Стенд для динамических испытаний изделий

ПЮ П 1 ИХ РЕСПУБЛИ ЗСЮ С 01 М 7 Е ИЗОБРЕТЕСВИДЕТЕЛЬСТВУ ИСА АВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 4(56) 1. Приборы и системы для иэмерения вибраций, шума и. удара. Справочник, кн. 2, М., "Машиностроение",1978, с,340, рис, 6,2. Патент ФРГ 9 1194608, кл. 60-301959 (прототип),(54) (57)1;СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ, содержащий пневмоцилиндр, перегородку, разделяющуюнадпоршнеьую полость пневмоцилиндра:на две сообщающиеся через дрсссель=.ное отверстие камеры, стол для установки испытуемого иэделия, жесткосвязанный со щтоком поршня пневмоцилиндра, камеру высокого давления,отделенную от подпоршневой полости:запорным элементом, устройство управления запорным элементом и средства для регулирования параметров динамической нагрузки, о т л и ч а ю щ и йс я .тем, что, с целью расширения возможностей регулирования параметров динамической нагрузки, он снабжен жестко связанным со штоком вторым поршнем пневмоцилиндра, размещенным между перегородкой и столом, а устройство управления запорным элементом выполнено в виде жестко связанного с запорным элементом дополнительного поршня, образующего в камере высокого давления управляющую полость, которая сообщена с атмосферой магистралью с управляющим клапаном и регулируемым дросселем. С е 2. Стенд по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем исключения возможности самопроизвольного С срабатывания, поршневая полость сооб. щена с атмосферой через управляемый азапорный орган.Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания изделий на воздействие динамических нагрузок.Известен стенд для динамическихиспытаний иэделий, содержащий пневмоцилиндр, сообщенную с подпоршневойполостью пневмоцилиндра камеру высокого давления, жестко связанный с поршнемстол для установки испытуемого изделия, поршень имеет торцовое уплотне-. 10ние,взаимодействующее с днищем пневмоцилиндра, отделяющим его от камерывысокого давления, и хвостовик,перекрывающий отверстие в днище 11 .Недостатком этого стенда являетсятрудность технического осуществленияего пуска, который осуществляетсяпутем увеличения давления в камеревысокого давления.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсястенд .для динамических испытанийизделий, содержащий пневмоцилиндр,перегородку, разделяющую надпоршневую полость пневмоцилиндра на обесообщающиеся через дроссельное отверстие камеры, стол для установкииспытуемого изделия, жестко связанный со штоком поршня пневмоцилиндра,камеру высокого давления, отделеннуюот подпоршневой полости запорным30элементом, устройство управления. запорным элементом и средства длярегулирования параметров динамической нагрузки 2 .Недостатком этого стенда является Зуто, что толкающее усилие равняетсяразнице сил давления на поршеньпневмоцилийдрас двух сторон. Амплитуда ударного ускорения зависит,.таким образом, от соотношения давления в камере высокого давления инадпоршневой полости, что ограничивает возможности стенда. Кроме того,при взведенном положении системынеизбежны утечки через уплотнения,в результате чего в изолированном 45подпоршневом пространстве возможноповышение давления, что может вызватьсамопроизвольный пуск,Целью изобретения является расши-щ 0рение возможностей регулирования параметров динамической нагрузки иповышение надежности работы путемисключения воэможности самопроизвольного срабатывания.Поставленная цель достигаетсятем, что стенд для динамических испытаний изделий, содержащий пневмоцилиндр, перегородку, разделяющуюнадпоршневую полость пневмоцилиндрана две сообщающиеся через дроссель-. 60ное отверстие камеры, стол для уста.новки испцтуемого изделия, жесткосвязанный со штоком поршня пневмоцилиндра, каефу высокого давления,отделенную от подпоршневой полости я запорным элементом, устройство управления запорным элементом и средства дЛя регулирования параметров динамической нагрузки, снабжен жестко связанным со штоком вторым порюнем пневмоцилиндра, размещенным между перегородкой и столом, а устройство управления запорным элементом выполнено в виде жестко связанного с запорным элементом дополнительного поршня, образующего в камере высокого давления управляющую полоСть, которая сообщена с атмосферой магистралью с управляемым клапаном и регулируемым дросселем.Кроме того, подпоршневая полостьсообщена с атмосферой через управляемый запорный орган,Второй поршень вместе с первымобразуют в надпоршневой полости замкнутый объем, повышение давления вкотором не влияет на изменение тол-кающей силы. При этом амплитуда динамической нагрузки зависит толькоот давления в камере высокого давления, а изменение давления в надпоршневой полости между поршнями вли-яет на характеристики затуханиявозбуждающих колебаний при дросселировании газа через отверстие в перегородке пневмоцилиндра,На фиг, 1 изображен стенд для динамических испытаний изделий ф на Фиг. 2 - графики изменения усилий на поршни в зависимости от перемещения на Фиг. 3 - вид динамических воздействий, реализуемых на стенде.Стенд для динамических испытаний изделий содержит пневмоцилиндр 1 с перегородкой 2, разделяющей его надпоршневую полость на две сообщающиеся через дроссельное отверстие 3 камеры 4 и 5, стол 6 для установки испы. туемого изделия 7, жестко связанный со штоком 8 поршней 9 и 10 пневмоцилиндра 1, камеру 11 высокого давления, отделенную от подпоршневой полости 12 запорным элементом в виде клапана 13 с торцовым уплотнением 14, устройство управления запорным элементом, включающее дополнительный поршень 15, образующий управляющую 1 полость 16, магистраль, 17, управляемые клапаны 18 и 19 и регулируемый дроссель 20, и средство для регулирования параметров динамической нагрузки, вклкчающее источник давления не показан), трубопроводы 21 и 22 и винт 23 для изменения проходного сечения дроссельного отверстия 3. Подпоршневая полость 12 может сообщаться с атмосферой через запорный орган 24Перегородка 2 снабжена предохранительным амортизатором 2. Поршень 9 имеет торцовое уплотнение 26, а поршень 10 - уплотнение 27.