适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器及其使用方法技术

本发明专利技术公开了适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器及其使用方法，属于钢球吸能器技术领域，包括基座，所述基座左右两侧与连接螺栓螺纹连接，所述连接螺栓上端与上盖左右两侧螺纹连接，所述上盖上表面设置有压盖，所述上盖中部固定安装有导向套，所述测杆设置在导向套内部，所述测杆通过压盖、导向套和弹性固定装置与钢球紧密连接，本发明专利技术不仅可以模拟凿岩设备的真实工况，同时起到了减震作用，避免了试验设备和元器件急速损坏。且整个吸能器易拆卸，便于在同一台架上开展凿岩机其他性能的检测；并且其结构简单，体积小，可重复使用，可更换钢球。更换钢球。

【技术实现步骤摘要】
适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器及其使用方法


[0001]本专利技术涉及钢球吸能器
，更具体地说，涉及适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器及其使用方法。

技术介绍

[0002]上世纪80年代以来，我国在凿岩机具冲击能测试系统中一直采用由长沙矿冶研究院研制的管式—
‑
软性材料多点吸能器，它能满足国际和国家标准的反射系数小于20％的要求，但其缺点就是结构长、制作麻烦、成本高，不适应于高冲击能检测。
[0003]上世纪80年代瑞典Atals公司提出，用钢球吸能器模拟岩石进行凿岩实验，近年来纳入国际标准用于冲击工具的噪声和振动测试，但对其作用机制尚未见深入的分析，只有推荐的结构尺寸，没有详细的设计规范，对于适用于应力波法测试冲击能量使用的钢球吸能器尚未见报导。
[0004]我国对钢球吸能器的研究和应用处于起步阶段，上世纪90年代原沈阳风动工具厂在引进瑞典液压设备凿岩机技术时曾引入过相关资料，但未正式使用。近年来国内在一些检测中心建立冲击工具噪声和振动测试系统中，依据国际标准采用过此项技术，但在应力波法冲击能检测系统中，此项技术的应用尚属空白。
[0005]应力波法测试凿岩机冲击能量系统中，均采用吸能器作为其工作对象进行试验，我国在冲击能测试系统中一直采用由长沙矿冶研究院研制的管式吸能器，这种吸能器采用长管结构，内部置以摩擦片和吸能材料，由多个随波传播距离渐增摩擦系数的摩擦点串联起来，以达到总的反射能量最小的要求，但其存在着如下缺点：
[0006](1)结构长，达数米，使用不方便；
[0007](2)制作麻烦；
[0008](3)由于体积和吸能材料的限制，不适应于高冲击能量的测试要求；
[0009](4)更换测杆不方便，一种吸能器仅对应一种测杆尾柄。

