СТЕНД ДЛЯ УДАРНЫХ ЦИКЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к стендам для ударных циклических испытаний.
Известен стенд для испытаний объектов на удар, Свидетельство на полезную модель №21957, G01M 7/08, приоритет 12.07.2001 г., пуб. от 27.02.2002 г., содержащий основание (плиту-основание) с наковальней (ложементом) для установки испытуемого объекта (образца) и ударник, соединенный посредством гибкого элемента с механизмом подъема и сброса ударника. Механизм подъема и сброса ударника состоит из лебедки с электроприводом, спускового устройства и элемента для управления спусковым устройством. Ударник выполнен в виде стакана с утолщенным дном, имеющим со стороны наковальне сферическую форму, а в полости жестко закреплен осевой стержень с фиксатором для установки сменных грузов. Наковальня снабжена дополнительными сменными вставками, в каждой из которых выполнено гнездо по форме испытуемого объекта.
Недостатками данного технического решения являются:
- малофунциональность и отсутствие автоматизации, т.к. данный стенд позволяет проводить только одинарные удары испытуемого объекта и при повторении каждого испытания возникает вмешательство испытателя;
- неточность нанесения удара ударником по испытуемому объекту;
- недостаточная надежность и точность проведения испытаний из-за наличия в стенде гибкого элемента - имеющего свойства вытягиваться под воздействием различных факторов окружающей среды, из-за отсутствия точных направляющих для ударника.
Задача полезной модели: получение автоматизированного и надежного стенда для ударных циклических испытаний с большой точностью попадания ударника в испытуемый образец.
Указанная задача решается тем, что в стенде для ударных циклических испытаний, включающем плиту-основание с ложементом для установки испытуемого образца и сменный ударник, выполненный с возможностью взаимодействия с его механизмом подъема и сброса, расположенного на каркасе,
согласно полезной модели, каркас выполнен из верхней и нижней частей в виде параллепипедов с верхней и нижней плитами соответственно, тогда как плита-основание расположена между этими частями, причем между плитой-основанием и нижней плитой расположена вертикальная стойка, соосно которой на плите-основании закреплен ложемент для установки испытуемого образца, вдоль же этого ложемента расположены вертикальные направляющие, предназначенные для скольжения по ним вниз сменного ударника и закрепленные на держателях, которые закреплены к плите-основанию и к верхней плите, а механизм подъема и сброса сменного ударника представляет из себя управляемую электрооборудованием пневматическую систему с предназначенными для попеременного взаимодействия с сменным ударником верхней и нижней вилок штоков соответственно верхнего пневмоцилиндра, горизонтально закрепленного в верхней части каркаса, и штока нижнего пневмоцилиндра, закрепленного к плите-основанию с вертикальным расположением в нижней части каркаса.
В частном случае, верхняя и нижняя части каркаса стенда представляют сварные конструкции из уголкового проката.
В частном случае, вертикальная стойка стенда выполнена в виде стальной толстостенной круглой трубы.
В частном случае, ложемент стенда состоит из основания и установочной части.
В частном случае, вертикальные направляющие стенда выполнены в виде стальных пластин с повышенной поверхностной твердостью.
В частном случае, держатели стенда, на которых закреплены вертикальные направляющие, выполнены в виде стальных круглых стержней.
В частном случае, верхний пневмоцилиндр стенда горизонтально закреплен в верхней части каркаса посредством верхнего кронштейна, закрепленного к верхней плите.
В частном случае, верхняя вилка верхнего пневмоцилиндра стенда выполнена с возможностью скольжения по своей направляющей в виде пластины.
В частном случае, нижний пневмоцилиндр стенда закреплен к плите-основанию посредством двух нижних кронштейнов.
В частном случае, нижняя вилка нижнего пневмоцилиндра стенда жестко соединена с направляющими в виде стержней, соосными штоку этого пневмоцилиндра и расположенными в направляющих отверстиях плиты-основания.
В частном случае, электрооборудование в своем составе содержит отдельно выполненный от каркаса стенда шкаф управления, соединенный электрическими цепями с датчиками и компонентами управления пневматической системы.
В частном случае, сменный ударник стенда выполнен цельным в виде единой детали с ударной частью, с пазами под вертикальные направляющие и с выступами под лапки верхней и нижней вилок штоков пневмоцилиндров.
В частном случае, на верхней и нижней частях каркаса стенда установлены распашные двери из органического стекла.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется на чертежах:
Фиг.1. - стенд для ударных циклических испытаний, общий вид спереди;
Фиг.2. - сменный ударник, общий вид.
Фиг.3. - разрез А-А на фиг.1;
Фиг.4. - разрез Б-Б на фиг.1.
Стенд для ударных циклических испытаний содержит плиту-основание 1 с ложементом 2 для установки испытуемого образца 3 и сменный ударник 4, выполненный с возможностью взаимодействия с его механизмом подъема и сброса 5, расположенного на каркасе 6.
Каркас 6 выполнен из верхней 7 и нижней 8 частей в виде параллепипедов с верхней 9 и нижней 10 плитами соответственно, тогда как плита-основание 1 расположена между этими частями 7, 8. В частном случае, верхняя 7 и нижняя 8 части каркаса 6 стенда представляют сварные конструкции из уголкового проката.
Между плитой-основанием 1 и нижней плитой 10 расположена вертикальная стойка 11. В частном случае, вертикальная стойка 11 стенда выполнена в виде стальной толстостенной круглой трубы.
Соосно вертикальной стойки 11 (над которой) на плите-основании 1 закреплен ложемент 2 для установки испытуемого образца 3. В частном случае, ложемент 2 стенда состоит из основания 12 и установочной части 13, которая является сменной частью и в гнездо которой непосредственно устанавливается испытуемый образец 3.
