JP2004333142A - Impact tester - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験片に衝撃を与えて衝撃破壊特性等を得る衝撃試験機に関する。
【0002】
【従来の技術】
衝撃試験機では、油圧シリンダの下側油室をタンクに連通するとともに、アキュムレータに蓄積された圧力を上側油室に導くことでピストンロッドを高速で伸張(下降)させ、ピストンロッドの先端に装着された試験治具を試験片に衝突させて破壊する。その衝突時のデータから試験片の衝撃破壊特性等が得られる。下側油室からの戻り油をサーボ弁等の流量制御弁で制御することで、ピストンロッドの下降速度を変更できる(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
試験終了後、油圧シリンダの上下油室にともにポンプ圧を導き、ピストンの受圧面積の差(上<下)によって生じる差圧でピストンロッドを収縮(上昇)させる。これにより試験治具を緩やかに初期位置まで復帰させることができる。
【0004】
【特許文献1】
特公平7−54290号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来、衝撃試験では試験片の破壊を前提としているが、近年の材料の進歩に伴い、材料によっては衝撃を加えても破壊されないことがある。この場合、衝突させた試験治具が試験片に拘束されてしまい、上記受圧面積の差のみでは試験治具を復帰できないことがある。
【0006】
本発明の目的は、試験片が破壊されない場合でも試験治具を問題なく復帰可能な衝撃試験機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る衝撃試験機は、衝撃試験治具が装着されるピストンロッドを有し、第1の油室への圧力によりピストンロッドを伸張させ、第2の油室への圧力によりピストンロッドを収縮するする油圧シリンダと、油圧ポンプの吐出圧力を蓄積するアキュムレータと、少なくとも第2の油室を油圧ポンプと連通するポンプ連通位置と、タンクに連通するタンク連通位置とに切換可能とされ、タンク連通位置で戻り油の流量を制御する流量制御弁と、油圧ポンプとアキュムレータとの間に介装され、第1の油室を油圧ポンプと連通するポンプ連通位置と、タンクに連通するタンク連通位置とに切換可能な切換弁とを備え、流量制御弁をタンク連通位置に、切換弁をポンプ連通位置にして、アキュムレータの蓄積圧力によりピストンロッドを伸張させて試験治具を試験片に衝突させるとともに、流量制御弁をポンプ連通位置に、切換弁をタンク連通位置にすることで、ピストンロッドを収縮して試験治具を復帰させるようにしたものである。
特に請求項2の発明は、油圧ポンプの吐出管路圧力を第1の圧力に制限する第1のリリーフ弁と、油圧ポンプの吐出管路圧力を第1の圧力よりも低い第2の圧力に制限する第2のリリーフ弁と、第1,第2のリリーフ弁のいずれかを選択する選択弁とを有し、少なくともアキュムレータに衝撃試験用の圧力を蓄えるときには第1のリリーフ弁を選択し、第1のリリーフ弁を選択しないときには第2のリリーフ弁を選択するようにしたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1〜図4により本発明の一実施の形態を説明する。
図1は本実施形態における衝撃試験機の全体構成図である。支持台1上には支柱2を介してクロスヨーク3が支持され、クロスヨーク3に油圧シリンダ4が支持されている。シリンダチューブ4aに対して伸縮可能な下ピストンロッド4cには、先端に衝撃試験治具としてのポンチ5が装着される。支持台1上には、ポンチ5と対向する位置に受け台6を介して板状の試験片TPが載置され、試験片TPの上部に押さえ板7(図2)が配置される。下ピストンロッド4cを高速で伸張(下降)すると、ポンチ5が押さえ板7の開口を通って試験片TPに衝突する。ポンチ5にはロードセル5aが組み込まれ、試験片衝突時の荷重を図3のコントローラ21に送る。
【0009】
図3は衝撃試験機の油圧系および制御系を示している。油圧シリンダ4は、シリンダチューブ4a内を昇降する復動式のピストン4bを有し、上述した下ピストンロッド4cと、上ピストンロッド4dとがピストン4bに連結される。上ピストンロッド4dは、ピストン4bの変位量を検出する例えば静電容量式の変位検出器22に挿通され、変位検出器22検出信号は変位信号としてコントローラ21に入力される。
【0010】
油圧ポンプ11と油圧シリンダ4の上側油室4Uとを結ぶ管路には、電磁式切換弁(以下、電磁弁)12およびアキュムレータ13が設けられている。電磁弁12が図示のごとくイ位置(ポンプ連通位置)を保持しているときには、油圧ポンプ11の吐出圧力が上側油室4Uに導かれるとともに、アキュムレータ13が畜圧される。一方、コントローラ21からの信号により電磁弁12がロ位置(タンク連通位置)に切換わると、上側油室4Uはタンク14に連通される。
【0011】
流量制御弁としてのサーボ弁15は、コントローラ21からの信号によって制御され、油圧シリンダ4の下側油室4Lを油圧ポンプ11に連通する状態と、タンク14に連通する状態と、油圧ポンプ11,タンク14のいずれとも遮断する状態に切換可能とされる。下側油室4Lがタンク14に連通しているとき、タンク14への戻り油の流量をサーボ弁15にて制御することで、下ピストンロッド4cの移動速度、すなわち試験片TPに対する衝撃破壊のための速度を所定の範囲で任意に切換えることが可能である。
【0012】
16,17はともに、油圧ポンプ11の吐出圧力を制限するためのリリーフ弁であり、リリーフ弁17はリリーフ弁16よりも設定圧力が低く設定されている。リリーフ弁16,17の使い分けについては後述するが、いずれのリリーフ弁を用いるかは電磁弁18にて選択される。電磁弁18もコントローラ21によって切換えられる。
【0013】
