Установка для испытания материалов на прочность

 

Изобретение относится к технике испытаний различных материалов на прочность при совместном действии осевой нагрузки и крутящего момента. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путем нагружения образцов при пропорциональном изменении осевой и крутящей знакопеременной асимметричaiz

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11)

151) 4 С 01 N 3/08 3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.!

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ,НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3798122/22-03 (22) 08.10.84 (46) 23.04.86 Бюл. У 15 (7 1) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский.институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620.175:620.172 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 805108, кл. G 01 N 3/08, 1979. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИАТЕРИ—

АЛОВ НА ПРОЧНОСТЬ (57) Изобретение относлтся к технике испытаний различных материалов на прочность при совместном действии осевой нагрузки и крутящего момента.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей установки путем нагружения образцов при пропорциональном изменении осевой и крутящей знаконеременной асимметричной деформаций. Для этого осевые и угловые деформации осуществляются синхронно с помощью заполненного жидкостью тора (Т) 17 с размещенными в нем электроконтактами (ЭК) и поплавковыми поршнями. Полость Т 17 сообщена с помощью цилиндра (Ц) 23, корпус и шток которого прикреплены соответственно к захватам 3 и 2.

ЭК связаны с пускателем 11 реверсивного двигателя 10, соединенного со средством для создания крутящего момента. При реверсе двигателя 10

Т 17 поворачивается в вертикальной плоскости. ЭК замыкаются поочередно.

Ц 23, принимая или выталкивая часть жидкости из Т 17, изменяет положе1226125 ние уровней, а следовательно, и углы поворота Т 17. Подбором жесткости и усилия поджатия пружин, соединяющих

Т 17 с поршнями, и уровня установки

ЭК изменяют угол закручивания образца симметрично или асимметрично.Для нагружения образцов при пропорциональном изменении осевой нагрузки и крутящей асимметричной знакопеременной деформации вместо Ц 23 к средству для создания осевой нагрузки и к

Т 17 подключают Ц 26 с двумя поршнями на общем штоке. Изменение углов закручивания идет пропорционально изменению не деформации вдоль оси образца, а нагрузке вдоль его ocu.

1 з.п. ф-лы, 2 ил.

20

30

Изобретение относится к технике испытаний материалов, а именно к установкам для испытания образцов различных материалов на прочность при совместном действии осевой нагрузки и крутящего момента.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей установки путем нагружения образцов при пропорциональном изменении осевой и крутящей знакопеременной асимметричной деформаций.

На фиг. 1 показана схема установки для испытания материалов на прочность", на фиг. 2 — схема конструкции тора механизма синхронизации.

Установка содержит корпус 1, размещенные, в нем захваты 2 и 3 для ис.пытуемого образца 4, средство для создания осевой нагрузки в виде гидроцилиндра 5 двойного действия, шток которого связан с захватом 3, насоса

6 и его двигателя 7, средство для создания крутящего момента в виде связанной с захватом 2 зубчатой пары 8, редуктора 9 и реверсивного двигателя 10 с пускателем 11, гидравлические краны 12 — 16, механизм . синхронизации изменения осевой и крутящей деформаций, выполненный в виде частично заполненного токопроводящей жидкостью полого тора 17 с размещенными в нем электроконтактами

18 и 19 и поплавковыми поршнями 20, соединенными с корпусом тора 17 пружинами 21 и 22 различной жесткости, и гидроцилиндра 23, корпус которого прикреплен к захвату 3, шток — к захвату 2, а подпоршневая полость соединена гибким шлангом 24 с полостью тора 17. Тор 17 укреплен в вертикальной плоскости на оси 25 вращения, кинематически связанной с двигателем

10 и захватом 2. Электроконтакты 18 и 19 связаны электрически с пускателем 11. Установка снабжена также дополнительным гидроцилиндром 26, имеющим два поршня на общем штоке, расположенных в двух полостях дополнительного гидроцилиндра 26. Надпоршневая полость одного из поршней соединена через кран 16 с гидроцилиндром 5, а в подпоршневой полости размещена силовая пружина 27. Полость второго поршня через кран 15 соединена с полостью тора 17. Гидроцилиндр

26 подключают вместо гидроцилиндра 23 при перемене режима нагружения. Винт

28 служит для крепления тора 17 на его оси 25 вращения.

Установка работает следующим образом.

Испытуемый образец 4 закрепляют в захватах 2 и 3. Для работы в режиме пропорционального изменения осевой и сжимающей деформаций и умень1226 шающейся асимметричной знакопеременной деформации кручения краны 12 и 14 открывают, краны 13, 15 и 16 закрывают. Включают двигатели 7 и 10 соответственно приводов осевой нагрузки и крутящей деформации. При включении двигателя 7 гидронасос 6 создает давление в нижней части полости гидроцилиндра 5, что приводит к смещению захвата 3 в направлении захвата 10

2 и росту деформаций сжатия на образце 4. Одновременно двигатель 10 через редуктор 9 и зубчатую пару 8 вращает захват 2, например, по часовой стрелке, создавая на образце 4 деформацию кручения положительного знака. Синхронно и пропорционально с поворотом захвата 2 поворачивается тор.17 на оси 25 также, например, по часовой стрелке. При повороте тора

17 размещенная в нем жидкость смещается относительно стенок полости тора и смещает поплавковые поршни 20 так, что правый поршень поджимает пружину

22, преодолевая ее сопротивление. 25

При определенном повороте тора 17 поршень 20 поджимает пружину 22 . настолько, что жидкость в торе замыкает электрический контакт 19, что является командой для пускателя 11 3ц на реверс двигателя 10. При реверсе двигателя 10 захват 2 изменяет вращение на протияоположное, а вместе с ним и тор 17. При этом на образце

4 сначала полностью снимается положительная закручивающая деформация, а затем образец закручивается в обратном направлении до тех.пор, пока жидкость тора 17 не замкнет контакты 18. Однако это происходит при

40 меньшем угле закручивания образца 4, поскольку жесткость пружины 21 меньше жесткости пружины 22.

