Установка для испытания образцов на усталость повторными ударами

 

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет расширить эксплуатационные возможности установки путем обеспечения исследования упругого восстановления при различных величинах деформации образца. Для этого в соосных трубах (Т) 18 и 19 нагружаюш.его механизма расположены соединенные тягой грузы (Г) .15 и 16. В полости Т 18 и 19 входят хвостовики захватов 3 и 4. Поджимающее устройство в виде двух подпружиненных клиньев 21 взаимодействует с 3 4. В торце Т 19 установлена силовая пружина 2, взаимодействующая с Г 16. Фиксаторы на Т 18 и 19 взаимодействуют с вертикальным упором и, перемещаясь вдоль Т, изменяют высоту подъема Г, регулируя силу удара. Перемещением клиньев 21 устраняется реализация энергии упругой деформации образца 5 при отскоке 7. Чередование ударов по различнь1м захватам обеспечивается эксцентриковь1м приводом в виде установленной на валу редуктора 8 шестерни 14 с зубчатой рейкой 13, связанной с прямоугольной рамкой 10 и взаимодействующим с ней эксцентричным упором. Меняя расстояние между сторонами рамки 10 и эксцентриситет упора рамки 10, регулируют время выдержки образца под нагрузкой . Для регулирования скорости нагружения между захватом 3, опертым на заплечики в устье Т 18, и Г 15 размещен набор сменных силовых пружин 25 с различной жесткостью. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. i (Л ГЗ Ю П 12 /I / к (О 05 4 СА: да/г.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3796021/22-03 (22) 25.09.84 (46) 23.04.86. Бюл. № 15 (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е. В. Лодус (53) 620.178.325 (088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР № 1099240. кл. G 01 N 3/34 1983. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ ПОВТОРНЫМИ УДАРАМИ (57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет расширить эксплуатационные возможности установки путем обеспечения исследования упругого восстановления при различных величинах деформации образца. Для этого в соосных трубах (Т) 18 и 19 нагружающего механизма расположены соединенные тягой грузы (Г) .15 и 16. В полости Т 18 и 19 входят хвосто„„SU„„1226143 A (1) 4 С 01 N 3/34 вики захватов 3 и 4. Поджимающее устройство в виде двух подпружиненных клиньев

21 взаимодействует с 3 4. В торце Т 19 установлена силовая пружина 2, взаимодействующая с Г 16. Фиксаторы на Т 18 и 19 взаимодействуют с вертикальным упором и, перемещаясь вдоль Т, изменяют высоту подьема Г, регулируя силу удара. Перемещением клиньев 21 устраняется реализация энергии упругой деформации образца 5 при отскоке 7. Чередование ударов по различным захватам обеспечивается эксцентриковым приводом в виде установленной на валу редуктора 8 шестерни 14 с зубчатой рейкой

13, связанной с прямоугольной рамкой 10 и взаимодействующим с ней эксцентричным упором. Меняя расстояние между сторонами Я рамки 10 и эксцентриситет упора рамки 10, регулируют время выдержки образца под нагрузкой. Для регулирования скорости нагружения между захватом 3, опертым на запле- С чики в устье Т 18, и Г 15 размещен набор сменных силовых пружин 25 с различной Я жесткостью. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1226143

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытания образцов различных материалов при нагружении их повторными ударами.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей установки путем обеспечения возможности исследования упругого восстановления при различных деформациях образца, а также регулирование скорости нагружения образца.

На фиг. 1 схематично показана уста5

10 новка для испытания образцов на усталость повторными ударами; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — то же, вид сверху.

Установка содержит основание 1, установленный на нем горизонтальный вал 2, привод вращения вала 2, захваты 3 и 4 для IS образца 5, имеющие хвостовики 6, и нагружающее устройство. Привод вращения состоит из двигателя 7 с редуктором 8, упора 9, эксцентрично закрепленного на валу редуктора 8, взаимодействующей с упором 9 рамки 10, у которой сторона 11 может смещаться винтом 12, зубчатой рейки

13, соединенной с рамкой 10, и установленной на валу 2 шестерни 14, входящей в зацепление с рейкой 13. Нагружающее устройство состоит из грузов 15 и 16. соединенных между собой жесткой тягой 17 и размещенных в направляющих трубах 18 и 19, укрепленных соосно одна другой на валу 2, силовой пружины 20, установленной в торце трубы 19 и взаимодействующей с грузом

16, и поджимающего устройства в виде двух ЗО подпружиненных клиньев 21, взаимодействующих с обращенной к ним поверхностью захвата 4, хвостовик 6 которого выступает над поверхностью клиньев 21 для взаимодействия с грузом 16. На направляющих трубах 18 и 19 установлены фиксаторы З5

22 и 23 положения грузов, взаимодействующие с установленным на основании 1 упором 24. Фиксаторы 22 и 23 установЛены с возможностью изменения их положения вдоль оси труб 18 и 19 для соответствующего изменения высоты подъема грузов 15 и 16 и регулирования этим силы ударов.

Установка снабжена также набором пружин 25 с различной жесткостью, устанавливаемых поочередно при необходимости между опертым на заплечики трубы 18 захватом 3 и грузом 15. На трубах 18 и 19 размещены устройства (не показаны) для регистрации высот отскоков грузов 15 и 16.

Установка работает следующим образом.

