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

 

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