Установка "стресс" для определения термомеханических свойств керамических материалов при изгибе сосредоточенной силой

Установка "стресс" для определения термомеханических свойств керамических материалов при изгибе сосредоточенной силой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Установка для определения термомеханических свойств керамических материалов при изгибе сосредоточенной силой, содержащая основание , установленную на нем первую стойку с шарнирно закрепленным на ней рычагом, на конце которого установлен груз, высокотемпаратурнзпо печь с каналом подогрева, в котором размещены транспортное устройство и опоры для установки образца, nydHcoH, предназначенный для взаимодействия с образцом и связанный d , и систему управления, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем проведения испытаний в различных режимах для определения предела прочности, ползучести , циклической и длительной прочности, установка снабжена вто15ой стойкой с шарнирно закрепленным на ней соответствующим рычагом, установленной на основании так, что рычаги расположены параллельно один над другим, серьгой, шарнирно связа:нной с рычагами и установленной с возможностью перемещения вдоль них, и тремя датчиками, два из которых расположены на нижнем рычаге с возможностью перемещения вдоль него и фиксации в заданном положении и предназначены для взаимодействия с грузом, а третий установлен на стойке верхнего рычага с возможностью перемещения вдоль нее и фиксации 6 заданном положений и пред (Л назначен для взаимодействия с нижс ним рычагом, выходы датчиков связаны с системой управления, груз установлен на нижнем рычаге с возможностью перемещения вдоль него, а пуансон связан с верхним рычагом и расположен по ту же сторону от 00 его оси вращения, что и серьга, и о вьшолнен составным по Длине из р,вух. частей. 4 2. Установка по п.1, о т л иФ ча. ющаяся тем, что нижняя часть пуансона расположена в кайале подогрева печи и выполнена керамической , верхняя часть пуансона расположена снаружи и выполнена металлической с направляющим пазом на конце, обращенном к керамической части пуансона, а установка снабжена установленным между частями пуансона с возможностью осевого перемещения зажимным патроном с хвостовиком на одном его конце, предназначенным для взаимодействия с пазом, и имеет

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 N 3 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AS rOPGHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3626199/25-28 (22) 26.07.83 (46) 23.09.85. Бюл. 9 35 (72) В.Г. Пантелеев, К.С. Рами, °

В.Е. Либман и В.M. Даровский (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт фарфоро-фаянсовой промышленности (53) 620.174 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 637632, кл. С 01 N 3/18, 1976.

2. Патент ФРГ II- 1648712, кл. G 01 N 3/18, 1974. (54) УСТАНОВКА "СТРЕСС" ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИЗГИБЕ

СОСРЕДОТОЧЕННОЙ СИЛОЙ.

{57) 1. Установка для определения термомеханических свойств керамических материалов при изгибе сосредоточенной силой, содержащая основание, установленную на нем первую стойку с шарнирно закрепленным на ней рычагом, на конце которого установлен груз, высокотемпературную печь с каналом подогрева, в котором размещены транспортное устройство и опоры для установки образца, пуансон, предназначенный для взаимодействия с образцом и связанный с рычагом, и систему управления, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем проведения испытаний в различных режимах для определения предела прочности, пол" зучести, циклической и длительной прочности, установка снабжена второи стойкои с шарнирно закрепленным на ней соответствующим рычагом, установленной на основании так, что рычаги расположены параллельно один над другим, серьгой, шарнирно связанной с рычагами и установленной с возможностью перемещения вдоль них, и тремя датчиками, два из которых расположены на нижнем рычаге с возМожностью перемещения вдоль него и фиксации в заданном положении и предназначены для взаимодействия с грузом, а третий установлен на стойке верхнего рычага с возможностью перемещения вдоль нее и фиксации в заданном положении и предназначен для взаимодействия с нижним рычагом, выходы датчиков связаны с системой управления, груз установлен на нижнем рычаге с возможностью перемещения вдоль него, а пуансон связан с верхним рычагом и расположен по ту же сторону от его оси вращения, что и серьга, и выполнен составным по длине из двух частей.

2. Установка по п.1, о т л ич а.ю щ а я с я тем, что нижняя часть пуансона расположена в канале подогрева печи и выполнена керамической, верхняя часть пуансона расположена снаружи и выполнена металлической с направляющим пазом на конце, обращенном к керамической части пуансона, а установка снабжена установленным между частями пуансона с возможностью осевого перемещения зажимным патроном с хвостовиком на одном его конце, предназначенньпч для взаимодействия с пазом, и имеет

1180746

45 глухое осевое отверстие на противоположном конце, предназначенное для установки и фиксации в нем керамической части пуансона, накидную гайку, установленную на конце металлической части пуансона, обра1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для определения термомеханических свойств керамических материалов при изгибе сосредоточенной силой.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем проведения испытаний в различных режимах для определения предела прочности, ползучести, циклической и длительной прочности.