Включают двигатель 7 и через редуктор

8 вращают против часовой стрелки упор 9, смещающий рамку 10 и зубчатую рейку

13, которая через шестерню 14 поворачивает вал 2 на 180 . При этом направляющие трубы 18 и 19 поворачиваются вместе с валом 2 против часовой стрелки на 180, и 55 когда ось труб занимает вертикальное положение, фиксатор 23 взаимодействует с упором 24 и освобождает груз 16. Падая вниз вместе с грузом 15 и тягой 17, груз наносит удар по хвостовику 6 захвата 4. В момент удара за счет упругой и остаточной деформации образца 5 между захватом 4 и клиньями 21 образуется зазор, который ликвидируется при перемещении клиньев 21 под действием поджимающих пружин. Это устраняет реализацию энергии упругой деформации образца 5 и отскок грузов 15 и 16 осуществляется под действием только упругих деформаций самих грузов и деталей установки. С момента падения грузов 15 и

16 упор 9 продолжает вращательное движение, не взаимодействует с рамкой 10 до тех пор, пока он не подойдет к стороне 11 рамки 10. Все это время трубы 18 и 19 сохраняют вертикальное положение, а фиксатор

22 стопорит грузы 15 и 16, удерживая груз 15. С момента контакта упора 9 со стороной 11 рейка 13 перемещается в обратном направлении и поворачивает через шестерню 14 вал 2 и трубы 18 и 19 на 180 по часовой стрелке. При достижении вертикального положения труб 18 и 19 фиксатор 22 взаимодействует с упором 24 и освобождает грузы 15 и 16, а упор 9 к этому времени выходит из контакта со стороной 11 рамки

10. Грузы 15 и 16 устремляются вниз, сжимают пружину 20 и наносят удар по хвостовику захвата 3. При этом образец 5 деформируется на величину, пропорциональную силе удара, часть энергии удара идет на необратимые деформации, часть энергии удара переходит в упругую энергию образца 5, которая переходит затем в работу по подъему грузов 15 и 16 в форме их отскока. По известной массе грузов 15 и 16, высоте их падения, характеристике пружины 20 и зафиксированной высоте отскока определяют работу упругого восстановления образца 5 после первого удара.

После отскока грузы 15 и 16 наносят повторный удар меньшей силы и так далее с уменьшающейся силой ударов вплоть до остановки грузов. В результате получают зависимость энергии упругого восстановления образца 5 при уменьшающейся силе ударов, т. е. на различных участках модуля разгрузки при фиксированной деформации образца.

Во время нанесения повторных ударов упор

9 проходит путь от горизонтального положения, при котором он вышел из контакта со стороны 11 до контакта с противоположной стороной рамки 10, и за это время трубы

18 и 19 сохраняют вертикальное положение.

Затем рейка 13 вновь вращает трубы 18 и

19 против часовой стрелки, грузы 15 и 16 наносят новый одиночный удар, клинья 21 фиксируют новую деформацию образца 5. Последующая серия уменьшающихся ударов уже приходится на образец 5, имеющий иное соотношение между упругой и остаточной деформациями, так как доля остаточной деформации увеличилась при повторном одиночном ударе. Таким образом, чередуя оди1226143

Формула изобретения

Фиг. Z ночные удары с сериями затухающих ударов, получают зависимость работы упругого восстановления материала образца от его деформации и от величины импульса силы. Для изучения зависимости работы упругого восстановления от скорости нагружения перед опытом устанавливается пружина 25, и при нанесении серии повторных ударов каждый удар передается на образец 5 через пружину 25. В зависимости от характеристики пружины 25 (жесткости, длины) изменяется время приложения нагрузки, а значит, и скорость нагружения образца 5.

Для регулирования времени выдержки материала образца 5 под нагрузкой между ударами изменяют эксцентриситет упора 9 и расстояние от стороны 11 до противоположной стороны рамки 10, исходя из условия обеспечения заданных перемещений рейки 13 в обоих направлениях. г

1. Установка для испытания образцов на усталость повторными ударами, содержащая основание, установленный на нем горизонтальный вал, привод вращения вала, захваты для образцов, связанные с валом, и нагружающее устройство, имеющее два радиально расположенные груза, связанных тягой и взаимодействующих с захватами, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей установки путем обеспечения возможности исследования упругого восстановления при различных деформациях образца, она снабжена двумя направляющими трубами с фиксаторами для грузов и заплечиками в одной из труб для захвата, силовой пружиной, установленной в торце другой трубы и взаимодействующей с размещенным в ней грузом, и поджимающим устройством в виде двух подпружинен ных клиньев, взаимодействующих с вторым захватом и установленных в плоскости, перпендикулярной оси захватов, при этом захваты выполнены с хвостовиками, обращенными в полость труб, а привод вращения выполнен в виде установленной на валу шестерни с зубчатой рейкой, прямоугольной рамки с регулируемым расстоянием между парой параллельных сторон, связанной с рейкой, и упора, эксцентрично закрепленного на оси вращения и взаимодействующего с рамкой.

2. Установка по п. 1, -отличающаяся тем, что, с целью регулирования скорости нагружения образца, она снабжена набором сменных силовых пружин с различной жесткостью, размещаемых между опертым на заплечики захватом и грузом.

1226143

Редактор Н. Данкулич

Заказ 1935/33

Составитель В. Тальвойш

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул, Проектная, 4