ПОДВИЖНАЯ РАМА СТЕНДА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА УДАРНЫЕ НАГРУЗКИ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к области испытаний конструкций на ударные нагрузки, а именно к подвижным рамам стенда для испытаний на ударные нагрузки, имеющим средства для закрепления на ней испытываемого объекта, адаптированным для разгона и удара о тормозную опору и может быть использована в машиностроении и приборостроении.
Уровень техники.
Известна подвижная рама стенда для испытаний на ударные нагрузки, имеющая средства для закрепления на ней испытываемого объекта, адаптированная для разгона и удара о тормозную опору, см. заявку на патент РФ на изобретение №2002122582, опубликовано в 2004 году.
Недостатком его является низкая эффективность испытаний за счет невозможности регулировки центра масс подвижной рамы с закрепленной на ней подвижным объектом и появление из-за этого возможности поперечных и вращательных воздействий, снижающих точность измерений.
Из уровня техники известна также подвижная рама стенда для испытаний на ударные нагрузки, имеющая средства для закрепления на ней испытываемого объекта, адаптированная для разгона и удара о тормозную опору, см. описание к патенту РФ на полезную модель №115909, опубликовано 2012 г.
Данное устройство является наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому решению и взято за прототип предлагаемой полезной модели.
Недостатком его является низкая эффективность испытаний за счет невозможности регулировки центра масс подвижной рамы с закрепленной на ней подвижным объектом и появление из-за этого возможности поперечных и вращательных воздействий, снижающих точность измерений.
Раскрытие полезной модели.
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящая полезная модель, главным образом, имеет целью предложить подвижную рама стенда для испытаний на ударные нагрузки, позволяющую, по меньшей мере, сгладить указанный выше недостаток, а именно обеспечить регулировку центра массы подвижной рамы с закрепленной на ней подвижным объектом и приблизить центр массы подвижной рамы к месту контакта подвижной рамы с тормозной опорой.
Для достижения этой цели подвижная рама включает в себя грузы с возможностью перемещения и фиксации на подвижной раме.
Благодаря такой выгодной характеристике становится возможным приблизить центр масс подвижной рамы с испытываемым предметом наиболее близко к тормозной опоре, при этом становится возможной точная регулировка удара, исключающая появление или минимизация нежелательных поперечных сил и вращательных моментов сил при ударе. Это касается как вертикальных движений подвижной рамы, когда удар производится путем сбрасывания с высоты подвижной рамы с закрепленной на ней испытываемым объектом о горизонтально расположенную тормозную опору, так и горизонтальных движений подвижной рамы, когда удар производится путем разгона подвижной рамы с закрепленной на ней испытываемым объектом в направлении, перпендикулярном силе тяжести о вертикально расположенную тормозную опору.
Существует вариант полезной модели, в котором подвижная рама в области взаимодействия с тормозной опорой имеет поперечину, на которой расположены балластные грузы, и которая расположена поперек направления движения центра масс подвижной рамы и имеются балансировочные грузы.
Благодаря этой выгодной характеристике становится возможным осуществить приближение центра массы подвижной рамы к месту контакта подвижной рамы с тормозной опорой и сделать движение торможение более стабильным и устойчивым. Наличие балансировочных грузов позволяет производить регулировку центра масс подвижной рамы, обеспечивающую его нахождение точно против пятна контакта поперечины подвижной рамы и тормозной опоры по линии направления ударного воздействия. Наличие балансировочных грузов также позволяет увеличить инерционные характеристики подвижной рамы, что повышает стабильность движения в процессе соударения с тормозной опорой и увеличивает точность измерений.
Существует вариант полезной модели, в котором поперечина и стороны подвижной рамы выполнены в виде швеллеров, а балансировочные и балластные грузы в виде цилиндров, которые расположены внутри этих швеллеров.
Благодаря этой выгодной характеристике становится возможным предложить простой вариант исполнения предыдущих признаков полезной модели.
Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Краткое описание чертежей.
Другие отличительные признаки и преимущества полезной модели ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:
- фигура 1 схематично изображает внешний вид подвижной рамы со стендом для испытаний на ударные нагрузки согласно полезной модели, вариант создания вертикальных нагрузок, параллельных силе тяжести.
- фигура 2 схематично изображает внешний вид подвижной рамы со стендом для испытаний на ударные нагрузки согласно полезной модели, вариант создания горизонтальных нагрузок, перпендикулярных силе тяжести.
- фигура 3 схематично изображает вид сбоку подвижной рамы согласно полезной модели, вариант создания вертикальных нагрузок, параллельных силе тяжести.
- фигура 4 схематично изображает вид сзади подвижной рамы согласно полезной модели, вариант создания вертикальных нагрузок, параллельных силе тяжести.
- фигура 5 схематично изображает внешний вид подвижной рамы согласно полезной модели, вариант создания вертикальных нагрузок, параллельных силе тяжести.
