Приложение R (обязательное) Пружинное устройство для испытаний на удар и его калибровка

Приложение R
(обязательное)

Пружинное устройство для испытаний на удар и его калибровка

R.1 Конструкция

Устройство для испытаний на удар представлено на рисунке R.1

"Рисунок R.1 - Устройство для испытания на удар"

Устройство состоит из трех основных частей: корпуса, ударного элемента и спускового конуса с пружиной.

Корпус состоит из кожуха, направляющей ударного элемента, спускового механизма и других частей, жестко связанных с ним. Масса корпуса (125010) г.

Ударный элемент состоит из головки молотка, стержня молотка и взводной рукоятки. Масса ударного элемента (2501) г.

Головка молотка имеет полусферическую переднюю часть из полиамида с твердостью по Роквеллу HR 100, радиусом 10 мм; она должна быть прикреплена к стержню молотка так, чтобы расстояние между ее вершиной и плоскостью, проходящей через торец конуса, непосредственно перед спуском ударного элемента было равно указанному в таблице R.1.

Таблица R.1

Кинетическая энергия непосредственно перед нанесением удара, Дж	Примерное значение величины сжатия пружины, мм
0,200,02	13
0,350,03	17
0,500,04	20
0,700,05	24
1,000,05	28
Примечание - Значение кинетической энергии Е, Дж, непосредственно перед нанесением удара, можно приближенно рассчитать по формуле , где F- сила полного сжатия пружины молотка, Н; с - величина сжатия пружины молотка, мм. Действительную величину кинетической энергии определяют методом, описанным в R.2 настоящего приложения. Чтобы избежать частой перенастройки и перекалибровки, рекомендуется иметь отдельные молотки, на строенные для обеспечения каждого значения кинетической энергии.

Масса конуса 60 г, а пружина конуса непосредственно перед спуском ударного элемента создает усилие 5 Н. Пружины спускового механизма должны быть отрегулированы так, чтобы они создавали давление, достаточное для удержания спускового механизма в состоянии зацепления. Давление, необходимое для отпускания ударного элемента, не должно превышать 10Н.

Конфигурация стержня и головки молотка и средств настройки пружины молотка такова, что вся накопленная энергия пружины реализуется в тот момент, когда головка молотка находится уже примерно на расстоянии 1 мм от плоскости удара.

На последнем миллиметре перед ударом спусковой механизм выходит из зацепления и движущаяся часть обладает кинетической энергией. Кроме выполнения всех вышеперечисленных условий, после того как вершина головки молотка пройдет плоскость удара, спусковой элемент должен свободно перемещаться без помех на расстояние не менее 8 мм.

Калибровку ударного устройства проводят по R.2 таким образом, чтобы, когда устройство находится в горизонтальном положении, кинетическая энергия ударного элемента непосредственно перед ударом была равна указанной в таблице R.1.

Устройство взводят с помощью взводной рукоятки до тех пор, пока спусковой зажим не войдет в паз на стержне молотка.

Примечание - При определении твердости полиамида по Роквеллу должны соблюдаться следующие условия:

- диаметр валика - (12,70000,0025) мм;

- начальная нагрузка - (1002) Н;

- перегрузка - (5002,5) Н.

R.2 Калибровка

R.2.1 Конструкция калибрующего устройства

Основной частью устройства является маятник (рисунок R.2), к нижнему концу которого прикреплена стальная пружина (рисунок R.3). Пружина изготовлена из пружинной стали (в закалке нет необходимости) и жестко прикреплена к маятнику.

Калибрующее устройство в сборе представлено на рисунке R.4. Кроме рамы, основными частями устройства являются: подшипник 1, фиксирующийся указатель 2, спусковое основание 3 и спусковой механизм 4. Эти части в увеличенном масштабе показаны на рисунке R.5.

Для получения соответствующих характеристик торможения указателя между металлическими поверхностями подшипника помещают войлок, а рояльную струну изгибают так, чтобы сила, удерживающая войлок, была незначительной.

Так как спусковой механизм необходимо удалять при настройке калибрующего устройства, спусковой механизм крепится к основанию винтами.

R.2.2 Методика настройки калибрующего устройства

Настройку калибрующего устройства проводят с использованием отдельного ударного элемента 1, извлеченного из пружинного испытательного устройства, как показано на рисунке R.6.