На фиг.1 изображена схема установки; на фиг.2 — соединение частей пуансона между собой.

Установка содерлит основание 1, на котором установлены стойки 2 и 3, на которых шарнирно закреплены соответствующие рычаги 4 и 5. При этом стойки установлены на основании 1 таким образом, что рычаги 4 и 5

20 параллельны, а рычаг 5 расположен над.рычагом 4. На одном плече нижнего рычага 4 установлен подвижный груз б, кинематически связанный

25. при помощи троса 7 с механизмом 8 перемещения. Последний выполнен в виде размещенного на другом плече рычага 4 электродвигателя 9, многопозиционного переключателя скоростей, выполненного в виде коробки

10 передач, и приводного барабана

11, предназначенного для намотки троса 7. Плечо рычага 4 с установленным на нем подвижным грузом 6 и соответствующее плечо рычага 5 свя- 35 заны между собой при помощи серьги

12, шарнирно соединенной с плечами рычагов 4 и 5 и установленной с воэможностью перемещения вдоль рычагов 4 и 5, что позволяет обеспе- 40 чить заданное соотношение их плеч, I

Механизм 8 перемещения одновременно служит противовесом нижнего рычага

4. На другом плече верхнего рычага щенном к керамической части, с возможностью взаимодействия с зажимным патроном, и фиксирующую накладку, установленную на металлической части пуансона с возможностью взаимодействия с хвостовиком патрона.

5 жестко установлен противовес 13 и дополнительный противовес 14, установленный с воэможностью перемещения вдоль плеча рычага 5. На нижнем рычаге 4 расположены датчики

15 и 16, установленные с возможностью перемещения вдоль рычага 4 и фиксации в заданном положении и предназначенные для взаимодействия с грузом 6, а на стойке 3 верхнего рычага 5 расположен датчик 17,установленный с возможностью перемещения вдоль стойки 3 и фиксации в заданном положении и предназначенный для взаимодействия с плечом нижнего рычага 4, на котором установлен груз 6. Выходы датчиков 15-17 связаны с входами системы управления, выполненной в виде программного блока "Разрешение — запрет" 18 и схем И 19. При этом другие входы схем И 19 соединены с выходами блока 18, а выходы схем И 19 — с входами триггеров 20, выходы которых соединены с цепью 21 управления мвханизмом 8 перемещения груза 6. С верхним рычагом 5 связан пуансон, расположенный по ту же сторону от оси вращения рычага 5, что и серьга 12.

При этом пуансон выполнен составным по длине из двух частей. Верхняя часть 22, связанная с рычагом 5, выполнена металлической с направляющим пазом 23 на ее конце. Нижняя часть 24 пуансона выполнена керамической. Между частями 22 и 24 пуансона установлен зажимной патрон 25 с хвостовиком 26 на одном его конце и глухим. осевым отверстием 27 на противоположном конце. Хвостовик 26 установлен в направляющем пазу 23, а в отверстии 27 установлена при помощи сферического сегмента 28 и кулачков 29 керамическая часть 24

1180746 пуансона. На конце металлической части 22 пуансона, обращенном к керамической части 24, установлена накидная гайка 30, взаимодействующая с патроном 25. При этом при вра" щении гайки 30 последний имеет вазможность осевого перемещения, для ограничения которого в металлическои части 22 пуансона установлена фиксирующая накладка 31 с возмаж- Ю ностью взаимодействия с хвостови« ком 26 патрона 25. Керамическая часть 24 пуансона расположена в канале 32 высокотемпературной печи

33, а металлическая часть 22- 15 снаружи печи 33. Канал 32 подогрева выполнен в виде сообщающихся параллелепипедов с соотношением их высот

1:3, что обеспечивает равномерное повышение температуры по заданному закону. В канале 32 установлено ,транспортное устройство 34, выполненное в виде стола 35, предназначенного для установки перед испытанием образцов 36 с вкладышами 37, направляющей головки 38 и колеса 39, закрепленного на ходовом винте 40.

Кроме того, в канале 32 печи 33 установлена призма 41 с закрепленными на ней опорами (не показаны) ЗО для установки образцов 36. Контроль установки последних на опорах осуществляется при помощи устройства

42.и связанных одними концами с последним двух корундовых стержней

43, противоположные концы которых расположены в канале 32 с возможностью взаимодействия с образцами

36. Контроль силовых параметров процесса осуществляют при помощи датчи- щ ка 44 усилия, установленного на механизме 8 перемещения груза 6, а контроль прогиба образцов 36 осуществляют при помощи датчика 45, установленного с возможностью взаимодействия с образцами 36. Разгрузочное отверстие 46 выполнено в нижней части печи 33, сообщается с каналом 32 и предназначено для удаления образцов после испытания. 50

Установка работает следующим образом.

