Разрывная машина для испытания материалов

 

Изобретение относится к установкам для испытания на разрыв испытуемых образцов (НО) горных пород. стройматериалов и т.п. Оно позволяет расширить технологические возможности установки за счет регулирования интенсивности спада нагрузки с ростом деформации образца. Для этого на подвижной траверсе (Т) 4 устанавливается шкив 9 механизма торможения, который взаимодействует с редуктором 2 привода нагружения. Шкив 9 охватывает лента (Л) 10 с переменной площадью поверхности. Оно соединяется одним концом через силоизмеритель I1 с активным захватом 6 ИО 7, а другим концом с цепью 13 звездочки 12. Цепь 13 свободным концом соединяется с Q пассивным захватом 5 ИО 7. На непод- ®

А1

СОЮЗ СОВКтСНИХ

СОЦ фЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (5)) 4 G 01 Н 3/08//Е 21 С 39/00. >,,:. с -у ; " мс,"

В .."t.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ дН А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

tt

Ipcrt. f (21) 3887475/22-03 (22) 23.04.85 (46) 30.10.86. Бюл, № 40 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского. дела (72) Е,В, Лодус (53) 620.172.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 954848, кл. G О! N 3/08, 1981, (54) РАЗРЫВНАЯ МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

MATEРИАЛОВ. (57) Изобретение относится к установкам для испытания на разрыв испытуемых образцов (ИО) горных пород, стройматериалов и т,п, Оно позволяет расширить технологические возможности установки за счет регулирования интенсивности спада нагрузки с ростом деформации образца. Для этого на подвижной траверсе (Т) 4 устанавливается шкив 9 механизма торможения, который взаимодействует с редуктором 2 привода нагружения. Шкив 9 охватывает лента (Л ) 10 с переменной площадью поверхности. Оно соединяется одним концом через силоизмеритель 11 с активным захватом 6 ИО 7, а другим концом с цепью 13 звездочки 12, Цепь

13 свободным концом соединяется с пассивным захватом 5 ИО 7, На непод-—

1267206 вижной Т 3 установлена звездочка 12 со средством 14 ее поворота, имеющим зубчатую пару 15 и фиксатор 16 ° Шкив

9 вращается на Т 4. Для работы в режиме пульсирующих нагрузок параллельно оси шкива 9 устанавливается прижимной ролик 17, который взаимодействует с Л 10 и кулачковый механизм 18, взаимодействующий с приводом нагружения и соединенным с помощью упругого элемента 19 и вала 20 с рогиком

17, Вал 20 качается на оси 21 ° Сила трения скольжения между шкивом 9

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к установкам для испытания на разрыв образцов горных пород, строительных и других материалов.

Цель изобретения — расширение технологических воэможностей путем регулирования интенсивности спада нагрузки с ростом деформации образца, На фиг,1 схематически изображена разрывная машина для испытания материалов, вид спереди; на фиг ° 2 — то же, вид сбоку, Разрывная машина содержит электро.механический привод нагружения, состоящий из электродвигателя 1 и редуктора 2, неподвижную 3 и подвижную 4 траверсы, пассывный 5 и активный 6 захваты для образца 7, винтовой механизм 8, связывающий подвижную траверсу 4 с редуктором 2 привода нагружения, и механизм торможения, выполненный в виде шкива 9, установленного на подвижной траверсе 4 и кинематически связанного с редуктором 2, ленты 10 с переменной площадью поверхности, охватывающей шкив 9 и соединенной одним концом через силоизмеритель 11 с активным захватом 6, и звездочки 12 с охватывающей ее цепью

13, один конец которой соединен с пассивным захватом 5, а другой — со свободным концом ленты 10, Звездочка

12 установлена на неподвижной траверсе 3 и имеет средство 14 ее поворота с зубчатой парой 15 и фиксатором 16 °

Установка содержит также средство для и Л 10 пропорциональна площади контакта между ними и усилию натяжения Л 10 и в сумме с усилием натяжения создает растягивающую нагрузку на ИО 7. По мере перемещения.т 4 нагрузка увеличивается, Несущая способность ИО 7 падает, возрастает скорость его деформации и он резко увеличивает свою длину, Нагрузка на ИО

7 при этом снижается ° 11араметры пульсирующей нагрузки регулируются заменой элемента 19.1 з.п. ф — лы.

2 ил. обеспечения испытаний в режиме пульсирующей нагрузки, включающее прижимной ролик !7, установленный параллельно оси шкива 9 и взаимодействующий с поверхностью ленты 10, и кулачковый механизм 18., взаимодействующий с приводом нагружения и соединенный с роликом 17 посредством упругого элемента 19 и вала 20, установленного с

10 возможностью качания на оси 21, Между захватами 5 и 6 установлены предохранительные тросики 22, служащие для предотвращения попадания силоизмерителя 11 между шкивами 9 и роликом 17

15 при разрушении образца 7, Редуктор 2 и кулачковьгй механизм 18 могут выключаться из работы путем перемещения их вдоль вала электродвигателя 1, Винтовой механизм 8 имеет колесо 23 для

-г

2О ручного перемещения подвижной траверсы 4.

Разрывная. машина работает следующим образом, Для работы в режиме плавного нара-.

