Стенд для ударных испытаний при воздействии горизонтальных нагрузок

Полезная модель относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытаний на ударные воздействия различных приборов и оборудования.
Наибольшее применение при испытаниях аппаратуры и оборудования на ударные нагрузки находят системы на базе механических стендов (баллистических и т.п.).
Известен "Стенд для испытаний конструкций на прочность и способ его сборки и настройки" (патент RU 2249803), состоящий из опорного основания, подвижной платформы, направляющих стоек, жестко связанных с опорным основанием, пружинным блоком, нижним демпфером, позволяющим исключить высокочастотные колебания.
Применение подобного стенда для проведения испытания аппаратуры на транспортные нагрузки затруднено тем, что для ударов одинаковой силы необходимо поднимать подвижную платформу на одну и ту же высоту. Подъем осуществляется, как правило, вручную, поэтому при количестве ударов 12-20 тысяч время испытаний оказывается весьма значительным.
Наиболее близким аналогом является «Пневматический стенд для испытаний аппаратуры на прочность при воздействии вертикальных нагрузок» (патент на полезную модель RU 181812), состоящий из опорного основания, подвижной платформы, направляющих, жестко связанных с опорным основанием, управляемого пневмоцилиндра двустороннего действия со штоком, жестко связанным с подвижной платформой, в качестве управляющего блока пневмоцилиндра использован электропневматический распределитель. Шток обеспечивает движение подвижной платформы вдоль цилиндрических направляющих по вертикали, а верхние демпферы, расположенные на цилиндрических направляющих, ограничивают движение подвижной платформы.
Техническая проблема, которую решает полезная модель (задача полезной модели), заключается в создании устройства, позволяющего качественно и в автоматическом режиме проводить испытания приборов и оборудования на ударные воздействия в горизонтальном направлении, при этом исключая повышенное воздействие на приборы, как по амплитуде, так и по количеству ударов.
Техническим результатом заявленного решения является получение заданных положительных и отрицательных ударных нагрузок за один цикл работы стенда, работа стенда в автоматическом режиме, сокращение времени испытаний, более точное воспроизведение ударной нагрузки.
Технический результат достигается тем, что стенд для ударных испытаний при воздействии горизонтальных нагрузок содержит опорное основание и жестко связанный с ним управляемый пневмоцилиндр двустороннего действия. Управляемый пневмоцилиндр двухстороннего действия обеспечивает движение подвижной платформы вдоль цилиндрических направляющих в горизонтальном направлении посредством штока, связанного с подвижной платформой, предназначенной для закрепления испытуемого объекта.
Цилиндрические направляющие жестко связанны с опорным основанием. На цилиндрических направляющих установлены предохраняющие от перекоса линейные подшипники, снабженные фланцами для крепления к подвижной платформе.
Управляющий блок пневмоцилиндра содержит задающий генератор и электропневматический распределитель. Режим работы пневмоцилиндра задается электропневматическим распределителем, который связан с пневмоцилиндром воздухопроводами. Сжатый воздух на электропневматический распределитель подается от компрессора. Частота действия перегрузок устанавливается внешним задающим генератором.
Электропневматический распределитель снабжен регулируемыми пневматическими дросселями. Применение регулируемых пневматических дросселей, вворачиваемых в электропневматический распределитель, позволяет устанавливать необходимую амплитуду и форму импульсов перегрузок.
Полезная модель поясняется следующим чертежом (фиг.1), на котором:
1 - опорное основание;
1а - передняя стенка основания;
1б - задняя стенка основания
2 - пневмоцилиндр;
3 - электропневматический распределитель;
4 - генератор;
5 - шток пневмоцилиндра;
6 - подвижная платформа;
7 - испытываемая аппаратура;
8 - направляющие;
9 - линейные подшипники;
10 - левый пневматический дроссель;
11 - правый пневматический дроссель;
12 - компрессор;
13, 14, 15 - воздухопроводы.
Стенд для испытаний аппаратуры на прочность (Фиг. 1) состоит из перевернутого П-образного опорного основания 1 с установленным на задней стенке 16 пневмоцилиндром 2 двойного действия. Пневмоцилиндр 2 управляется электропневматическим распределителем 3 с установленными на нем регулируемыми пневматическими дросселями 10 и 11. Частота ударных воздействий задается генератором 4. Шток 5 пневмоцилиндра жестко связан с подвижной платформой 6. Подвижная платформа 6 с закрепленной на ней испытываемой аппаратурой 7 перемещается в горизонтальном направлении по цилиндрическим направляющим 8, жестко связанным с передней 1а и задней 16 стенками опорного основания 1 стенда. Для реализации движения подвижной платформы 6 вдоль направляющих 8 на последних установлены линейные подшипники 9, снабженные фланцами для крепления к подвижной платформе.
Применение линейных подшипников 9 позволило исключить перекос при движении платформы и обеспечило безлюфтовое горизонтальное перемещение подвижной платформы 6 вдоль цилиндрических направляющих 8.
Применение пневматических дросселей 10 и 11 позволяет получить одинаковые тормозные импульсы как "положительных", так и "отрицательных" нагрузок необходимой амплитуды и длительности.
Работа заявленного устройства происходит следующим образом. Сжатый воздух (до 8 атм.) от компрессора 12 подается на электропневматический распределитель 3, который переключает подачу воздуха поочередно в первую и во вторую рабочие камеры пневмоцилиндра 2 по воздухопроводам 13 и 14. Электропневматический распределитель 3 управляется задающим генератором 4. Частота переключений задается в зависимости от требований испытаний. При подаче воздуха в первую и вторую рабочие камеры пневмоцилиндра 2 шток 5 с подвижной платформой 6 вместе с закрепленной на платформе испытуемой аппаратурой 7 совершает движение в горизонтальном направлении. Задаваемая частота ударного воздействия - до 7 Гц.
Форма и величина нагрузок контролируются датчиком вибраций (на рисунке не показан). Вибродатчик установлен на подвижной платформе 6. Обработка сигналов вибродатчика производится анализатором спектра.
Необходимая форма, длительность и амплитуда "положительных" и "отрицательных" импульсов торможения достигается изменением давления воздуха в электропневматическом распределителе 3 и применением регулируемых пневматических дросселей 10 и 11. Величина горизонтальных нагрузок до 20g на данном стенде.
Данная конструкция ударного стенда позволяет получать более точное воспроизведение ударной нагрузки, создавая необходимое ударное воздействие одновременно по двум противоположным направлениям, что также позволяет в два раза сократить время испытаний.
Это позволит качественней проводить испытания приборов и оборудования на ударные воздействия, исключая повышенное воздействие на приборы, как по амплитуде, так и по количеству ударов. Испытания проводятся в автоматическом режиме.
Применение данного пневматического стенда, наряду с достигаемым техническим результатом, позволило также уменьшить габариты и стоимость конструкции, а так же отказаться от сложной и дорогой аппаратуры управления.
Стоимость проведения транспортных испытаний уменьшается за счет исключения применения дорогостоящего электродинамического стенда.