Пневматический стенд для испытаний аппаратуры на прочность при воздействии вертикальных 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 (копровых) стендов (баллистических, с падающими столами и т.д.).
Наиболее близким аналогом является "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 туже высоту. Подъем осуществляется, как правило, вручную, поэтому при количестве ударов 12-20 тысяч время испытаний оказывается весьма значительным.
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, 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 пневматический стенд для испытаний аппаратуры на прочность при воздействии вертикальных нагрузок содержит опорное основание с закрепленным на опорном основании средством воздействия на подвижную платформу, предназначенную для закрепления испытуемого объекта, направляющие, жестко связанные с опорным основанием, нижний демпфер, расположенный между подвижной платформой и средством воздействия на нее.
Согласно полезной модели, в качестве средства воздействия стенд снабжен управляемым пневмоцилиндром двухстороннего действия, обеспечивающим движение подвижной платформы вдоль цилиндрических направляющих посредством штока, связанного с подвижной платформой. На цилиндрических направляющих установлены линейные подшипники, снабженные фланцами для крепления к подвижной платформе. Также стенд содержит управляющий блок пневмоцилиндра, верхние демпферы заданной жесткости, размещенные на цилиндрических направляющих над подвижной платформой, ограничивающие движение подвижной платформы.
Управляющий блок пневмоцилиндра может содержать задающий генератор и электропневматический распределитель, связанный с пневмоцилиндром воздухопроводами и связанный с компрессором.
Верхние демпферы могут быть выполнены сменными.
Полезная модель поясняется следующим чертежом (фиг. 1), на котором:
1 - опорное основание;
2 - пневмоцилиндр;
3 - электропневматический распределитель;
4 - генератор;
5 - шток пневмоцилиндра;
6 - подвижная платформа;
7 - испытываемая аппаратура;
8 - направляющие;
9 - линейные подшипники;
10 - верхние демпферы;
11 - нижний демпфер;
12 - компрессор;
13, 14 - воздухопроводы.
Стенд для испытаний аппаратуры на прочность (фиг. 1) состоит из опорного основания 1 с установленным на нем пневмоцилиндром 2 двойного действия. Пневмоцилиндр 2 управляется электропневматическим распределителем 3. Частота ударных воздействий задается генератором 4. Шток 5 пневмоцилиндра закреплен в центральной части подвижной платформы 6. Подвижная платформа 6, с закрепленной на ней испытываемой аппаратурой 7, перемещается в вертикальном направлении по цилиндрическим направляющим 8, жестко связанным с опорным основанием 1 стенда. В нижней части подвижной платформы 6 установлены линейные подшипники 9, снабженные фланцами для крепления к подвижной платформе.
Применение линейных подшипников 9 позволило исключить перекос при движении платформы и обеспечило безлюфтовое вертикальное перемещение подвижной платформы 6 вдоль цилиндрических направляющих 8.
На цилиндрических направляющих 8 в верхней части установлены сменные верхние демпферы 10, позволяющие получить тормозные импульсы положительных нагрузок необходимой амплитуды и длительности. Сменный нижний демпфер 11 той же жесткости установлен в верхней части пневмоцилиндра 2 и служит для формирования тормозных импульсов отрицательных нагрузок такой же формы и амплитуды, как и формируемые сменными верхними демпферами 10 положительные импульсы нагрузок.
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 верхнюю и нижнюю 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 нижнюю рабочую камеру пневмоцилиндра 2 шток 5 с подвижной платформой 6 вместе с закрепленной на платформе испытуемой аппаратурой 7 движется вверх. При подаче воздуха в верхнюю рабочую камеру пневмоцилиндра 2 подвижная платформа 6 движется вниз. 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 демпферов определенной жесткости. Величина вертикальных нагрузок до 120g 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,