Вдоль ложемента 2 расположены вертикальные направляющие 14, предназначенные для скольжения по ним вниз сменного ударника 4 и закрепленные на держателях 15, которые закреплены к плите-основанию 1 и к верхней плите 9. В частном случае, вертикальные направляющие 14 стенда выполнены в виде стальных пластин с повышенной поверхностной твердостью, а держатели 15 стенда выполнены в виде стальных круглых стержней
Механизм подъема и сброса 5 сменного ударника 4 представляет из себя управляемую электрооборудованием 16 пневматическую систему с предназначенными для попеременного взаимодействия с сменным ударником 4 верхней 17 и нижней 18 вилками соответственно штока 19 верхнего пневмоцилиндра 20, который горизонтально закреплен в верхней части 7 каркаса 6, и штока 21 нижнего пневмоцилиндра 22, который закреплен к плите-основанию 1 с вертикальным расположением в нижней части 9 каркаса 6.
В частном случае, верхний пневмоцилиндр 20 стенда горизонтально закреплен в верхней части 7 каркаса 6 посредством верхнего кронштейна 23, закрепленного к верхней плите 9.
В частном случае, верхняя вилка 17 верхнего пневмоцилиндра 20 стенда выполнена с возможностью скольжения по своей направляющей 24 в виде пластины.
В частном случае, нижний пневмоцилиндр 22 стенда закреплен к плите-основанию 1 посредством двух нижних кронштейнов 25.
В частном случае, нижняя вилка 18 нижнего пневмоцилиндра 22 стенда жестко соединена с направляющими 26 в виде стержней, соосными штоку 21 этого пневмоцилиндра 22 и расположенными в направляющих отверстиях плиты-основания 1.
В частном случае, электрооборудование в своем составе содержит отдельно выполненный от каркаса 6 стенда шкаф управления 27, установленный на опоре и соединенный электрическими цепями 28 с датчиками 29 и компонентами управления 30 пневматической системы.
В частном случае, сменный ударник 4 стенда выполнен цельным в виде единой детали с ударной частью 31, с пазами 32 под вертикальные направляющие 14 и с выступами 33 под лапки 34 верхней 17 и нижней 18 вилок штоков 19, 21 пневмоцилиндров 20, 21 соответственно.
В частном случае, на верхней 7 и нижней 8 частях каркаса 6 стенда установлены распашные двери из органического стекла (на фигурах не показаны).
Работает стенд для ударных циклических испытаний следующим образом.
Вначале испытатель открывает распашные двери верхней части 7 каркаса 6 стенда и устанавливает испытуемый образец 3, в частности выполненный в виде параллепипеда с концентратором напряжений, в установочной части 13 ложемента 2. При этом шток 19 верхнего пневмоцилиндра 20 должен быть в выдвинутом положении.
Далее испытатель закрывает распашные двери верхней части 7 каркаса 6 стенда, выбирает необходимый сменный ударник 4 и устанавливает его на лапки 34 верхней вилки 17 штока 19 верхнего пневмоцилиндра 20, совместив при этом пазы 32 ударника 4 с вертикальными направляющими 14.
После этого испытатель закрывает распашные двери верхней части 7 каркаса 6 стенда и посредством переключателей и кнопок шкафа управления 27 электрооборудования 16 устанавливает определенную программу испытаний (количество циклов, автоматическое отключение при разрушении испытуемого образца 3 и т.п.) и нажимает кнопку «Пуск». При этом шток 19 верхнего пневмоцилиндра 20 должен втянуться, а сменный ударник 4, скользя по вертикальным направляющим 14, должен упасть, ударившись об испытуемый образец 3 своей ударной частью 31.
Если испытуемый образец 3 не разрушился, то должен включится нижний пневмоцилиндр 22 и посредством нижней вилки 18 поднять сменный ударник 4 на заданную высоту. После этого должен включится верхний пневмоцилиндр 20 и выдвинуться его шток 19, а шток 21 нижнего пневмоцилиндра 22 должен вернуться в исходное положение, оставив сменный ударник 4 на лапках 34 верхней вилки 17 штока 19 верхнего пневмоцилиндра 20.
Затем шток 19 верхнего пневмоцилиндра 20 должен вернуться в исходное положение, сменный ударник 4 - упасть и цикл повторится до разрушения испытуемого образца 3 или окончания установленного количества циклов.
Если испытуемый образец 3 разрушился, то должна загореться сигнальная лампа на шкафу управления 27 и раздастся звук зуммера, оповещение об окончании испытания, а сменный ударник 4, при этом, должен опираться на два упора установочной части 13 ложемента 2.
По окончанию работы испытатель отключает питание стенда на шкафу управления 27, открывает распашные двери верхней части 7 каркаса 6 стенда и очищает от обломков испытуемого образца 3.
По результатам испытаний оценивают способность испытуемого образца 3 противостоять циклическим ударным нагрузкам свободно падающего груза (сменного ударника 4).
За счет выполнения в заявляемом техническом решении стенда для ударных циклических испытаний с каркасом состоящим из двух частей в виде параллепипедов, за счет использования в стенде вертикальных направляющих для точного скольжения по ним сменного ударника при испытаниях и, как следствие, для точного попадания его (сменного ударника) в испытуемый образец, и за счет применения в стенде механизма подъема и сброса сменного ударника представляющего из себя управляемую электрооборудованием пневматическую систему, в отличии от конструкции стенда прототипа, он (заявляемый стенд) автоматизирован, более надежен, может выполнять ударные циклические (а не только одиночные) испытания с большой точностью попадания ударника в испытуемый образец.