技术实现思路

[0010]1.要解决的技术问题
[0011]本专利技术的目的在于提供了一种适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器及其使用方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0012]2.技术方案
[0013]一种适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器，包括：基座，所述基座左右两侧与连接螺栓螺纹连接，所述连接螺栓上端与上盖左右两侧螺纹连接，所述上盖上表面设置有压盖，所述上盖中部固定安装有导向套，所述导向套左右两侧设置有吸能器管，所述基座上表面位于吸能器管处设置有垫板，所述吸能器管内部填充有钢球，所述吸能器管上下两端分别与上盖和基座固定连接，所述测杆设置在导向套内部，所述测杆通过压盖、导向套和弹性固定装置与钢球紧密连接。
[0014]优选地，所述吸能器管采用无缝管制作，且所述吸能器管内径D的公称直径和测杆头部一致，外径D
o
＝D+20mm。
[0015]优选地，所述吸能器管的长度L
a
大于2倍钢球充填长度L，L
a
>2L。
[0016]优选地，所述钢球直径d
s
采用1/10钎头体直径。
[0017]优选地，所述钢球充填长度L应满足L≥2.5D，优选充填长度L＝2.5D～3.0D。
[0018]优选地，所述钢球应淬硬，所述弹性固定装置采用弹性垫板或弹簧。
[0019]优选地，所述测杆钎头/测杆截面比A
b
/A＝6。
[0020]一种适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器的使用方法，包括以下步骤：
[0021]S1、建立测试系统：试验应力波测试标定系统采用落锤试验进行；
[0022]S2、试验应力波测试标定系统标定：给定质量为M和测杆等直径的落锤由钢管导向自高h自由下落撞击测杆；测试时，根据测试应力波形的最大量化值和辛卜生求和值分别乘以应力和能量标定系数，即可得出测试的最大应力值和冲击能量；
[0023]S3、钢球吸能器反射能量比测定：标定完毕后建立完毕后在凿岩机或气镐测试时由冲击工具直接打击钢球吸能器测杆，电阻应变计检测的测杆应变信号馈入电桥，经动态应变仪放大，输入波形存储器或存储示波器记录存储，调入微机进行数据处理。
[0024]其中，吸能器反射能量比的检验：应用于冲击能量测试的钢球和吸能器必须进行反射能量比检验；必须保证吸能器的反射能量比满足国家标准GB/T5621的要求，其反射能量比值不应超出20％。
[0025]所述吸能器的反射能量比：
[0026][0027]式中：
[0028]E
r
—来自吸能器的反射波能量；
[0029]E
i
—入射波能量；
[0030]σ—作为时间t函数的应力波值；
[0031]t1—入射波起始点；
[0032]t2—入射波终止点；
[0033]T
b
—应力波在测杆中往复一次的时间，
[0034]l—钢球吸能器的测杆长度；
[0035]c—波速，c＝5100m/s。
[0036]优选地，所述反射能量比在冲击能标定状态下进行测定；所述反射能量比的积分计算，采用牛顿法或辛卜生法进行计算；所述反射能量比检验可和冲击能标定同时进行，其检验结果附于冲击能标定记录；亦可单独进行。
[0037]3.有益效果
[0038]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0039]本专利技术不仅可以模拟凿岩设备的真实工况，同时起到了减震作用，避免了试验设备和元器件急速损坏。且整个吸能器易拆卸，便于在同一台架上开展凿岩机其他性能的检测。其优点如下：结构简单，体积小，可重复使用，可更换钢球。
附图说明
[0040]图1为本专利技术的钢球吸能器的结构示意图；
[0041]图2为本专利技术中吸能器管示意图；
[0042]图3为本专利技术中钢球吸能器示意图示意图；
[0043]图4为本专利技术中应力波反射系数(σ
r
/σ
i
)阻抗比(R)和吸能器/钎杆截面比的对应关系示意图；
[0044]图5为本专利技术中钢球摩擦吸能器的压力和吸能效率示意图；
[0045]图6为本专利技术中钢球吸能器试验系统示意图；
[0046]图7为本专利技术中卡落锤标定示意图；
[0047]图8为本专利技术中落锤结构示意图；
[0048]图9为本专利技术中标定应力波形示意图；
[0049]图10为本专利技术中凿岩机钢球吸能器应力波形示意图；
[0050]图中标号说明：1、基座；2、测杆；3、吸能器管；4、钢球；5、连接螺栓；6、上盖；7、压盖；8、导向套；9、垫板；10、弹性固定装置。
具体实施方式
[0051]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器，包括：基座(1)，其特征在于，所述基座(1)左右两侧与连接螺栓(5)螺纹连接，所述连接螺栓(5)上端与上盖(6)左右两侧螺纹连接，所述上盖(6)上表面设置有压盖(7)，所述上盖(6)中部固定安装有导向套(8)，所述导向套(8)左右两侧设置有吸能器管(3)，所述基座(1)上表面位于吸能器管(3)处设置有垫板(9)，所述吸能器管(3)内部填充有钢球(4)，所述吸能器管(3)上下两端分别与上盖(6)和基座(1)固定连接，所述测杆(2)设置在导向套(8)内部，所述测杆(2)通过压盖(7)、导向套(8)和弹性固定装置(10)与钢球(4)紧密连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器，其特征在于，所述吸能器管(3)采用无缝管制作，且所述吸能器管(3)内径D的公称直径和测杆(2)头部一致，外径D
o
＝D+20mm。3.根据权利要求1所述的一种适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器，其特征在于，所述吸能器管(3)的长度L
a
大于2倍钢球(4)充填长度L，La>2L。4.根据权利要求1所述的一种适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器，其特征在于，所述钢球(4)直径d
s
采用1/10钎头体直径。5.根据权利要求1所述的一种适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器，其特征在于，所述钢球(4)充填长度L应满足L≥2.5D，优选充填长度L＝2.5D～3.0D。6.根据权利要求1所述的一种适用于凿岩设备冲击性能检测的钢球吸能器，其特征在于，所述钢球(4)应淬硬，所述弹性固定装置(10)采用弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄增阳，许中琛，夏爱萍，程华烨，傅文涛，周文俊，宫兆斌，贺军，
申请(专利权)人：衢州市计量质量检验研究院，
类型：发明
国别省市：