[发明专利]一种延长冲击锤头使用寿命的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种延长高速冲击的环境试验设备使用寿命的方法及其装置，尤其涉及一种延长冲击锤头使用寿命的方法及其装置。

背景技术

环境试验设备主要用于模拟被试件的实际工作环境，以考核被试件工作过程中的可靠性和结构完好性。有些设备或元器件的工作环境就是高速冲击环境。对于模拟高速冲击环境的试验设备，其使用寿命往往取决于其部件的使用寿命，尤其是冲击接触部件的使用寿命。

冲击试验设备为被试件提供的冲击破坏环境来自于两个质量块的相互撞击，冲击速度                                                ，为冲击加速度的作用时间。对于不同材料的撞击块，加速度作用时间是不相同的。因此，相同的冲击速度v产生的冲击加速度也是不相同的。

由，即撞击接触件受到的冲击力与冲击加速度成正比。对于一定尺寸的撞击接触件，其受力面积S是一定的，由，冲击对撞击接触件产生的应力与冲击力成正比，也即与冲击加速度成正比，与冲击作用时间成反比。

考虑到强度因素，在高速冲击试验设备工作过程中，冲击接触部件往往采用钢制零件，以承受巨大的冲击加速度。同时，由于工程中的加工及装配精度问题，两个撞击接触件无法完全以平面接触，所以设计时通常做成一个平面与一个大直径的球面接触，接触面积较小。

经分析验证，钢对钢的冲击作用时间，常用的撞击接触面为直径5mm的圆。目前常用的金属材料45钢调质后的屈服强度，弹簧钢60Si2MnA经标准热处理后的屈服强度。

由可得出，接触面为直径5mm的圆时，45钢所能承受的最大冲击力为1078.125N，弹簧钢60Si2MnA所能承受的最大冲击力为4375N。设冲击部件的质量，由可得，上述45钢材料可承受的冲击加速度为2.17m/s²，上述弹簧钢60Si2MnA材料可承受的冲击加速度为8.75m/s²；一旦超过上述数据，撞击接触件便会产生疲劳屈服，出现凹陷、蚀点等缺陷。

而工程中实际的冲击能量往往大于上述数值，力学环境试验设备必须满足工程实际数据折要求，为确保试验的准确性，目前通常在两个相互撞击的碰撞件上分别安装可拆卸更换的撞击块，在撞击块发生疲劳塑性变形后，换上新的撞击块。

但是目前撞击块的寿命较短，使用者需频繁更换撞击块，制造、使用成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种延长冲击锤头使用寿命的方法及其装置，以最小的制造和使用成本延长冲击锤头疲劳塑性变形的周期，以延长冲击设备的使用寿命，改善现有状况。

如背景技术中所述，在相同条件下，冲击对撞击接触件产生的应力与冲击力成正比，也即与冲击加速度成正比，与冲击作用时间成反比。通过延长冲击作用时间，减小冲击加速度，减小冲击对撞击接触件产生的冲击应力，以延长冲击锤头的寿命。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

就延长冲击锤头使用寿命的方法而言：

本发明解决上述技术问题提供的方法如下，首先将吸能块置于所述冲击锤头与安装块之间的内腔中，所述冲击锤头的一侧凸台压住吸能块，并将冲击锤头与安装块固定连接，再将安装块固定设置在冲击台面上，将冲击块固定设置在冲击底座上，冲击过程中，冲击锤头将冲击能量传递给吸能块，使吸能块产生变形，使得冲击锤头所受到的冲击应力减小，从而延长冲击锤头的使用寿命。

作为本发明的优选方案之一，在所述冲击锤头与冲击块之间设置缓冲垫，并将缓冲垫与冲击块固定连接。

优选的，所述内腔设置在安装块上或者设置在冲击锤头上或者同时设置在安装块和冲击锤头上。

更为优选的，所述内腔设置在安装块上。

进一步的讲，所述内腔直径大于吸能块外径，所述内腔的深度大于吸能块的厚度。

作为优选方案之一，所述冲击锤头与安装块通过螺钉固定连接，连接螺钉的分布圆大于内腔内径，小于冲击锤头外径，且连接螺钉的头部不高于冲击锤头的冲击面。

优选的，所述冲击锤头两侧各设置有一凸台，其中一侧凸台直径与内腔配合，另一侧凸台上表面设计成大球面结构。

就延长冲击锤头使用寿命的装置而言：

本发明为解决所述技术问题提供的一种延长冲击锤头使用寿命的装置，其包括安装块、吸能块、冲击锤头和冲击块，所述安装块固定设置于冲击台面上，所述冲击块固定设置于冲击底座上，所述冲击锤头与安装块之间设置一个内腔，所述吸能块置于该内腔中，所述冲击锤头与安装块固定连接。