ГЕНЕРАТОР УДАРОВ

Предполагаемая полезная модель относится к испытательной технике, конкретно к генераторам ударов, служащим для воспроизведения динамических нагрузок.
Известны генераторы ударов (а.с. СССР №702252, G01М 7/00, 1973; а.с. СССР №1087798, G01М 7/00, 1982), содержащие возбудитель периодических колебаний, связанную с ним колебательную систему с ударником, подвижную платформу, установленную с возможностью взаимодействия с ударником. Недостатком известных устройств являются низкие эксплуатационные возможности.
Наиболее близким из известных является генератор ударов (а.с. СССР №1298570, G01М 7/00, 1987, БИ №11) содержит возбудитель периодических колебаний и связанную с ним колебательную систему в виде маятника с ударником, подвижную платформу, установленную с возможностью взаимодействия с ударником, датчик скорости ударника, пороговое устройство имеющее два уровня срабатывания. В качестве возбудителя колебаний использован источник угловых колебаний, охваченный положительной обратной связью, состоящей из датчика и усилителя и соединенный с осью качания маятника посредством управляемой муфты, исполнительный элемент которой подключен к выходу порогового устройства.
Недостатком известного генератора ударов является то, что он не обеспечивает стабильности параметров тестовых ударных воздействий вследствие того, что освобождение маятника может произойти как на прямом, так и на обратном ходе маятника, вызывая тем самым нестабильность параметров ударных воздействий; к недостаткам также относится возможность повторных несанкционированных ударов, в силу того, что обладая достаточной запасенной (кинетической) энергией, маятник при упругом ударе не сможет мгновенно остановиться и при отскоке может нанести повторный несанкционированный удар.
Целью полезной модели является обеспечение стабильности параметров ударных воздействий и исключение повторных несанкционированных ударов.
Поставленная цель достигается тем, что генератор ударов, содержащий возбудитель периодических колебаний и связанную с ним колебательную систему в виде маятника с ударником, подвижную платформу, установленную с возможностью взаимодействия с ударником, датчик скорости ударника, пороговое устройство, имеющее два уровня срабатывания, в качестве возбудителя колебаний использован источник угловых колебаний, охваченный положительной обратной связью, состоящей из датчика и усилителя и соединенный с осью качания маятника посредством управляемой муфты, исполнительный элемент которой подключен к выходу порогового устройства, дополнительно снабжен вторым датчиком скорости с пороговым устройством, причем первый датчик установлен между подвижной платформой и вторым дополнительным датчиком, и оба датчика расположены эквидистантно траектории движения ударника, блоком анализа направления движения ударника, состоящим из вибродатчика, установленного на подвижной платформе, электромагнита с амортизирующим элементом, установленного между ударником и подвижной платформой, блока управления электромагнитом.
Заявляемый генератор ударов отличается тем, что он дополнительно снабжен вторым датчиком скорости с пороговым устройством, анализатором направления движения ударника.
Сущность изобретения заключается в возбуждении тарированных ударных воздействий с помощью колебательной системы с ударником, раскачиваемым до удара на резонансной частоте, а освобождаемым при достижении заданной скорости в заданном направлении и исключении повторного несанкционированного удара с помощью устройства остановки ударника.
На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого генератора ударов, на фиг.2 - временные диаграммы работы блока анализа направления движения ударника.
Генератор ударов содержит возбудитель колебаний 1, связанную с ним колебательную систему в виде маятника 2 с ударником 3, подвижную платформу 4, установленную с возможностью взаимодействия с ударником 3, первый (основной) датчик скорости 5 ударника 3, подключенное к выходу датчика 5, пороговое устройство 6, второй (дополнительный) датчик скорости 7 ударника 3, подключенное к выходу датчика 7 пороговое устройство 8, блок анализа направления движения 9 ударника 3. К выходу порогового устройства 6 подключен формирователь импульсов 10 заданной длительности (например, одновибратор из серии микросхем К155АГ1), а к выходу порогового устройства 8 подключен формирователь импульсов 11 заданной длительности (например, одновибратор из серии микросхем К155АГ1). Выходы формирователей импульсов 10 и 11 связаны с двумя входами логического элемента 12, выполняющего логическую функцию «И» (например, из серии микросхем К155ЛИ1). Выход логического элемента 12 связан со входом формирователя импульсов 13 заданной длительности (например, из серии микросхем К155АГ1) выход которого связан с муфтой 14. В качестве возбудителя колебаний 1 использован источник угловых колебаний, охваченный положительной обратной связью, состоящей из датчика 15 и усилителя 16. Устройство остановки ударника содержит установленный на подвижной платформе 4 вибрационный датчик 17 (например, КД-35), своим выходом связанный с блоком управления 18 электромагнита 19, содержащего амортизирующий элемент 20.