35

Асимметрия изменения углов закручивания задается также степенью пред- 45 варительного поджатия пружин 21 и

22, усилиями поджатия и уровнем расположения контактов 18 и 19 над поверхностью жидкости в исходном состоянии. Изменение осевых деформаций 50 образца 4 приводит к тому,что поршень гидроцилиндра 23 выталкивает часть жидкости из гидроцилиндра 23 в полость тора 17. Повышение количества жидкости в полости тора 17 приводит к 55 подъему уровней жидкости и вызывает снижение углов закручивания на образге 4 при реверсе двигателя 10 при

125 4 меньших углах поворота тора 17. Асимметрия при этом также уменьшается пропорционально росту осевых деформаций. Для испытания сжимающей осевой деформацией и пропорциональной увеличивающейся асимметричной закручивающей знакопеременной деформацией гибкий шланг 24, соединяющий тор 17 с гидроцилиндром 23, переносят из подпоршневой в надпоршневую полость гидроцилиндра 23. Тогда при росте сжимающих деформаций на образце 4 часть жидкости из полости тора 17 перетекает в надпоршневую полость гидроцилиндра 23, а уменьшение количества жидкости в торе 17 приводит к замыканию контактов 18 и 19 при увеличивающихся углах поворота тора и к реверсу двигателя 10 при увеличивающихся углах закручивания образца. Для испытания образца 4 при растягивающих осевых деформациях и увеличивающихся углах закручивания открывают кран 13 и закрывают кран

12, гибкий шланг 24 подключают к подпоршневой полости цилиндра, а при испытании с уменьшающимися углами закручивания — к надпоршневой полости цилиндра 23.

Для испытания в режиме пропорционального изменения осевой нагрузки и уменьшающегося асимметричного знакопеременного закручивания кран 14 закрывают, а краны 15, 16 и кран 12 или 13 открывают в зависимости от знака осевой нагрузки. При росте осевой нагрузки давление гидросистемы средства для создания осевой нагрузки сжимает силовую пружину 27 и перемещает поршни гидроцилиндра

26 на величину, пропорциональную давлению в системе, т.е. осевой нагрузке иа образце 4. Перемещение поршня, расположенного в полости, соединенной с тором 17, равно перемещению поршня, расположенного в полости, соединенной с гидросистемой осевой нагрузки, и приводит к увеличению количества жидкости в торе 17 и к уменьшению угла закручивания образца 4 пропорционально осевой нагрузке. Для испытания с увеличивающимися углами закручивания гибкий шланг с краном 15 переносят из подпоршневой в надпоршневую части полости, что приводит к уменьшению количества жидкости в торе с ростом нагрузки и к увеличению углов закру-i чивания образца.

5 12261

Для проведения всех указанных испытаний с симметричным знакопеременным закручиванием пружины 21 и 22 подбираются с одинаковой жесткостью и усилием поджатия, контакты 18 и 19 устанавливают на одинаковых уровнях над поверхностью жидкости в торе 17.

Для испытаний при однозначном изменении угла закручивания ослабляют

1 винт 28 и производят предваритель- l0 ное закручивание образца на требуемый средний угол путем кратковременного включения двигателя 10 без вращения тора 17. Затем тор 17 винтом

28 закрепляют на оси 25 и после вклю- 15 чения двигателей 7 и 10 получают нагружение образца в любом из укаэанных режимов с асимметричным йли симметричным знакопостоянным изменением угла закручивания или со смещением 20 в сторону одного из знаков, что для последнего случая является дополнительным средством регулирования асимметрии угла закручивания.

Формула изобретения

1. Установка для испытания материалов на прочность, содержащая корпус,, размещенные в нем захваты для 30 образца, средство для создания осевой нагрузки, соединенное с одним из захватов, средство для создания крутящего момента, соединенное посредством пары шестерен с другим захватом, механизм синхронизации изменения осевой и крутящей деформаций и средства контроля, о т л и ч а ю25 Ь щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей установки путем нагружения образцов при пропорциональном изменении осевой и крутящей знакопеременной асим метричной деформаций, она снабжена реверсивным двигателем, связанным с ведущей шестерней средства для создания крутящего момента, а механизм синхронизации выполнен в виде частично заполненного токопроводящей жидкостью полого тора с размещенными в нем электроконтактами и поплавковыми поршнями, соединенными с тором пружинами различной жесткости, и гидроцилиндра, корпус и шток которого прикреплены к захватам, при этом ось тора расположена в горизонтальной плоскости и кинематически связана с двигателем, полости тора и гидроцилиндра сообщены одна с другой,а электроконтакты электрически связаны с двигателем.

2. Установка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью испытания при пропорциональном изменении осевой нагрузки и знакопеременной крутящей асимметричной деформации, она снабжена дополнительным. гидроцилиндром с двумя поршнями, укреплен-, ными на общем штоке и размещенными в двух полостях дополнительного гидроцилиндра, причем в подпоршневой полости одного из поршней размещена силовая пружина и эта полость связана со средством для создания осевой нагрузки, а полость другого поршня соединена с полостью тора.

Фиа2

ВНИИПО Заказ 2114/32 Тираж 778 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4