СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ОБЪЕКТОВ НА УДАР

Стенд для испытаний объектов на удар
Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована в различных отраслях техники для испытаний объектов на удар, например, в литейном производстве для испытаний литых мелющих шаров.
Известен стенд для испытаний материалов на многократный удар, содержащий основание с наковальней для установки испытуемого образца, составную сбрасываемую массу для нагружения образца ударами, механизм подъема массы в виде гибкого элемента с приводом его перемещенри, а также устройства соединения и освобождения массы и гибкого элемента для осуществления процесса ударного нагружения образца (см. авт. св. СССР № 1613927, G 01 N 3/34, G 01 М 7/08).
Недостатком данной конструкции стенда является невозможность обеспечения точности регулирования энергии удара из-за дискретности изменяемой массы составного сбрасываемого груза. Кроме того, в известном устройстве ограничен диапазон величин энергии удара из-за сокращения высоты подъема составной сбрасываемой массы при ее увеличении.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является стенд для испытаний объектов на удар, содержащий основание с наковальней для установки испытуемого объекта и ударник, соединенный посредством гибкого элемента с механизмом подъема и сброса ударника, состоящим из лебедки с электроприводом, спускового устройства и элемента для управления спусковым устройством. При этом спусковое устройство и элемент для управления спусковым устройством установлены на гибком элементе лебедки (см. авт. СССР № 1679236, О 01 М 7/08).
Недостатком известной конструкции стенда является низкая точность регулирования энергии удара из-за возможности смещения элемента для управления спусковым устройством от заданного положения вдоль гибкого элемента, перемещающегося в процессе работы лебедки. Кроме того, велиMraC G01M7/08
чины энергии удара ограничены диапазоном высоты подъема ударника вследствие невозможности изменения его массы.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение точности регулирования энергии как одного, так и серии ударов при одновременном расширении диапазона величин энергии ударов.
Поставленная задача решается тем, что в известном стенде для испытаний объектов на удар, содержащем основание с наковальней для установки испытуемого объекта и ударник, соединенный посредством гибкого элемента с механизмом подъема и сброса ударника, состоящим из лебедки с электроприводом, спускового устройства и элемента для управления спусковым устройством, согласно изменению, спусковое устройство и элемент для управления спусковым устройством последовательно установлены на валу электропривода лебедки, при этом элемент для управления спусковым устройством выполнен в виде датчика числа оборотов вала, а ударник выполнен в виде стакана с утолщенным дном, имеющим со стороны наковальни сферическую форму, в полости которого жестко закреплен осевой стержень с фиксатором для установки сменных грузов.
Кроме того, наковальня снабжена дополнительными сменными вставками, в каждой из которых выполнено гнездо по форме испытуемого объекта.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображен стенд для испытаний объектов на удар, в аксонометрии;
на фиг. 2 - конструшщя ударника, вертикальный разрез;
на фиг. 3 - фрагмент установки дополнительной сменной вставки в наковальне.
Стенд для испытаний объектов на удар содержит основание 1 (фиг. 1), на котором жестко закреплена наковальня 2 с размещенным на ней испытуемым объектом 3 и Т - образная стойка 4, на которой посредством гибкого элемента 5, пропущенного через ролики 6, подвешен соосно наковальне 2 ударник 7 (фиг. 1, 2). Кроме того, на основании 1 установлен механизм подъема и сброса ударника 7, который состоит из лебедки 8 с электроприводом 9 (фиг. 1) и последовательно установленных на валу 10 электропривода 9 лебедки 8 спускового устройства 11 и элемента 12 для управления спусковым устройством 11. При этом спусковое устройство 11 предназначено для жесткого зацепления вала 10 электропривода 9 с валом 13 барабана лебедки 8 и может быть выполнено в виде любой известной конструкции, например, в виде «собачки. Элемент 12 для управления спусковым устройством 11 выполнен в виде датчика числа оборотов вала 10 электропривода 9, жестко зацепленного с валом 13 барабана лебедки 8. При этом в качестве датчика числа оборотов может быть использован, например, датчик Холла, описанный в книге Г. Виглеба «Датчики: Устройство и применение. Пер. с нем. - М.: Мир, 1989, с. 128 - 130.
Ударник 7 (фиг, 1, 2) выполнен в виде стакана с утолщенным дном 14 (фиг. 2), имеющим со стороны наковальни 2 (фиг. 1) сферическую форму. В полости 15 (фиг. 2) ударника 7 жестко закреплен осевой стержень 16 с фиксатором 17 для установки сменных грузов 18. Стержень 16 выполнен с резьбой для жесткого закрепления сменных грузов 18 фиксатором 17, в качестве которого может быть использована, например, контргайка.