При помощи серьги 12 осуществляют переключение рычагов 4 и 5 на задан-: ный диапазон нагрузок, а при помощи коробки 10 передач устанавливают заданную скорость нагружения и уравновешивают систему рычагов 4 и

5 при помощи продольного перемещения дополнительного противовеса

14. Керамическую часть 24 пуансона при помощи гайки 30 поднимают в крайнее верхнее положение sa счет осевого перемещения патрона 25, после чего устройство 42 установки образцов 36 передвигают в крайнее положение, При этом стержни 43 вводят в печь 33. Затем осуществляют подъем температуры в печи 33 с заданной скоростью. При достижении заданной температуры печи 33 враще-. нием колеса 39 осуществляют подачу образцов 36 с вкладьппами 37, расположенными между ними в канале 32 подогрева. Образец 36 попадает на опоры призмы 41 и при этом толкает стержни .43, Последние падают сигнал на устройство 42, которое отводится и противоположное крайнее положение. После этого вращением гайки 30 опускают патрон 25 с керамической частью 24 до касания последней с образцом 36 и фиксируют положение керамической части

24 пуансона при помощи фиксирующей накладки 31.

После этого проводят испытания в заданном режиме.

При определении предела проч" ности на программном блоке 18 устанавливают соответствующий режим. При включении механизма 8 груз 6 двигается с заданной скоростью и нагружает образец 36. При этом с помощью датчика 44 фиксируют усилие нагружения. При разрушении образца 36 рычаг 4 взаимодействует с датчиком

17,, подающим сигнал, в соответствии с которым груз 6 перемещается в обратном направлении. При взаимодействии груза 6 с датчиком 15 по сигналу последнего механизм 8 перемещения груза 6 отключается. Затем при помощи гайки .30 поднимают пат" рон 25 с керамической частью 24 пуансона, предварительно удалив фиксирующую накладку 31. После этого вращением колеса 39 осуществляют подачу следующего образца 36, При этом последний при установке на опоры сбрасывает испытанный образец и следующий за ним вкладыш в разгрузочное отверстие 46. Установку образца осуществляют аналогичным способом.

1180746

При испытании в режиме ползучести и длительной прочности на ггрог -. раммном блоке 18 устанавливают соответствующий режим. Предваритель- но устанавливают датчик 16 на рыча-.. ге 4 в заданном положении, соответствующем требуемой величине нагрузки. При включении механизма 8 груз 6 двигается с заданной скоростью до момента взаимодействия с датчиком 16. При этом по сигналу последнего. механизм 8 отключается.

Образец 36 выдерживают под нагрузкой в течение заданного промежутка времени, при этом величину нагрузки Фиксируют при помощи датчика 44, а величину прогиба " при помощи датчика 45. После окончания испытаний включают механизм 8 и перемещают груз 6 в обратном направлении до взаимодействия последнего с датчиком 15. По сигналу последнего механизм 8 отключается.

При разрушении образца 36 раньше установленного времени выдержки рычаг 4 взаимодействует с датчиком 17, по сигналу которого механизм 8 перемещает груз 6 в исходное положение.

При испытании в режиме циклической прочности на программном блоке 18 устанавливают соответствующий режим.

Предварительно устанавливают датчики 15 и 16 на рычаге 4 в заданном положении, соответствующем требуемой величине нагрузки. При включении механизма 8 груз 6 двигается с за10 данной скоростью и нагружает размещенный на опорах образец 36. При взаимодействии груза 6 с датчиком

16 последний переключает механизм 8 и груз 6 двигается в противополож15 ном направлении. При взаимодействии груза 6 с датчиком 15 последний вновь переключает механизм 8, и груз 6 снова перемещается по рычагу 4 и нагружает образец 36. После прохожде20 ния заданного числа циклов испытание заканчивают. Величину нагрузки

Фиксируют при помощи датчика 44, а величину прогиба — при помощи датчика 45. При разрушении образца 36 раньше установленного числа циклов рычаг 4 взаимодействует с датчиком

17, по сигналу которого механизм 8 перемещает груз в Исходное положение и отключается.

1180746

Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5912/40

Филиал ППИ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель M. Матюшин

Редактор Н. Пушненкова Техред С.Мигунова Корректор g. Вутяга