюцающую датчик и подключенную к нему линию задержки,о т л и ц а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности испытаний, в качестве датчика использованакселерометр, установленный на платформе, а линия задержки выполненав виде электрицески соединенных междусобой операционного усилителя, нульоргана, интегратораисточника опорного напряжения, выпрямителя, запоминающего элемента, формирователейпереднего и заднего фронтов импульса, разрядного ключа, генераторапилообразного напряжения и компаратора, при этом входная шина линиизадержки соединена с входом интегратора и операционного усилителявыход которого связан с первым входом нуль-органа, второй вход нуль-органасоединен с выходом источника опорно"го напряжения, входы формирователяпереднего и заднего фронтов импульса подключены к выходу нуль-органа,выходы формирователей пеоеднего изаднего фронтов импульса соединенысоответственно с разрядным ключоми запускающим входом генератора пилообразного напряжения, выход интегратора через выпрямитель связан с запоминающим элементом, подключенным кразрядному ключу и первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход компаратора связан с тормозом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 191862, кл. С 01 М 7/ОО, 19612. Патент США Н 3103116,кл.73-12, 1963. 35 кй) д 1,еиОгде К(с) - закон изменения перегрузки; 20с - ускорение свободного падения.Для улучшения точности срабатывания перед нацалом процесса запоминания величины скорости Ч выход запоминаащего элемента 13 подключаетсяк,земляной шине разрядным ключом 9,который срабатывает при подаче сигнала с формирователя 7 переднего фронта импульса, Благодаря подключениювыхода запоминающего элемента 13 кземляной шике осуществляется предварительное "обнуление" запоминающего элемента 13,в результате чеговыходное напряжение на элементе 13весьма тоцно соответствует велицинескорости Чк . Выходной сигнал с запоминающего элемента 13 поступает наодин из входов компаратора 11, надругой вход которого подается линейно 40нарастающее напряжение с выхода генератора 10, работающего в режиме ждущего запуска импульсом с формирователя 8, Запуск генератора 10 происходит в момент начала отскока подвижной платформы. Форма выходного напряжения генератора 10 показана нафиг.2,и; Скорость нарастания выходного напряжения генератора 10 выбирается пропорционально велицине с 50Как только линейно нарастающее напряжение достигается значения==Чккомпаратор 11 формирует на выходе импульсный сигнал 1,см.фиг.2,к ),который. поступает на вход тормоза15, и подвижная платформа ударногоиспытательного стенда фиксируется.фиксация подвижной платформы про/ 7 6исходит 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. Формула изобретения