Ударный элемент подвешивают на четырех льняных нитях 2, закрепленных в точках, расположенных в горизонтальной плоскости на 2000 мм выше точки соприкосновения пружины 3 и ударного элемента, когда последний находится в состоянии покоя. Ударный элемент отводят от пружины 3 и ударяют им о пружину. При этом точка соприкосновения ударного элемента с пружиной (в динамических условиях) не должна быть ниже точки соприкосновения ударного элемента с пружиной в положении покоя более чем на 1 мм. Точки подвеса затем поднимают на расстояние, равное расстоянию между обеими точками соприкосновения.

При отрегулированной системе подвески ось ударного элемента должна быть перпендикулярна к воспринимающей удар поверхности пружины, а сам ударный элемент в момент удара должен располагаться горизонтально.

Когда ударный элемент находится в положении покоя, калибрующее устройство располагают так, чтобы точка, в которую будет нанесен удар в процессе калибровки пружинного устройства, находилась точно по центру головки молотка.

На рисунке R.6 изображен лишь маятник калибрующего устройства. Разница в 1 мм по вертикали приводит к погрешности настройки примерно 0,8%.

Перед настройкой с калибрующего устройства снимают спусковой механизм.

Допускается применять другой способ подвески ударного элемента с использованием двух льняных нитей. Чтобы при этом способе подвески ось ударного элемента была перпендикулярна к поверхности пружины маятника, система под вески должна быть отрегулирована так, чтобы ударный элемент после удара о пружину перемещался по тому же самому пути, что и перед ударом. Кроме того, необходимо следить, чтобы нить, ближайшая к головке молотка, располагалась на достаточном расстоянии от конца ударного элемента, чтобы она не служила помехой для маятника и указателя.

Для получения достоверных результатов калибрующее устройство жестко прикрепляют к опоре, например к конструкционным частям здания.

Калибровку осуществляют, создавая энергию удара 1 Дж, которая достигается при высоте падения (4081) мм.

Высоту падения измеряют от центра тяжести ударного элемента; для удобства измерения могут быть использованы две стеклянные трубки 4, соединенные между собой гибким шлангом. Одну стеклянную трубку закрепляют и снабжают шкалой 5.

Для удержания ударного элемента в верхнем положении может быть использована тонкая нить 6, которая при разрыве отпускает ударный элемент.

Для градуировки шкалы на шкальной пластине вычерчивают окружность с центром, совпадающим с точкой крепления маятника, а радиус должен быть таким, чтобы окружность касалась тормоза указателя. На этой окружности в точке, где тормоз указателя соприкасается с маятником, находящимся в состоянии покоя, отмечают нулевую точку (0 Дж - рисунок R.7).

Точку на шкале, соответствующую энергии удара 1 Дж, получают, отпуская ударный элемент с высоты (4081) мм для удара о пружину маятника. Операцию повторяют не менее 10 раз и окончательно точку "1 Дж" получают по среднему показанию фиксирующегося указателя.

Другие точки шкалы получают следующим образом. Через центр окружности и точку "0 Дж" проводят прямую линию. Ортогональная проекция точки "1 Дж" на эту прямую обозначена буквой Р Промежуток между "0 Дж" и Р делят на 10 равных частей. Через каждую точку деления проводят перпендикуляры к прямой "0 Дж-Р". Точки пересечения перпендикуляров с окружностью соответствуют значениям энергии удара 0,1; 0,2; 0,3 ... 0,9 Дж. Этот же принцип может быть использован для нанесения делений на шкалу за точкой "1 Дж".

R.2.3 Эксплуатация калибрующего устройства

Для получения достоверных результатов калибрующее устройство необходимо жестко прикрепить к опоре, например к конструкционным частям здания.

Пружинный прибор для испытаний на удар, который необходимо настроить, размещают на спусковом основании, а затем приводят три раза в действие при помощи спускового механизма калибрующего устройства; эту операцию не допускается проводить вручную.

После каждого срабатывания ударный элемент испытательного прибора разворачивают в другое положение. Среднеарифметическое трех значений энергии, полученных по шкале калибрующего устройства, принимают за фактическое значение удара пружинного прибора.

"Рисунок R.2 - Маятник"

"Рисунок R.3 - Стальная пружина"

"Рисунок R.4 - Калибрующее устройство"

"Рисунок R.5 - Детали калибрующего устройства"

"Рисунок R.6 - Установка для настройки калибрующего устройства"

"Рисунок R.7 - Градуировка шкалы"