Стенд работает следующим образом,В исходном положении поршни 9 и 10,а также дополнительный поршень 15находится в крайних нижних положениях, при этом поршень 9 нагружаетторцовое уплотнение 26,Подготовка стенда к работе осуществляется в следующем порядке.Сжатый газ подается от источникадавления (не показан) по трубопро-.воду 22 в камеру 5 и сообщающуюсяс ней через отверстие 3 камеру 4 - 10производится их зарядка до определенного давления. Затем по магистрали 17 газ высокого давления подается в полость 16, при этом клапан19 закрыт; дополнительный поршень 15 15перемещается в крайнее верхнее. положение и клапаном 13 изолирует подпоршневую полость от камеры 11 высокого давления, после чего по трубопроводу 21 производится зарядка камеры 11 до определенного давления.Стенд находится во взведенном положении - положение готовности к пуску,при котором неизбежны утечки черезуплотнения 14 и 26, что может привести к повышению давления в подпоршневой полости 12 и самопроизвольномупуску, поэтому при этом положениистенда запорный орган 24 открыт,соединяя подпоршневую полость 12 сатмосферой. 30Пуск производится следующим образом.Запорный орган 24 перекрывается,и открывается клапан 19 на магистрали 17. При этом сбрасывается давление в полости 16, и дополнительныйпоршень 15 под действием давленияв камере 11 высокого давления перемещается в крайнее нижнее положение,открывая доступ сжатого газа из 40камеры 11 в подпоршневую полость 12Так как время нарастания давленияпод поршнем 9 мало (порядка 1-3 мс)происходит ударное нагружение испытуемого изделия 7, закрепленного на 45столе 6.Время нарастания давления в под: поршневой полости 12 определяетсяскоростью перемещения клапана 13 илидополнительного поршня 15 из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение. Эта скорость регулируется дросселем 20, установленным в магистрали17, тем самым обеспечивается регулирование одного из параметровдинамического воздействия - длительности фронта нарастания ударногоускорения.Под действием давления газа в подпоршневой полости 12 подвижная часть стенда перемещается вверх и затор- б 0 маживается эа счет сжатия воздуха в камере 5, затем перемещение происходит в обратном направлении, Таким образом, подвижная часть стенда совершает свободные затухающие коле бания. Затухание колебаний обеспечивается эа счет перетечек газа через отвертие 3. Изменение сеченияотверстия 3 винтом 23 позволяет регулировать декремент затухания колебаний.Независимое регулирование и широкий диапазон регулирования амплитудыдинамической нагрузки и частоты колебаний подвижной части стенда обеспечиваются тем, что при взведенном по"ложейии стенда сила начального давлениягаза в камере 5 на поршень 9полностью уравновешена силой начального давления газа в камере 4 напоршень 10, Таким образом, амплитудадинамической нагрузки зависит толькоот начального давления в камере 11высокого давления, а изменением .начального давления в подпоршневойполости 12 устанавливается требуемаячастота колебаний,Это поясняется графиками на фиг.2Кривая 28 изображает изменение усилия на поршень 9 от давления в камере 5, а кривая 29 - изменение усилияна поршень 10 от давления в камере 4в зависимости от перемещения поршней9 и 10. Так как в начальный моментдавление в камерах 5 и 4 одинаково,и равны также соответствующие площади поршней 9 и 10, суммарное усилие 30 на поршни 9 и 10 изменяетсяот нулевого значения,1Кривые 31 и 32 фиг. 3) изображают вид воздействий, воспроизводимых на стенде.Иэ графиков видно, что амплитудадинамической нагрузки в приведенныхдвух случаях одинакова, а частотаколебаний в первом случае больше.Это достигается тем, что начальноедавление в камере 11 высокого давления, задающее амплитуду, одинаковов обоих случаях, а начальное давление,задающее частоту колебаний, в первомслучае больше. Предлагаемое конструктивное выполнение стенда позволяет расширить диапазон параметров динамической нагрузки, так как максимальное толкающее усилие, определяющее амплитуду динамической нагрузки, зависит от давления в камере высокого давления и стенд работает и при величине давления в подпоршневой полости большей, чем в камере высокого давления.Вместе с тем обеспечивается плавность и независимость регулирования . амплитуды ударного ускорения и частоты колебаний.Кроме того, наличие в перегородке регулируемого дроссельного отверстия обеспечивает плавное регулирование декремента затухания колебаний, а дроссель, установленный в магистрали, обеспечивает плавное регулированиедлительности фронта нарастания динамической нагрузки. Соединение подпоршневой полости с атмосферой через запорный орган исключает возможность самопроизвольного пуска Все это расширяет возможности стенда, улучшает условия эксплуатации, позволяет максимально приблизить реализуемое на стенде воздействие к натурному во:действию, что повышает достоверность динамических испытаний.1062541 Составитель 8к Техред А.Ач ногено Корректор р И. Ни Ти И Государс елам иэобр осква, Ждписное 8 0207 4 венного .комитета СССРтений и открытий