Установка для испытания образца материала на усталость при осевом нагружении

Установка для испытания образца материала на усталость при осевом нагружении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образца материала на усталость при осевом нагружении. Цель изобретения - расширение диапазона нагрузок за счет обеспечения нагружения образца растяжением с последующим сжатием, только растяжением или только сжатием как при ударном нагружении, так и при циклическом нагружении с любым периодом. Установка содержит корпус 1, установленное на нем устройство для периодического подъема груза 2, являющегося возбудителем ударной нагрузки, и кривошипно - шатунный механизм с приводом 23, предназначенный для возвратно поступательного перемещения клина 18. В клине 18 выполнены два фасонных паза 24 и 25, в которых размещены ролики 26 и 27, передающие свои перемещения через соответствующие тяги 32 и 33 соответствующим пружинам 37 и 42, которые нагружают образец 35 растяжением с последующим сжатием, только растяжением или только сжатием ударной нагрузкой, если перемещение клина 18 вызывается падающим грузом 2, или циклическими нагрузками , если перемещение клина 18 вызывается кривошипно-шатунным механизмом . 2 ил. 7 3 00 ГО О N3 00 ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 3/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4930920/28 (22) 23.04.91 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (71) Ухтинский индустриальный институт (72) В.П.Власов (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 1273773, кл. G 01 N 3/30, опублик. 1986.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 1335848, кл. G 01 N 3/3P, 1986. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦА МАТЕРИАЛА НА УСТАЛОСТЬ ПРИ

ОСЕВОМ НАГРУЖЕНИИ (57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образца материала на усталость при осевом нагружении. Цель изобретения — расширение диапазона нагрузок за счет обеспечения нагружения образца растяжением споследующим сжатием,,только растяжением или только сжатием как при!

Ж, 1820289 А1 ударном нагружении, так и при циклическом нагружении с любым периодом. Установка содержит корпус 1, установленное на нем устройство для периодического подъема груза 2, являющегося возбудителем ударной нагрузки, и кривошипно — шатунный механизм с приводом 23, предназначенный для возвратно поступательного перемещения клина 18. В клине 18 выполнены два фасонных паза 24 и 25, в которых размещены ролики 26 и 27, передающие свои перемещения через соответствующие тяги 32 и

33 соответствующим пружинам 37 и 42, которые нагружают образец 35 растяжением с последующим сжатием, только растяжением или только сжатием ударной нагрузкой, если перемещение клина 18 вызывается падающим грузом 2, или циклическими нагрузками, если перемещение клина 18 вызывается кривошипно-шатунным механизмом. 2 ил.

1820289

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образца материала на усталость при осевом нагружении.

Цель изобретения — расширение диапазона нагрузок за счет обеспечения нагружения образца растяжением с последующим сжатием, только растяжением или только сжатием как при ударном нагружении, так и при циклическом нагружении с любым периодом.

На фиг.1 представлена схема предлагаемой установки, вид спереди; на фиг,2— разрез А-А на фиг.1 (устройство передачи нагрузки на образец).

Установка содержит корпус 1, возбудитель ударной нагрузки в виде падающего груза 2 с направляющими 3, гибкую тягу 4, одним концом соединенную с грузом 2, охватывающую блок 5 и другим концом закрепленную на барабане 6, на валу которого закреплено ведомое зубчатое колесо 7, находящееся в периодическом зацеплении с ведущим зубчатым колесом 8, на котором на части зубчатого венца имеется гладкая выборка. для периодического подъема груза 2 привод 9, состоящий из мотор-редуктора, на выходном валу которого закреплено ведущее зубчатое колесо 8. Груз 2 соединен гибкими тягами 10 с пружинами 11 в средней части с направляющей 12, в которой выполнены отверстия 13 для размещения в них фиксатора 14, соединяющего упор 15 в виде кольца с направляющей 12. Пружины 11 соединены с корпусом пружинами 16. Направляющая 12 имеет жестко соединенный с ней ограничитель 17 и соединена с клином 18, который другим концом соединен с второй направляющей 19. Эта направляющая соединена через ось 20 и шатун 21, состоящий из двух частей для регулирования его длины, с кривошипом 22, закрепленным на валу привода 23 для возвратно-поступательного перемещения клина 18, В клине 18 выполнены фасонные пазы

24 и 25, одни участки которых параллельны продольной оси клина, а другие параллельны между собой и наклонены к оси клина в сторону образца. В фасонных пазах размещены с малым зазором ролики 26 и 27. Эти ролики установлены на соответствующих осях 28 и 29 и могут на них вращаться при перемещении по поверхности фасонного паза. Оси 28 и 29 с распорными втулками 30 и 31 соединены с соответствующими тягами

32 и 33, расположенными в отверстия корпуса. К тяге 33 прикреплен захват 34 образца 35. Тяга 32 состоит из двух стержней, соединенных планкой 36, к которой прикреплены одними концами пружины растяжения 37. Другими концами эти пружины соединены со стержнем 38, свободно перемещающимся в продольном пазу 39 тяги 40 и периодически взаимодействующим с этой тягой, соединенной с захватом 41. Между пружинами растяжения 37, параллельно им, установлена пружина сжатия 42, упирающаяся одним концом в тягу 40, а другим — в регулировочный винт 43, установленный в планке 36, Установка работает следующим образом.

