專利名稱：沖擊器輸出性能測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用封閉氣腔中氣體壓力變化來檢測沖擊器輸出性能的測試法及其設(shè)備。
沖擊器沖擊性能參數(shù)是衡量沖擊器水平與質(zhì)量的一個(gè)重要方面，其主要參數(shù)需通過試驗(yàn)手段進(jìn)行測量，并以數(shù)據(jù)或圖形表示出結(jié)果。沖擊器性能考核，主要測定沖擊能與沖擊頻率。目前常用的沖擊器沖擊性能測試方法有應(yīng)力波法、光電位移微分法、電磁感應(yīng)法、觸點(diǎn)法、高速攝影法、示功圖法和能量法。然而，由于受測試儀器設(shè)備的制約，這些方法存在著準(zhǔn)備工作量大、操作復(fù)雜、材料消耗大、高成本以及對活塞運(yùn)動(dòng)狀態(tài)反映不完全等缺陷，尤其是不適宜在施工現(xiàn)場對沖擊器的運(yùn)作作適時(shí)檢測。
本實(shí)用新型的目的是找到一種準(zhǔn)確、安全、經(jīng)濟(jì)、快捷、方便的沖擊器性能測試法及其裝置。
本實(shí)用新型為達(dá)到上述目的而采用的技術(shù)方案是1.提供一套沖擊器輸出性能測試裝置，它由封閉氣缸3、密封裝置4、壓力傳感器5、數(shù)據(jù)采集板6、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)7、顯示系統(tǒng)8(打印機(jī)、顯示器)組成，其特征在于沖擊器1的活塞2尾部安裝上一個(gè)密閉的氣腔3，氣腔3外殼與沖擊器的缸體應(yīng)相對固定。
2.提出一種采用上述裝置而實(shí)現(xiàn)的對沖擊器1輸出性能測試的方法——?dú)鈮悍?。通過定時(shí)檢測因活塞2在封閉氣腔3中運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的氣腔3中氣體壓力的變化，并以此經(jīng)過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算而得到相應(yīng)的活塞2速度、位移、沖擊能、沖擊頻率等沖擊器輸出工作性能的參數(shù)。
本實(shí)用新型沖擊器輸出性能的測試裝置及測試方法所測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，操作安全、快捷、方便。不僅可用于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對某一產(chǎn)品作性能試驗(yàn)，也可方便地實(shí)現(xiàn)沖擊器性能的在線檢測。大大有利于施工作業(yè)的適應(yīng)性和安全性，有利于操作和管理人員適時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并有利于設(shè)備的維修。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步的說明

圖1為本實(shí)用新型測試裝置的構(gòu)成示意圖；圖2為本實(shí)用新型絕熱過程氣體壓力P和容積V之間的關(guān)系曲線圖；圖3為本實(shí)用新型的工作原理示意圖。
圖1描述了本實(shí)用新型測試裝置的組成。沖擊器1的活塞2尾部安裝一個(gè)氣腔3，氣腔3的外殼與沖擊器1的缸體相對固定，其內(nèi)部的一端由密封圈4封堵而形成一個(gè)密閉的氣腔3，通過壓力傳感器5與數(shù)據(jù)采集板6、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)7、顯示器8、打印機(jī)9組成。
本實(shí)用新型上述測試系統(tǒng)的提供實(shí)現(xiàn)了用“氣壓法”對沖擊器輸出性能的測試。
圖2描述了一定質(zhì)量的氣體外界沒有熱量交換的條件下，從某一狀態(tài)(P1、V1、T1)變化到另一狀態(tài)(P2、V2、T2)的絕熱變化過程中氣體壓力P和容積V之間的關(guān)系，該P(yáng)-V曲線關(guān)系符合絕熱方程PVk＝C (1)式中k-為絕熱指數(shù)；C-為常數(shù)。
圖3描述了使用本實(shí)用新型沖擊器輸出性能測試裝置所進(jìn)行的測試工作狀況。活塞2回程時(shí)壓縮氣腔使氣壓增高，沖程時(shí)氣腔3壓力降低?；钊?在密閉氣腔3中高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氮?dú)庵械臒崃縼聿患芭c外界進(jìn)行熱交換(散熱或吸熱)，這一過程可以看作是絕熱過程。
在t＝t1時(shí)刻有效面積為A的活塞處于x＝x1的位置，此時(shí)氮?dú)馇?中氮?dú)鈮毫镻1、體積為V1。在x＝x2的位置，此時(shí)氮?dú)馇?中氮?dú)鈮毫镻2、體積為V2。由絕熱方程可知P1V1k=P2V2k=P2[V4-(x1-x2)A]k=P2(V1-Δx·A)k]]>由上式可得Δx=V1A·[1-P1P2k]---(2)]]>由于活塞2在Δt＝t2-t1時(shí)間內(nèi)位移為Δx，可知在活塞2通過x1、x2點(diǎn)間距離的平均速度為v-=ΔxΔt=V1A·Δt·[1-P1P2k]---(3)]]>上式P1、P2可通過壓力傳感器5對氮?dú)馇?壓力定時(shí)采樣而獲得。當(dāng)采樣間隔較小時(shí)，則此平均速度可較為精確地反映活塞2此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
獲得活塞2的運(yùn)動(dòng)速度后，由沖程最大速度可算得活塞2的沖擊能。而沖擊頻率可通過以下方法得到對計(jì)算后得到的一系列活塞2運(yùn)動(dòng)速度數(shù)值進(jìn)行比較，找到兩個(gè)相鄰速度峰值所處的時(shí)間，其差值的絕對值即為活塞2周期，而沖擊頻率為周期的倒數(shù)。其數(shù)學(xué)表示如下T＝|tvmax1-tvmax2| (4)f＝1/T (5)若把活塞2速度周期變化趨勢或氮?dú)馇?氣壓周期變化趨勢以曲線的形式表達(dá)出來，則可直觀的讀出活塞2運(yùn)動(dòng)周期，并計(jì)算出頻率。
氣壓法中沖擊能與沖擊頻率是在同一測試條件下獲得的。
本實(shí)用新型所測試的活塞速度、位移、沖擊能、沖擊頻率等沖擊器輸出工作性能的參數(shù)均經(jīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)打印顯示出來，所測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、快捷、方便。
權(quán)利要求1.沖擊器輸出性能測試裝置，它由封閉氣缸3、密封裝置4、壓力傳感器5、數(shù)據(jù)采集板6、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)7、顯示系統(tǒng)8組成，其特征在于沖擊器1的活塞2尾部安裝上一個(gè)密閉的氣腔3，氣腔3外殼與沖擊器的缸體應(yīng)相對固定。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用封閉氣腔中氣體壓力變化來檢測沖擊器輸出性能的設(shè)備。其特征在于:沖擊器1的活塞2尾部安裝上一個(gè)密閉的氣腔3,其外殼與沖擊器的缸體應(yīng)相對固定;通過定時(shí)檢測活塞2在封閉氣腔3中運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致氣腔3中氣體壓力變化來檢測沖擊器輸出性能。使用本實(shí)用新型所測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、快捷、方便。
文檔編號(hào)G01N7/00GK2479499SQ01225688
公開日2002年2月27日 申請日期2001年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月25日
發(fā)明者楊襄壁, 胡均平, 丁問司, 朱桂華, 羅春雷 申請人:中南大學(xué)