冲击试验机安全保护的设计

　　在对一些零、部件作垂直冲击试验过程中,需要将一定质量的重物提升到一定的高度上,在实现将重物快速脱开、自由落下、垂直冲击试件等一系列过程后,采集试件受冲击后的变化数据以测试试件的冲击性能。传统的快速脱开装置,多采用电磁铁来完成,通过将电磁铁通电来吸附铁制重物,然后将电磁铁提升到一定高度,再断电消磁使重物快速脱开、自由落下冲击试件。但该种方法不安全,在提升重物或装卸试件过程中,由于连接重物的力为电磁力,当突然断电等意外情况发生时,电磁力消失,重物会不受控制地自由落下,情况会非常危险。冲击重物意外落下时,设计有效的防落机构、有效的安全互锁机构来防止事故发生,这些问题至关重要。本文介绍了多种方法,很好地解决了冲击试验过程中的安全性问题。

　　1　试验机结构与原理

　　主机结构见图1,主机主体由立柱、横梁、工作台组成封闭框架,工作台牢固地固定在地基基础上;横梁上安装一个小型卷扬机,卷扬机的钢丝通过滑轮和横梁中心孔与快脱气缸连接,快脱气缸与砝码、砝码托及冲头连接;工作台两侧垂直固定中空的立杆A和立杆B,在立杆中间安装控制线和气管,在立杆B顶端安装了操作盒和报警灯,同时两立杆外侧安装一组光电保护器;在两立柱外侧安装了由支撑杆铰接座、气缸铰接座、带位置开关的气缸、接杆铰接座、支撑杆、支撑座组成的三角形支撑珩架,通过气缸的伸长可使支撑杆和支撑座贴靠在立柱上,通过气缸的收缩使支撑杆和支撑座分离立柱;在工作台上安装固定试样的固定架,在固定架外面安装带有光电开关的保护罩、在横梁上安装一个行程开关还固定一个标尺杆,一接近开关可根据冲击高度的要求在标尺杆上调整位置;在两立柱下端有缓冲弹簧; PLC控制箱和气压控制系统分别安装在工作台两侧。整体布置很紧凑。

　　该试验机以气压作为动力源,实验室一般都有气源,所以以气压作为动力源减少成本并且环保。具体操作过程如下:

　　操作面板见图2,按下降键使快脱气缸下降到可以方便连接砝码的位置,按停止键;按脱开键让快脱气缸的控制阀通电,使脱开装置处于脱开状态,然后将接头体插进接头,按连接键让快脱气缸的控制阀断电,使脱开装置连接接头及砝码;按上升键提升装置通过提升吊环将快脱气缸及砝码提升到砝码托遮挡接近开关位置时上升会自动停止,同时支撑珩架会自动闭合,让支撑杆和支撑座贴靠在立柱上,此时黄色报警灯亮,提醒操作人员注意安全。然后可以安装试样,在安装试样过程中操作人员遮挡光电保护器或保护罩没有合上时,以及支撑珩架处于支撑状态时,按脱开键均失效,系统都会自动保护砝码不能落下。一切准备就绪,准备试验时,按放松键,并且气缸达到位置开关的位置,说明支撑珩架完全打开,这时红色报警灯亮并伴随间歇的报警声,提醒全体试验人员试验马上要开始,注意安全。正式试验时,按脱开键,砝码会迅速脱离快脱气缸垂直地自由冲击试样,之后绿色报警灯亮。重复开头动作将快脱气缸及砝码提升到一定高度自动停止,黄灯亮之后。再测试试件受冲击后的变化数据或更换新试样,重复上述工作过程即可。当试验工作结束后应将砝码落到工作台上并让支撑珩架处于支撑状态。