コントローラ21にはまた、操作パネル30が接続されている。操作パネル30は、図4に示すように電源スイッチ31と、試験開始を指示するスタートスイッチ32と、アキュムレータ13の畜圧を指示するチャージスイッチ33と、ポンチ5の上下位置を調整するためのアップ/ダウンスイッチ34,35と、油圧ポンプ11を低圧運転するためのRUNスイッチ36と、ピストンロッド4cを初期状態に復帰させるための復帰スイッチ37等を有する。
【0014】
以上のように構成された衝撃試験機による衝撃試験の手順を説明する。
まず電源スイッチ31を操作する。初期状態では、電磁弁12はイ位置にあってアキュムレータ13と油圧シリンダ4の上側油室4Uとを油圧ポンプ11に連通している。また電磁弁18は低圧リリーフ弁17を選択するb位置にある。サーボ弁15は、油圧シリンダ4の下側油室4Lとタンク14とを遮断するとともに、下側油室4Lを油圧ポンプ11とも遮断し、油圧ポンプ11は停止している。
【0015】
この状態でRUNスイッチ36を操作すると、コントローラ21は電磁弁12をイ位置に保持したまま油圧ポンプ11を駆動する。これによりアキュムレータ13に油圧が作用するが、低圧リリーフ弁17が選択されているため油圧ポンプ11の吐出管路は低圧に保持され、アキュムレータ13には畜圧されない。またこのとき、サーボ弁15は下側油室4Lとタンク14とを遮断しているから、油圧シリンダ4は駆動されない。この状態が低圧運転状態である。
【0016】
低圧運転状態で上下スイッチ34,35によりポンチ5の上下位置調整を行う。下スイッチ35を操作すると、サーボ弁15は下側油室4Lをタンク14に連通し、これによりピストン4bすなわちポンチ5が低圧で下降する。下スイッチ35の操作を解除すると、下側油室4Lがタンク14と遮断されることで、ピストン4bは停止する。上スイッチ34を操作すると、サーボ弁15は下側油室4Lを油圧ポンプ11と連通する。これにより上側油室4Uおよび下側油室4Lの双方にポンプ圧が作用するが、ピストン4bの下側受圧面積は上側受圧面積より大きいので、ピストン4bすなわちポンチ5は低圧で上昇する。上スイッチ34の操作を解除すると、サーボ弁5により下側油室4Lが油圧ポンプ11およびタンク14の双方と遮断されることで、ピストン4bは停止する。低圧運転状態ではピストン4bが高速で動くことがなく、正確かつ安全に調整作業を行える。
【0017】
チャージスイッチ33を操作すると、電磁弁18は高圧リリーフ弁16を選択するa位置に切換わり、油圧ポンプ11の吐出管路圧力が高まって高圧運転状態となる。電磁弁12はイ位置にあるが、サーボ弁15は下側油室4Lを油圧ポンプ11およびタンク14のいずれとも遮断しているから、油圧シリンダ4は駆動されず、アキュムレータ13に高油圧が蓄積される。
【0018】
畜圧後、スタートスイッチ32を操作すると、サーボ弁15は下側油室4Lをタンク14と連通する。電磁弁12はイ位置を保持しているため、アキュムレータ13に蓄積された高圧によりピストン4bは高速で下降し、ピストンロッド4cに装着したポンチ5が試験片TPに衝突する。コントローラ21は、そのときのロードセル5aの出力および変位検出器22の出力を読み込み、これらのデータを処理して試験片TPの衝撃破壊特性等を得る。ピストン4bが停止位置まで移動して試験が完了すると、コントローラ21は、電磁弁18をb位置に切換えて自動的に低圧運転状態とする。
【0019】
その後、ポンチ5を初期位置に復帰させるべく復帰スイッチ37を操作すると、電磁弁12はロ位置に切換わって上側油室4Uがタンク14と連通し、サーボ弁15は下側油室4Lを油圧ポンプ11と連通させる。よってポンプ圧によりピストン4bが上昇し、ポンチ5の復帰動作がなれる。ポンチ5が初期位置まで上昇すると、サーボ弁5により下側油室4Lが油圧ポンプ11およびタンク14の双方と遮断されることで、ピストン4bは停止する。
【0020】
このように下側油室4Lにポンプ圧を導き、上側油室4Uをタンク14と連通して復帰動作を行うようにしたので、ピストン4bの受圧面積の差のみによる復帰動作と比べて大きな力を発揮できる。したがって、たとえ衝撃付与時に試験片TPが破壊せず、試験片TPによってポンチ5が拘束されてもポンチ5を確実に初期位置まで復帰できる。しかも本実施形態では、ポンチ位置調整時および復帰動作時には低圧リリーフ弁17を選択するようにしたので、緩やかな動作を実現でき、安全性が高まる。
【0021】
なお、ポンチ5の復帰動作時に低圧リリーフ弁に切換えなくても安全性が確保できる場合には、低圧リリーフ弁およびリリーフ弁選択機能は省略できる。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、流量制御弁をポンプ連通位置に、切換弁をタンク連通位置にすることで試験治具の復帰動作を行うようにしたので、試験片が破壊されずに試験治具を拘束しても確実に試験治具を復帰させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る衝撃試験機の全体構成図。
【図2】ポンチと試験片載置部を示す拡大図。
【図3】衝撃試験機の油圧系および制御系を示す図。
【図4】衝撃試験機の操作パネルを示す図。
【符号の説明】
4 油圧シリンダ
4b ピストン
4c 下ピストンロッド
4U 上側油室
4L 下側油室
5 ポンチ
11 油圧ポンプ
12,18 電磁弁
13 アキュムレータ
14 タンク
15 サーボ弁
16 リリーフ弁(高圧)
17 リリーフ弁(低圧)
21 コントローラ
30 操作パネル
TP 試験片[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an impact tester that obtains impact fracture characteristics and the like by giving an impact to a test piece.