Устанавливают образец 35 в захваты 34 и 41. Перемещением планки 36 относительно тяги 32 выбирают люфт в пружинах 37, а винтом 43 — в пружине 42.

Для создания циклического нагружения образца 35 отсоединяют тяги 10 от направляющей 12, Для создания циклического растяжения

20 с последующим сжатием устанавливают такой радиус кривошипа, чтобы клин 18, перемещаясь иэ одного крайнего положения в другое, прошел путь, равный За. Затем устанавливают клин 18 в крайнее верхнее поло25 жение (по чертежу) и устанавливают длину шатуна 21 такой, чтобы между ограничителем 17 и корпусом 1 был незначительный зазор. Упор 15 поднимают выше (по чертежу) и соединяют фиксатором 14 со следую30 щим отверстием в направляющей 12.

Включают привод 23. который приводит в возвратно-поступательное перемещение клин 18. При перемещении клина 18 на расстояние а ролик 26 перемещает тягу 32 вме35 сте с планкой 36. а ролик 27 не перемещает тягу 33. В результате пружины 37 оказываются нагруженными, и усилия передаются через стержень 38, тягу 40 и захват 41 на образец 35. Происходит растяжение образ40 ца 35. При прохождении клином 18 второго расстояния а в том же направлении тяга 32 остается неподвижной, а тяга ЗЗ перемещается роликом 27 в сторону образца. В результате происходит разгрузка образца 35.

45 При дальнейшем движении клина 18 в том же направлении тяга 32 по-прежнему остается неподвижной, а тяга 33 продолжает перемещаться в том же направлении, вызывая укорочение пружины 42, которая через

50 тягу 40 и захват 41 нагружает образец 35 сжатием, При этом пружины 37 остаются не нагруженными, так как стержень 38 свободно перемещается в продольном пазу 39 относительно тяги 40. Пройдя третье

55 расстояние а, клин 18 переместится в нижнее крайнее положение. При обратном возвращении клина 18 в верхнее крайнее положение произойдет разгрузка образца

35 от сжатия, затем нагрузка растяжением и разгрузка, После этого описанный про1820289 цесс нагружения образца 35 циклически повтор я ется.

Для создания только циклического растяжения устанавливают такой радиус кривошипа, чтобы клин 18, перемещаясь из одного крайнего положения в другое, прошел путь. равный а. Затем устанавливают клин 18 в крайнее положение и устанавливают длину шатуна 21 такой, чтобы между ограничителем 17 и корпусом 1 был неэна- 10 чительный зазор. Включают привод 23.

Клин 18, совершая возвратно-поступательные движения, вызывает через ролик 26 и

Deb 28 возвратно-поступательные перемещения тяги 32 с планкой 36, которые пере- "5 даются пружинам 37. а тяга 33 с захватом 34 при этом остается неподвижной. Пружины

37 периодически нагружаются и разгружаются. создавая циклическое растяжение образца 35.

Для создания только циклического сжатия устанавливают такой радиус кривошипа, чтобы клин 18, перемещаясь из одного крайнего положения в другое, прошел путь не более 2а. Затем устанавливают клин 18 в крайнее верхнее положение и устанавливают длину шатуна 21 такой, чтобы между ограничителем 17 и корпусом 1 было расстояние, равное а. При этом пружины 37 и 42 не нагружены, и в них отсутствует люфт, 30 что достигается перемещением планки 36 относительно тяги 32 и винтом 43. Включают привод 23. Клин-18, совершая возвратнопоступательные движения, вызывает через ролик 27 и ось 29 возвратно-поступательные перемещения тяги 33, которые переда- 35 ются пружине 42, а тяга 32 при этом остается неподвижной. Пружина 42 периодически нагружается и разгружается, создавая циклическое сжатие образца 35.

Для создания ударного нагружения об- 40 разца 35 отсоединяют шатун 21 от направляющей 19, а тяги 10 соединяют с направляющей 12.