25 стания нагрузки кулачковый механизм

18 выводят из работы„ а редуктор 2 соединяют с винтовым механизмом 8 °

При включении электродвигателя 1 винтовой механизм 8 поднимает подвижную

3Q траверсу 4, При подъеме вверх шкив 9 увеличивает силу натяжения ленты 10 между шкивом 9 и лен ой 10 возникает сила трения скольжения, стремящаяся сместить активный захват 6 ° Сила тре35 ния скольжения пропорциональна. площади контакта между шкивом 9 и лентой 10 и усилию натяжения ленты !О и! 267206

10 в сумме с усилием натяжения создает растягивающую нагрузку на образце 7, I!o мере перемещения траверсы 4 растягивающая нагрузка увеличивается, величина ее определяется силоизмери- 5 телем ll, При достижении нагрузки, наибольшей для данного образца 7, его несущая способность падает, скорость деформации образца 7 возрастает, и он резко увеличивает свою длину ° В результате быстрого увеличения длины образца 7 происходит снижение силы натяжения ленты 10 и снижение нагрузки на образце 7 в результате уменьшения силы трения и силы натяжения, Снижение нагрузки на образце 7 тормозит процесс разрушения образца, развитие деформации идет с заданной скоростью, определяемой интенсивностью снижения нагрузки на образце 7 20 с ростом его деформаций ° В этом темпе доводят образец 7 до разрушения и приступают к испытанию следующего образца, предварительно выполнив one рации по изменению интенсивности зап- 25 редельного деформирования. Операции эти сводятся к следующему, Поворотом рукоятки фиксатора 16 освобождают зубчатую пару 15 и вращением привода

14 поворачивают звездочку 12, При

30 этом цепь 13 перемещает ленту 10 вместе с захватами 5 и 6 и образцом 7, При перемещении ленты 10 вследствие переменной площади ее поверхности изменяется площадь контакта ленты 10 с шкивом 9, Затем фиксируют новое положение ленты 10 и повторяют опыт, который отличается от предыдущего тем, что при таких же приращениях деформации образца 7 интенсивность снижения нагрузки будет иной, так как

40 при увеличении площади контакта ленты 10 с шкивом 9 интенсивность снижения нагрузки с ростом деформации образца 7 также увеличивается, а при уменьшении площади контакта интенсив45 ность снижения нагрузки с ростом деформации уменьшается, Проведя серию. опытов при различных положениях ленты 10, получают серию опытов с различной интенсивностью запредельного нагружения. Сопоставлением результатов разрушения с интенсивностью спа" да нагрузки выявляют влияние интенсивности спада на характер разрушения материала, 55

Для работы в режиме длительных испытаний используют ручное нагружение, для чего редуктор 2 отсоединяют от механизма 8 и с помощью колеса 23 при работаюшем электродвигателе 1 и вращающемся шкиве 9 нагружают образец 7 до нагрузки, составляющей заданный процент от предела прочности.

При достижении з,зданной нагрузки в образце 7 со временем развиваются деформации ползучести, приводящие к удлинению образца 7 и вызванному этим снижению нагрузки, как это описано выше ° Серия опытов при разных положениях ленты 10 позволяет определить реологическую активность материала в зависимости от интенсивности падения длительности нагрузки с ростом деформаций ползучести, Серия опытов проводится для различных уровней нагрузки.

Для работы в режиме пульсирующих нагрузок при чистой пульсации кулачковый механизм 18 соединяют с валом электродвигателя 1 и колесом 23 за-. дают на образце 7 нижний предел пульсирующей нагрузки, При включении электродвигателя 1 кулачковый механизм 18 через упругий элемент 19 качает вал 20 и периодически прижимает ролик 17 к ленте 10. Это приводит к пульсирующего увеличению прижимающего усилия между шкивом 9 и лентой 10 и к пульсирующему изменению нагрузки на образце 7. При развитии деформаций образца 7 снижается начальное усилие прижатия ленты 10 к шкиву 9, что приводит к снижению нагрузки на образце 7 с определенной интенсивностью, При изменении положения ленты 10 интенсивность падения нагрузки изменяется, что позволяет исследовать влияние интенсивности изменения нагрузки с ростом деформаций образцов на параметры их разрушения, Параметры пульсирующей нагрузки регулируются заменой упругого элемента 19, Дпя работы в режиме смешанного нагружения с постоянно увеличиваюшейся нагрузкой соединяют также редуктор 2 с механизмом 8. В этом режиме рост растягивающей нагрузки вследствие перемещения траверсы 4 сопровождается пульсациями нагрузки.

Интенсивность спада нагрузки при росте разрушающих деформаций регулируется, как и в других режимах, положением ленты 10 9, В результате серии экспериментов определяют влияние интенсивности снижения нагрузки с ростом разрушающих деформаФормула изобретения.

Щые. 2

Составитель В, Тальвойш

Редактор Э, Слиган ТехрецИ.Попович Корректор А. Обручар

Заказ 5754/37 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 12672 ций на характер разрушения при сложном изменении нагрузки.

1. Разрывная машина для испытания материалов, содержащая подвижную и неподвижную траверсы, активный и пассивный захваты для образца, связанные с траверсами, электромеханический привод нагру-10 жения, связанный с подвижной траверсой, и механизм торможения. связанный с захватами, О т л и ч а ю ц а я с я тем, что, с целЬю расширения технологических возможностей путем регулирования интенсивности спада нагрузки с ростом деформаций образца, механизм торможения выполнен в виде шкива, установленногО с воэможностью вращения на подвижной траверсе и ки- 2п нематически связанного с приводом

06 4 нагружения, ленты с переменной площадью поверхности, охватывающей шкив и соединенный одним концам с активным захватом, и звездочки с охватывающей ее цепью, один конец которой соединен с пассивным захватом, а другой — со свободным концом ленты, при этом звездочка установлена на неподвижной траверсе и имеет средство ее поворота с фиксатором, 2, Машина по и 1, а т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспечения испытаний в режиме пульсирующей нагрузки, она снабжена прижимным роликом, установленным параллельно оси шкива и взаимодействующим с поверхностью ленты, и кулачковым механизмом, взаимодействующим с приводом нагружения и соединенным с роликом с помощью вала, установленного с воэможностью качания.