[0002]
[Prior art]
In the impact tester, the lower oil chamber of the hydraulic cylinder communicates with the tank, and the pressure accumulated in the accumulator is guided to the upper oil chamber, thereby allowing the piston rod to expand (down) at a high speed and attached to the tip of the piston rod. The broken test jig is caused to collide with the test piece and destroyed. From the data at the time of the collision, the impact fracture characteristics and the like of the test piece can be obtained. By controlling the return oil from the lower oil chamber with a flow control valve such as a servo valve, the lowering speed of the piston rod can be changed (for example, see Patent Document 1).
[0003]
After the test, the pump pressure is guided to both the upper and lower oil chambers of the hydraulic cylinder, and the piston rod is contracted (increased) by a differential pressure generated by a difference in pressure receiving area of the piston (upper <lower). As a result, the test jig can be slowly returned to the initial position.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 7-54290
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, the impact test is based on the assumption that the test piece is destroyed. However, with the recent progress in materials, some materials may not be destroyed even when subjected to an impact. In this case, the collided test jig is restrained by the test piece, and the test jig may not be able to be restored only by the difference in the pressure receiving area.
[0006]
An object of the present invention is to provide an impact tester that can return a test jig without any problem even when a test piece is not broken.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An impact tester according to the present invention has a piston rod on which an impact test jig is mounted, extends the piston rod by pressure to a first oil chamber, and extends the piston rod by pressure to a second oil chamber. A hydraulic cylinder that contracts, an accumulator that accumulates the discharge pressure of the hydraulic pump, a pump communication position that communicates at least the second oil chamber with the hydraulic pump, and a tank communication position that communicates with the tank. A flow control valve for controlling the flow rate of the return oil at the communication position, a pump communication position interposed between the hydraulic pump and the accumulator and communicating the first oil chamber with the hydraulic pump, and a tank communication position communicating with the tank And a switching valve that can be switched between the valve and the flow control valve in the tank communication position, the switching valve in the pump communication position, and the piston rod is extended by the accumulated pressure of the accumulator. By causing the test jig to collide with the test piece and setting the flow control valve to the pump communication position and the switching valve to the tank communication position, the piston rod is contracted to return the test jig. .
In particular, the invention of
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an impact tester according to the present embodiment. A
[0009]
FIG. 3 shows a hydraulic system and a control system of the impact test machine. The
[0010]
An electromagnetic switching valve (hereinafter, an electromagnetic valve) 12 and an
[0011]
The servo valve 15 as a flow control valve is controlled by a signal from the
[0012]
[0013]
An
[0014]
The procedure of the impact test using the impact tester configured as described above will be described.
First, the
[0015]
When the
[0016]
The vertical position of the
[0017]
When the
[0018]
When the start switch 32 is operated after the storage pressure, the servo valve 15 communicates the lower oil chamber 4L with the
[0019]
Thereafter, when the
[0020]
As described above, since the pump pressure is guided to the lower oil chamber 4L and the upper oil chamber 4U is communicated with the
[0021]
If the safety can be ensured without switching to the low-pressure relief valve during the return operation of the
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the return operation of the test jig is performed by setting the flow control valve to the pump communication position and the switching valve to the tank communication position, the test jig is restrained without breaking the test piece. Even so, the test jig can be reliably returned.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an impact tester according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing a punch and a test piece mounting portion.
FIG. 3 is a diagram showing a hydraulic system and a control system of the impact test machine.
FIG. 4 is a diagram showing an operation panel of the impact tester.
[Explanation of symbols]
4 Hydraulic
17 Relief valve (low pressure)
21
Claims (2)
Priority Applications (1)
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-
2003
- 2003-04-30 JP JP2003125053A patent/JP3849665B2/en not_active Expired - Lifetime
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