Для создания ударного нагружения образца 35 растяжением с последующим сжа- 45 тием устанавливают упор 15 на расстоянии, равном За, от корпуса 1, при этом ограничитель 17 контактирует с корпусом 1, Ведомое зубчатое колесо 7 находится на выходе из зацепления с ведущим колесом 8. Пружины 50

11 нагружены усилием, превышающим вес клина 18 с направляющими 12 и 19 с таким расчетом, чтобы ограничитель 17 контактировал с корпусом 1. Включают привод 9.

Зубчатое колесо 7 выходит иэ зацепления с 55 колесом 8. Груз 2 падает, тяги 10 с пружинами 11 отводятся в сторону предварительно натянутыми пружинами 16. Падающий груз

2 ударяет при встрече по направляющей 12 и перемещает клин на величину, равную За.

Происходит ударное пагружение образца растяжением с последующим сжатием. Затем колесо 8 входит в зацепление с колесом

7, и происходит сначала подъем груза 2, пока не натянутся тяги 10, затем вместе с грузом поднимается и клин 18 в исходное положение. При подъеме груза, а затем клина образец 35 находится вначале под постоянным сжатием, затем разгрузка, нагружение растяжением и разгрузка. Далее описанный цикл нагружения образца повторяется.

Для создания ударного нагружения образца растяжением устанавливают упор 15 на расстоянии, равном а, от корпуса 1, при этом ограничитель 17 контактирует с корпусом 1. Остальные операции только что описаны, с тем отличием, что клин при ударе груза 2 по направляющей 12 перемещается только на величину, равную а. Происходит ударное нагружение образца растяжением, При подъеме груза и клина образец находится под постоянным растяжением, а затем происходит разгрузка. Затем процесс ударного нагружения образца растяжением повторяется.

Для создания ударного нагружения образца сжатием устанавливают между ограничителем 17 и корпусом 1 расстояние, равное а, а упор 15 устанавливают на расстоянии, равном а или 2а, от корпуса 1. Остальные операции описаны выше. Клин 18 при ударе груза 2 по направляющей 12 проходит расстояние, равное а или 2а. Происходит ударное нагружение образца сжатием.

При подъеме груза и клина образец находится под постоянным сжатием, затем происходит разгрузка. Далее процесс ударного нагружения образца сжатием повторяется.

Изменяя углы наклона рабочих поверхностей клина 18 на равные величины, создаег разные скорости деформирования образца при ударном нагружении и разные усилия в образце при циклическом нагружении.

Изменяя жесткость пружин 42 и 37 путем их замены, изменяют жесткость нагружения при ударной нагрузке и усилия в образце при циклическом нагружении.

Формула изобретения

Установка для испытания образца материала на усталость при осевом нагружении, содержащая корпус, захваты образца, возбудитель ударной нагрузки с грузом. узел передачи нагрузки на захваты образца, выполненный в виде клина, направляющей клина, двух тяг, расположенных в одной плоскости.и одними концами связанных с

1820289

A-À

Я;77

i >

Составитель . 8.Власов

Редактор С.Кулакова Техред М:Моргентал Корректор» А.Мотыль

4 «т " »

Заказ 2026 Тираж Оодписйое

Вниипи Государственного комитетФ по изобретениям и открытюм йри:ГКНТ СССР

113035, Москва, ЖЗб, Раушская наб., 4/6

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 101 соответствующими рабочими поверхностями клина, а другими — с соответствующим захватом образца, и регулировочный винт, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона нагрузок за счет 5 обеспечения нагружения образца растяж нием с последующим сжатием, только растяжением или только сжатием как при ударном нагружении, так и при циклическом нагружении с любым периодом, она снаб- 10 жена Устройством для периодического подъема груза, выполненным в виде зубчатой передачи. ведущее колесо которой имеет гладкую выборку на части зубчатого венца, барабана, на валу которого установ- .16 .лено ведомое колесо зубчатой передачи, блока, гибкой тяги, охватывающей блок и закрепленной одним концом на барабане, а . другим - íà грузе, упругими тягами, подпружиненными к корпусу в плоскости, перпен- 20 дикулярной их осям, и предназначенными для соединения груза с направляющей.клина, и устройством для возвратно"поступательного перемещения клина. узел передачи нагрузки на захваты образца имеет упор, установленный на направляющей клина с возможностью. перемещения вдоль нее, два ролика, соединенные каждый с соответствующим концом первой и второй тяг, силовые пружины, соединенные одними концами с вторым концом второй тяги, дополнительную тягу с продольным пазом, предназначенйую для соединения с вторым захватом образца, и стержень, установленный в продольном пазу лерпендикулярно его оси и соединенный с другими концами силовых пружин, регулировочный винт установлен на втором конце второй тяги, а на рабочих поверхностях клина выполнены соответствующие фасонные пазы, каждый иэ которых предназначен для размещения в нем соответствующего ролика.