Установка для испытания образцов при нагреве

Установка для испытания образцов при нагреве

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ПРИ НАГРЕВЕ, содержащая основание с установленной на нем печью, в цилиндрической полости которой размещены нагреватели, термопары , пассивный захват, закрепленньш на основании, и активньш захват, нагружатель, выполненньй в виде шарнирно закрепленного на основании рычага, один конец которого соединен с активным захватом, а другой - с грузом, и регулятор нагрузки, о тличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения соответствия механических нагрузок неравномерному нагреву образца, нагреватели выполнены полыми и установлены параллельно оси захватов, на внутренней поверхности печи выполнены по крайней мере два продольных теплозащитных выступа, расположенных диаметрально, а установка снабжена и 1линдрическим теплопроводным экраном, размещенным в цилиндрической полости печи концентрично оси захватов с возможностью вращения вокруг своей оси, механизмом вращения , связанным с теплопроводным экраном, исполнительным механизмом, связанным с регулятором нагрузки, системой регулирования и датчиком линейных перемещений и датчиком скорости деформаций, которые закреплены на регуляторе нагрузки и через систему регулирования связаны с исполнительным механизмом и механизмом вращения теплопроводногоэкрана, 2. Установка по п. 1, о т л исл чающаяся тем, что регулятор нагрузки вьшолнен в виде гидроцилиндра , шток которого связан с грузом , а система регулирования вьшолнена в виде двух пусковых блоков, выходы которых связаны с нагревателями , двух задатчиков линейных перемещений, двух преобразователей сигналов, подключенных к соответ4ii ствующим входам пусковых блоков, 00 ts9 СЛ к каждому из которых подключен датчик линейных перемещений, блока сравнения, один вход которого соединен с исполнительным механизмом, а два других - с выходами преобразователей сигналов, регулятора скорости деформации, связанного с выходом блока сравнения и соединенного с датчиком скорости деформации и исполнительным механизмом, блокиратора сигналов, соединенного с выходом регулятора скорости деформации , и блока задержки времени, через который блокиратор сигналов сое

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИН. (51)4 G 01 N 3/18

ВСЕС ЗЮЗИНА g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 36909 18/25-28 (22) 13.01.84 (46) 23.08.85. „Бюл. М - 31 (72) Л. В. Пяткова, P .Е. Бараз, Г.Н. Малышев и И.А. Пермитин (71) Уральский филиал Всесоюзного дважды ордена Трудового Красного

Знамени теплотехнического научноисследовательского института им. Ф.3 Дзержинского (53) 620.172.25(088.8) (56) Борздыка А.М. Методы горячих механических испытаний металлов.

M.: Металлургиздат, 1962, с. 349-350, рис. 287. (54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ОБРАЗЦОВ ПРИ НАГРЕВЕ, содержащая основание с установленной на нем печью, в цилиндрической полости которой размещены нагреватели, термопары, пассивный захват, закрепленный на основании, и активный захват, нагружатель, выполненный в виде шарнирно закрепленного на основании рычага, один конец которого соединен с активным захватом, а другой — с грузом, и регулятор нагрузки, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения соответствия механических нагрузок неравномерному нагреву образца, нагреватели выполнены полыми и установлены параллельно оси захватов, на внутренней поверхности печи выполнены по крайней мере два продольных теплозащитных выступа, расположенных диаметрально, а установка снабжена цилиндрическим теплопроводным

„„SU„„1174825 A экраном, размещенным в цилиндрической полости печи концентрично оси захватов с возможностью вращения вокруг своей оси, механизмом враще— ния, связанным с теплопроводным экраном, исполнительным механизмом, связанным с регулятором нагрузки, системой регулирования и датчиком линейных перемещений и датчиком ско— рости деформаций, которые закреплены на регуляторе нагрузки и через систему регулирования связаны с исполнительным механизмом и механизiMoM вращения теплопроводного экрана.

2. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что регулятор нагрузки выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого связан с грузом, а система регулирования выполнена в виде двух пусковых блоков, выходы которых связаны с нагревателями, двух задатчиков линейных перемещений, двух преобразователей сигналов, подключенных к соответствующим входам пусковых блоков, к каждому из которых подключен датчик линейных перемещений, блока сравнения, один вход которого соединен с исполнительным механизмом, а два других — с выходами преобразователей сигналов, регулятора скорости деформации, связанного с выходом блока сравнения и соединенного с датчиком скорости деформации и исполнительным механизмом, блокиратора сигналов, соединенного с выходом регулятора скорости деформации, и блока задержки времени, через который блокиратор сигналов соединен с механизмом вращения, а термопары подключены к соответствую1174825 щим входам преобразователей сигналов.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности, к установкам для испытания образцов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения соответствия механических нагрузок неравномерному нагреву образца.

На чертеже изображена предлагаемая установка (печь изображена в двух проекциях) .

Установка содержит основание 1 с рамой 2. На раме 2 закреплена печь 3 с цилиндрической полостью 4, внутри которой размещен пассивный захват 5, установленный на основании 1. На основании 1 закреплен нагружатель, выполненный в виде шарнирно закрепленного рычага 6, один конец которого соединен с активным захватом 7, размещенным в полости 4 печи 3, а другой конец— с грузом 8. Пассивный 5 и активный

7 захваты предназначены для крепления испытуемого образца 9. На 25 внутренней поверхности печи 3 выполнены по крайней мере два продольных теплозащитных выступа 10 и 11, разделяющих поло сть 4 на р азличные температурные зоны А и Б. Нагрева- 30 тели 12, установленные параллельно оси захватов 5 и 7, подключены к источнику напряжения (не показан) и могут служить как для нагрева, так и для охлаждения испытуемого образца 9.,В полости 4 печи 3 установлен цилиндрический теплопроводный экран 13, размещенный концентрично оси захватов 5 и 7 и устраняющий локальный перегрев испытуемого 4О образца 9. Экран 13 размещен на подшипйиках 14 с возможностью вращения . вокруг своей оси и связан с механизмом 15 вращения. Регулятор нагрузки выполнен в виде гидроцилиндра 16, шток 17 которого связан с грузом 8, а.рабочие полости ",8 и 19 соединены с перепускным клапаном

20, связанным с исполнительным механизмом 21. На гидроцилиндре 16 закреплены датчик 22 линейных перемещений и датчик 23 скорости деформации, которые также соединены со штоком 17.

Система регулирования выполнена в виде пусковых блоков 24 и 25, через выходы которых на нагревате— ли 12 подается электрическое напряжение или хладагент. Входы пусковых блоков 24 и 25 соединены с задатчиками 26 и 27 линейных перемещений, датчиком 22 линейных перемещений и преобразователями 28 и 29 сигналов, входы которых соединены с термопарами 30 и 31, а выходы — с блоком 32 сравнения. Вход блока 32 срав— нения с исполнительным механизмом

21, а выход — с регулятором 33 скорости деформации, входы которого соединены с датчиком 23 скорости деформации исполнительным механиз/ мом 21 и задатчиком 34 изменения скорости деформации испытуемого образца 9. Выход регулятора 33 скорости деформации соединен исполнительным механизмом 21 и блокиратором 35, который в свою очередь через блок 36 задержки времени связан с механизмом 15 вращения теплового экрана 13.

Устрановка работает следующим образом.

Испытуемый образец 9 закрепляют в захватах 5 и 7.

Задатчиками 26 и 27 линейных перемещений устанавливают промежуточные и конечную величины удлинения образца 9. Например, конечная величина удлинения образца 9 составляет 50 мм, а промежуточные интервалы удлинения составляют по

10 мм каждый. Каждому промежуточному интервалу удлинения задают проме— жуточные температуры в температур— ных зонах А и Б печи 3.

1174825

Например, в интервале удлинения образца 0-10 мм в зоне A темперао тура составляет 600 С, и в зоне

Б-500 С, а при удлинении 10-20 мм температура в зоне А составляет

650 С, в зоне Б — 550 С и т.д. Задато о чиком 34 устанавливают заданные скорости деформации образца 9 для каждого из промежуточных интервалов уд.линения. После включения установки регулирование температуры в печи 3 осуществляется путем нагрева заданного количества нагревателей 12, через которые при необходимости пропускают хладагент. Поскольку температурные зоны А и Б изолированы друг от друга теплозащитными выступами

11 и 10 и теплопроводным экраном

13, то в каждой из них поддерживается заданная температура, причем температура поверхности теплопроводного экрана 13 соответствует температуре зоны, в которой она находится.

