Испытательная машина

Испытательная машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

KJIacc 421, 34о4 № 130226 к

Ф

1

l3 х, ", 1»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Оодписная группа,№ 172

В. E. Ляхов

ИСПЫТАТКЛЬНАЯ МАШИНА

Заявлено 30 ноября 1959 г. за № 645579 25 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете iklliillcтров C.(ОР

Опубликовано в «Бюллетене паобрстс!и!и:: ¹,!4 аа !960 г.

Известны испытательные машины с электроч!!ги!4тных! возбужде. нием колеоаний, предназначенные для .!спытания конструкционных материалов на усталость Однако эти машины обыч;ю не Обеспечиваюг получение высоких значений амплитуды деформации и стаоилизаци!о заданной амплитуды колебаний до разрушения образца.

Предложенная испытательная х!еип!4ня свободна от эт!гх недостатков. Достигается это тем, что се электромагнитный возбудитель колебаний выполнен из двух E-образных сердечников; обмо!.кями на всех кернах. При этом обмотки, расположенные на средних кернах, питаются постоянным током, а Обмотки, ряс".толо>кенные на крайних кернах,— переменным током. Против средних керноз !!вход!ггся якорь, располо>кенныЙ таким ОО!>азом, что 33301>bl между якорех! !! средних!,! кернами оста!Отся при колебаниях неизменными, и. переменное мягнит-! юе поле боковых зазоров возбуждает колебания якоря.

На фиг. 1 схематически изобря>кена! описываемая машина в вертикальном разрезе; на фиг. 2- — то же. сечение по Оси 1-.4 на фиг. 1; на фиг. 3 — то же, сечение по Б-Б ия фиг. 1; ня фиг, 4 — -;лектрическая схема машины.

На массивной плите 1 (фиг, 1). снабженной полостью для охлаждения, установлет!ь4," неподвижныи захват 2, рабочая камера 8, кронштейны для крепления рычажного пягружающего устройства 4 и электромагниты б виораторя. Внутри камеры > устанавливается герметизировянная нагревательная печь б (ф II. 2) и насос-мешалка 7. Через патрубки 8 в направлении, указаннох! ня черте>ке стрелками, осу!цествляется наполнение и выпуск той среды, в которой должны проводиться испытания. Верхняя часть камеры > переходит в колодец, служащий как для,установки испытуемого образца 9, так и для предотвращения попадания ряоочей среды, започняюшей камеру !кроме газообразной), на сильфон. Сильфон, соединяя колодец с якорем 10 вибратора, обес-! и чивает герметизацию рабочего объема в месте ввода образца. Гильфон охлаждается через патрубки 11.

¹ 130226

Такое выполнение рабочей камеры обеспечиваеI: а) испытание матерна.чов в:побой среде и в потоке среды, б) выравнивание температуры в камере, а следовательно, табильность температуры ооразца и в) осуществление программирования по температуре „I счет соединения патрубков 8 через холодильник при одновременном изменении мощности, потребляемой печью.

Вибратор состоит из двух Е-образных эЛектромагнитов 5 (фиг. 3) с башмаками на боковых магнитопроводах и якоря 10, образованного двумя башмаками 12, соединенными траверсой 18. Траверса снабжена подвижным захватом для крепления образца.

На боковые магнитопроводы надеты соединенные последовательно катушки К, и К, питаемые:переменным током, и на центра,чьный магнитопровод надета катушка К2, питаемая постоянным током.

При нижнем положении переключателя П (фиг. 4) вибратор осуществляет крути.чьные колебания образца 9, в верхнем положении — колебания изгиба.

При равенстве з»зоров б и б и обеих половинах вибратора магнитная индукция, создаваемая катушками постоянного тока в этих зазорах, будет равной и одного знак» (II случае изгибных, поперечных колебаний) или противоположного зпака (в случае крутильных колебаний)

Магнитная индукция, создаваемая в зазорах б переменным током, будет складываться с магнитной индукцией. созданной в этом же зазоре постоянным током, или вычитаться из нее.

При параллельном питании обоих электромагнитов переменным током магнитная индукция, создаваемая этим током в зазорах б, будет одинаковой Ilo величине (если катушки об-.-их половин вибратора имеют одинаковое число витков) и по знаку.

При одновременном вкл1очении всех катушек в зазоре б будет дейсчвовать сумм»рная индукция. обеспечивающая притяжение якоря к башмакам.