Согласно фиг. 1-5 подвижная рама 1 стенда для испытаний на ударные нагрузки имеет средства 2 для закрепления на ней испытываемого объекта 3, адаптирована для разгона и удара о тормозную опору 4. Подвижная рама 1 включает в себя грузы с возможностью перемещения и фиксации на подвижной раме. Грузы включают в себя балансировочные грузы 5 и балластные грузы 6.
На фигуре 1 обозначено как «Нсбр» - высота подъема подвижной рамы. На фигуре 2 обозначено как «L» расстояние разгона подвижной рамы.
Согласно фигурам 3, 4, 5 подвижная рама 1 в области взаимодействия с тормозной опорой 4 может иметь поперечину 7, на которой как раз и расположены балластные грузы 6, и которая расположена поперек направления движения центра масс подвижной рамы.
Поперечина 7 и стороны подвижной рамы могут быть выполнены в виде швеллеров 8, а балластные 6 и балансировочные 5 грузы в виде цилиндров, которые расположены внутри этих швеллеров 8. Эти грузы зафиксированы в швеллерах универсальными стягивающими хомутами.
На фигурах 1 и 2 показаны примеры средств разгона подвижной рамы, выполненные в виде совокупности блоков 9, троса 10 и груза 11, а также двигателя 12. Также подвижная рама может быть свободно сбрасываемой, скользящей по вертикальным растянутым тросам, или по жестким направляющим.
Таким образом стенды могут быть как с вертикальным разгоном (сбросом) подвижной рамы, так и с горизонтальным разгоном, например, движение по рельсам или может быть вариант, когда обеспечение разгона осуществляется двигателем, расположенным в самой подвижной раме (испытания на удар автомобилей).
Осуществление полезной модели.
Подвижная рама стенда для испытаний на ударные нагрузки работает следующим способом.
- Этап А1. Испытываемый объект закрепляют на подвижной раме с помощью средства для закрепления.
- Этап А2. С помощью балластных грузов приближают центр масс подвижной рамы с испытываемым объектом наиболее близко к тормозной опоре.
- Этап А3. С помощью балансировочных грузов производят точную регулировку центра массы подвижной рамы, исключающую появление или минимизацию нежелательных боковых сил и вращательных моментов сил при ударе путем обеспечения плоскопараллельного движения подвижной рамы в процессе соударения подвижной рамы и тормозной опоры. Также обеспечивают с помощью балансировочных грузов нахождение центра тяжести подвижной рамы с испытываемым объектом точно против пятна контакта поперечины подвижной рамы и тормозной опоры по линии направления ударного воздействия. Наличие балансировочных грузов также позволяет увеличить инерционные характеристики подвижной рамы, что повышает стабильность движения в процессе соударения с тормозной опорой и увеличивает точность измерений.
Последовательность этапов является примерной и позволяет переставлять, добавлять или производить некоторые операции одновременно без потери возможности производить регулировку центра масс подвижной рамы с испытываемым объектом.
Промышленная применимость.
Предлагаемая подвижная рама стенда для испытаний на ударные нагрузки имеет ясное предназначение, может быть выполнена специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включенного в формулу полезной модели на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели.
В соответствии с предложенной полезной моделью изготовлены опытные образцы, которые прошли испытания.
В процессе опытной эксплуатации подтверждено, что подвижная рама стенда для испытаний на ударные нагрузки:
- обеспечивает приближение с помощью балластных грузов центр масс подвижной рамы с испытываемым объектом наиболее близко к тормозной опоре,
- обеспечивает с помощью балансировочных грузов нахождение центра тяжести подвижной рамы с испытываемым объектом точно против пятна контакта поперечины подвижной рамы и тормозной опоры по линии направления ударного воздействия,
- увеличивает с помощью балансировочных грузов инерционные характеристики подвижной рамы, что повышает стабильность движения в процессе соударения с тормозной опорой и увеличивает точность измерений.
- обеспечивает точную регулировку удара, исключающую появление или минимизацию нежелательных боковых сил и вращательных моментов сил при ударе путем обеспечения плоскопараллельного соударения подвижной рамы и тормозной опоры,
- обеспечивает возможность проведения испытаний без наличия дорогостоящих жестких направляющих разгона и, тем самым позволяет снизить стоимость испытаний,
- в случае применения направляющих уменьшает вероятность заклинивания подвижной рамы при разгоне.
Все это обеспечивает расширение возможностей испытаний.
Дополнительный полезный эффект предлагаемой полезной модели заключается в том, что за счет возможности регулировки центра масс подвижной рамы с закрепленной на ней подвижным объектом обеспечивается плоскопараллельное движение подвижной рамы по отношению к тормозной опоре, снижение поперечных и вращательных колебания, что дополнительно увеличивает срок службы подвижной рамы и тормозной опоры.