Наковальня 2 (фиг. 1, 3) снабжена дополнительными сменными вставками 19 (фиг. 3), в каждой из которых выполнено гнездо 20 по форме испытуемого объекта 3 (фиг. 1). Так, например, для испытаний мелющего шара гнездо 20 (фиг. 3) выполнено сферической формы.
Заявляемое конструктивное выполнение стенда позволяет регулировать энергию удара (Е) как высотой подъема (Н) ударника 7 (фиг. 1), так и изменением его массы (М). Так как энергия удара определяется по формуле:
где: М - масса ударника;
Н - высота подъема ударника;
g - ускорение свободного падения, g  9,8 м/с ,
то высоту подъема (Н) регулируют числом оборотов (N) вала 13 барабана лебедки 8 посредством датчика 12 числа оборотов вала 10 электропривода 9. При этом зависимость высоты подъема (Н) ударника 7 от радиуса (R) барабана лебедки 8 определяется соотношением:
Н  2x7txRxN, где: R - радиус барабана лебедки;
N - число оборотов вала барабана лебедки.
Изменение массы (М) ударника 7 осуществляют установкой в нем сменных грузов.
Возможность одновременного варьирования указанных параметров испытаний значительно повышает точность регулирования энергии ударов и расширяет диапазон величин энергии ударов. Кроме того, осевое расположение стержня 16 (фиг. 2) в полости 15 ударника 7 и жесткая фиксация устанавливаемых в него сменных грузов 18 обеспечивают монолитность и жесткость конструкции ударника 7. Все это, а также сферическая форма утолщенного дна 14 ударника 7 со стороны наковальни 2 (фиг. 1) позволяет наносить сконцентрированный точечный удар по испытуемому объекту 3, способствуя повышению точности регулирования энергии как одного, так и сер1ш ударов. Вместе с тем, конструкция наковальни 2 (фиг. 1, 3) обеспечивает жесткость установки на ней испытуемого объекта 3 (фиг. 1) и стационарность его положения в процессе серии испытаний, что также повышает точность наносимых многократных ударов, способствуя точности регулирования величины энергии ударов, а также расширению ее диапазона.
Работа стенда осуществляется следующим образом.
Испытуемый объект 3 (фиг. 1) размещают в сменной вставке 19 (фиг. 1, 3) наковальни 2. В полости 15 (фиг. 2) ударника 7 (фиг. 1, 2) на осевом стержне 16 (фиг. 2) устанавливают требуемое количество сменных грузов
18, которые жестко закрепляют на стержне 16 фиксатором 17. Количество устанавливаемых грузов и их масса может меняться в зависимости от требуемой энергии удара. Спусковым устройством 11 (фиг. 1) осуществляют жесткое зацепление вала 13 барабана лебедки 8 с валом 10 электропривода 9, что позволяет передавать вращательный момент вала 10 электропривода
9валу 13 барабана лебедки 8. Датчику 12 вала 10 электропривода 9 задают число оборотов, соответствующее необходимой высоте подъема ударника 7, которая может меняться в зависимости от требуемой величины энергии удара. Включением электропривода 9 осуществляют подъем ударника 7 над наковальней 2 путем намотки гибкого элемента 5 на барабан лебедки 8. При достижении ударником 7 заданной высоты датчик 12 числа оборотов вала
10электропривода 9 отключает последний, и подъем ударника 7 прекращается. Спусковым устройством 11 вал 10 электропривода 9 и вал 13 барабана лебедки 8 выводят из жесткого зацепления. В результате этого ударник 7 падает на испытуемый объект 3.
Испытания объекта 3 на удар проводят либо до его полного разрушения, либо до момента передачи ему требуемой суммарной энергии ударов. При проведении серии испытаний объектов на удар работа стенда осуществляется аналогично вышеописанной.
Таким образом, заявляемая конструкция стенда для испытаний объектов на удар позволяет повысить точность регулирования энергии как одного, так и серии ударов, а также распшрить диапазон величин энергии ударов путем возможности одновременного варьирования параметров массы падающего груза и высоты его подъема над испытуемым объектом. При этом в зависимости от требуемой величины энергии удара для каждого испытуемого объекта конструкция заявляемого стенда обеспечивает изменение либо одного из параметров испытаний: массы или высоты подъема груза, либо одновременно обоих параметров.
,.