На фиг 4 изобр»жено мгновенное р»спределение индукции ь зазорах б и с7 в случае крутильпых колебаний Как видно из схемы, в зазоре а и о индукция падает, а в зазоре а и б — растет (при постоянной величине индукции в зазоре в и в ) . .Это обеспечивает поворот якоря

10 (фиг. 1) вокруг оси АА против часовой, стрелки. В случае изгибных, поперечных колебаний индукция будет расти в зазоре а и а (б и б ), а в зазоре бб аа ) †п»ть, обеспечивая перемещение якоря 10 либо вверх, либо вниз.

Та к как сила притяжения якоря к башмакам электромагнита Ilpoпорциональн» величине магнитной индукции, действующей в зазоре, то описанная конструкция вибратора позволяет менять плавно на ходу амплитуду колебаний за счет изменения величины тока, проходящего через катушки электромагнита Кроме того, частот» колебаний образц:I будет равной частоте переменного тока, пит»югцего электромагниты.

Пит»я -лектромагниты генератором с регулируемой частотой илн подбирая собственную частоту системы образец — траверса с башмак»МИ, МОЖПО ДООИТЬСЯ СОВП»ДЕПИЯ СООС1ВЕННОй f»CTOT6I СПСТЕМЫ с г с частотой генер»тор» и,„:

При этом получают максимальное значение амплитуды колеб»ний, которое будет тем бо II-.III ., чем меньше затух»ние си;темы. Непосредственное соединение якоря с испытуемым образцом позволяет проводить испытания при величине затухания, обуслов,чиваемой только самим образцом (потерями в сильфоне можно принебречь).

11оэтому преимушеством вибраторя н машины в целом яв,:!яется также вовмож!юсть позучать значнгельные амплитуды колсоаннй прн незначительном ря;ходе энергии.

Другим преиму!цеством является возможность изменения амплитуды колебаний за счет изменения величины тока, проходящего через катушки электромагнита, без отклонения от резонансной частоты и без изменения мощности источника переменного напряжения. Последнее обстоятельство дает .возмсакность осуществить как высокую степень сt3билизапии амплитуды колебаний, так и программирование, а главное— очень большук> глубину ста би !из>!цпи в ооычном режиме и прн программировании.

Большая глуби!!я стабилизации позволяет ."охранять заданную амплитуду деформации вплоть до разрушения ооразца, несмотря !!>! отклон!ение собственной частоты образца от частоты источника питания. этом закже закгпочаегся преиму!цество предложенной машины, так как почти во всех машинах резонансного типа принципиально невозможно довести ооразец до разру!пения, вследствие отклонения собственной частоты образца от частоты генератора. Это отклонение вызывает резкое падение амплитуды колебаний еще задолго до разрушения образца. Изменение в процессе испытаний собственной частоты образца связано со структу;>ными изменениями, в материале-. появлением микротреши.! и т. н.

Стабилизация осушествляется при помощи реостата R!, движок которого связан с реверсивным электрическим двигателем ЭД. управляемым при помощи фотоэлектрического реле.

Программирование осуществляется через тот же реостат Р! за счет перемещения фотоэлемент

Применение одного и того же реостата И, упрощает управление режимом машины и делает ее надежной в работе.

Рычажное нагружающее устройство 4 (фиг. 1 и 2) обеспечивает задание растягивающих напряжений. Экстензометр 3, регнстрирующ!!! изменение растягивающих напряжений во времени, устанавливается между неподвижной станиной и траверсой. В качестве экстензометра может быть также применено вогнутое зеркальце 16 в совокупности, например, с фотопленкой, которое служит для стабилизации и программирования амплитуды колебаний нри помощи фотоэлемента.

Предмет изобретени я

NcIIbITH ельн>!я машин>! для исп ытани я конструкционных материя лов на усталость с электромагнитным возоуждением колеоаний, отл ича <о щa я ся тем, что, с целью получения высоких значений амплитуды деформаци>и и обеспечения стабилизации заданной амплитуды колебаний до разрушения образца, электромагнитный возбудитель коле- баний выполнен из двух E-образных сердечников с обмотками на всех кернах, приче>! обмотки, располо>кенные ня средних кернах, питаются постоянным током, а обмотки, pBcllo.!î>êå!!Hûå на крайних кернах,— переменным током, и с якорем, расположенным против среди>и кернов таким образом, что зазоры между ними и якорем при колебаниях останутся неизменными, а переменное м>!!нитное поле боковых зазоров возбуждал колебания якоря.! )

1! !

1.

1 )7

Ч

l !

I (1

-!

; !

Фиг. A

1 ! !

I М .

1, .

1 С

v I 4

1

С ) !

Д № 130226