Неравномерный нагрев испытуемого образца 9 при этом обеспечивается за счет разности температур на по- верхностях теплопроводного экрана

13, находящихся в различных температурных зонах А и Б.

При достижении заданных начальных температур испытаний, например, в зоне A 600 С и в зоне Б †5 С, преобразователи 28 и 29 сигналов, поступающих с термопар 30 и 3 1, подают сигналы на входы блока 32 сравнения.

При появлении двух сигналов блок

32 сравнения выдает их разность на вход регулятора 33 скорости деформации, который подает сформированный сигнал на испытательный механизм 21 перепускного клапана 20, который полностью открывается. В результате полного открытия перепускного клапана 20 с выхода исполнительного механизма 21 поступает сигнал на свободный вход блока 32 сравнения, снимающего выходной сигнал на входе регулятора 33 скорости деформации до конца испытаний.

При открытии перепускного клапана 20 включается гидроцилиндр 16, шток 17 которого пбд действием груза 8, установленного на рычаге

6, начинает перемещаться в гидроцилиндре 16, поворачивая рычаг 6 и нагружая неравномерно нагретый образец 9 механической нагрузкой.

В результате ноздеиствия тепло вой и механической нагрузки происходит растяжение образца 9. При удлинении образца 9 в заданном

5 интервале, например 0-10 мм, с датчика 22 линейных перемещений поступает дискретный сигнал на входы пусковых блоков 24 и 25, с помощью которых автоматически изменяется

10 температура в зоне А с 600 до 650 С, о а в зоне Б с 500 до 550 С путем избирательного включения нагревателей 12. При перемещении штока 17 датчик 23 скорости деформации генери15 рует сигнал на вход регулятора

33 скорости деформации, а датчик

22 линейных перемещений — в пуско,вые блоки 24 и 25.

Так как выходной сигнал блока

20 32 сравнения на входе регулятора

33 скорости деформации снят, дальнейшее регулирование степени открытия перепускного клапана 20 будет осуществляться по сигналу от дат25 чика 23 скорости деформации и сравниваться с сигналом задатчика 34 изменения скорости деформации ис— пытуемого образца 9.

Под действием меняющейся тепловой нагрузки в начальный момент .нагружения скорость деформации образца 9 отклоняется от величины, заданной задатчиком 34. Сохранение заданного значения скорости дефор35 мации образца 9 происходит по сигналу, подаваемому с датчика 23 скорости деформации на регулятор 33 скорости деформации, который воздействует на исполнительный меха40 низм 21, устанавливающий необходимую степень открытия перепускного клапана 20. В результате этого изменяется величина механической нагрузки на образец 9. Поскольку

45 шток 17 гидроцилиндра 16 непрерывно взаимодействует с нагружающим рычагом 6, происходит непрерывное изменение механической нагрузки в промежуточных интервалах удлине50 ния образца 9 синхронно с изменением его температуры. Величина линейной деформации образца 9 контролируется датчиком 22 линейных перемещений.

55 Для усиления эффекта неравномерного нагрева теплопроводный экран

13 с помощью механизма 15 вращения поворачивается в подшипниках 14

1174825

Составитель В.Гриненко

Редактор Н.Данкулич Техред А. Бабинец Корректор А. Зимокосов

Заказ 5177/45 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, на заданные углы. Маятниковый поворот теплопроводного экрана 13 производится при появлении сигнала на механизме 15 вращения с выхода регулятора 33 скорости деформации через блокиратор 35 и блок 36 задержки времени. По истечении заданного времени блок 36 задержки времени снимает сигнал с блокиратора 35 и теплопроводный экран 13 становится неподвижным. Поворот теплопроводного экрана 13 позволят ет без дополнительных включений нагревателей 12 расширить степень неравномерности нагрева по периметg ру образца. 9.

Испытания проводят до достижения образцом 9 заданного удлинения в условиях неравномерного нагрева, 10 после чего определяют его прочность, по которой судят о влиянии температуры и механической нагрузки на свойства материала образца 9.