Временные диаграммы (фиг.2) характеризуют:
а
1
- моменты времени запуска формирователя импульсов 11, при прямом и обратном ходе ударника (где t - время между моментами запуска формирователя импульсов 11 и 10 обусловлено скоростью движения ударника и расстоянием между датчиками);
b - моменты времени запуска формирователя импульсов 10, при прямом и обратном ходе ударника;
2
с - момент формирования и продолжительность (t) действия импульса на выходе формирователя импульсов 11;
3
d - момент формирования и продолжительность (t) действия импульса на выходе формирователя импульсов 10;
е - момент формирования импульса на выходе логического элемента 12;
4
g - момент формирования и продолжительность (t) действия управляющего импульса на выходе формирователя импульсов 13.
Устройство работает следующим образом.
4
Возбудитель периодических колебаний 1 при включенной муфте 14 раскачивает колебательную систему в виде маятника 2 с ударником 3. Вследствие положительной обратной связи амплитуда колебаний возрастает. От датчиков 5 и 7 на входы пороговых устройств 6 и 8 поступают сигналы пропорциональные скорости движения ударника 3. При превышении заданного значения скорости, соответствующего уровню срабатывания пороговых устройств 6 и 8, последние выдают импульсы на формирователи импульсов заданной длительности 10 и 11, последовательность выдаваемых пороговыми устройствами 6 и 8 импульсов зависит от направления движения ударника 3. При осуществлении заданного направления движения («прямого хода») ударника 3, а именно, в сторону подвижной платформы 4, и достижении заданной скорости, блок анализа направления движения 9 ударника 3 сработает следующим образом. Первым сигнал выдает датчик 7, по этому сигналу сработает пороговое устройство 8 и выдаст сигнал на формирователь импульсов 11, который сформирует импульс заданной длительности: длительность выбирается таким образом, чтобы за время действия этого импульса ударник 3 успел достичь зоны действия датчика 5 и тот выдал сигнал на пороговое устройство 6, которое выдает импульс на вход формирователя импульсов 10 и последний выдает короткий импульс (фиг.2). Таким образом, на входах логического элемента 12 появляется одновременно (совпадут по времени) два импульса, вследствие чего реализуется логическая функция «И» и на его выходе появится импульс, запускающий формирователь импульсов 13 заданной длительности (t); длительность выбирается исходя из условий затухания колебаний ударника 3. Импульс с формирователя импульсов 13 поступает на исполнительный элемент муфты 14 (на фиг. не показан), которая выключается на время действия импульса и отсоединяет возбудитель колебаний 1 от оси маятника 2. Ударник 3, совершая свободное движение в сторону подвижной платформы 4, производит удар по последней, возбуждая в ней затухающие колебания. Колебания воспринимаются вибрационным датчиком 17, закрепленным на подвижной платформе 4. Вибрационный датчик 17 выдает электрический сигнал на блок управления 18 электромагнита 19. Блок управления 18 выдает сигнал на включение электромагнита 19 и выдвижение при этом амортизирующего элемента 20, исключающего возможность повторного несанкционированного удара. Длительность выданного блоком управления 18 сигнала выбирается исходя из условий затухания возбужденных в подвижной платформе 4 колебаний.
3
При противоположном направлении движения ударника 3 («обратный ход») (см. фиг.2) и достижении заданной скорости первым выдает сигнал датчик скорости 5 и, следовательно, первым, на входе логического элемента 12 появится короткий импульс, выдаваемый формирователем импульсов 10. Как видно из диаграммы на фиг.2 («обратный ход») время действия короткого импульса (t) не совпадет с моментом появления на другом входе логического элемента 12 импульса, выработанного формирователем импульсов 11, и, следовательно, логическая функция «И», подразумевающая одновременное наличие двух сигналов на входах, не реализуется, логический элемент 12 импульс не вырабатывает. Отключение муфты 14 при этом не произойдет и, как следствие, возбудитель колебаний 1 не отсоединится от оси маятника 2.
Таким образом, управление моментом освобождения маятника 2 с ударником 3 обеспечивает стабильность параметров ударных воздействий, а наличие устройства остановки ударника 3 исключает возможность нанесения повторного несанкционированного удара.
Источники информации
1. А.с. СССР №702252, G01М 7/00, 1973.
2. А.с. СССР №1087798, G01М 7/00, 1982.
3. А.с. СССР №1298570, G01М 7/00, 1987.