Установка для прочностных испытаний длинномерных образцов

 

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет расширить функциональные возможности установки путем обеспечения неравномерного нагружения участков образца 17 по его длине. На основании 1 установлены винтовые колонны (ВК) 2 и 3, связанные посредством шестерен 9 с при- / С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3964951/22-03 (22) 14. 10.85 (46) 23.03.87. Бюл. К - 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В. Лодус (53) 620.172(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1218313, кл. G 01 N 3/08, 1984.

„;SU„„1298589 А1 (50 С 01 И 3/08//Е 21 С 39/00 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ДЛИННОМЕРНЫХ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет расширить функциональные возможности установки путем обеспечения неравномерного нагружения участков образца 17 по его длине. На основании 1 установлены винтовые колонны (ВК) 2 и 3, связанные посредством шестерен 9 с при- .

1298589 водом 8 вращения. При э том ВК 2 и 3 выполнены составными из винтов 4, 5 и 6, .7 с разными шагами и направлениями нарезки резьб. На основании 1 вертикально закреплены направляющие

10, вдоль которых перемещаются червячные колеса (ЧК) t1 и 12. Каждое из них находится в зацеплении с обеими ВК 2 и 3. На основании 1 также расположены торцовые захваты 15 и

16 для образца 17, а на осях ЧК 11 и 12 с помощью подшипников 20 качения — .дополнительные захваты 18 и

19 по числу участков нагружения. В установке имеются электромагнитные

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов на прочность при одноосном нагружении, и может быть использовано при испытании длинномерных образцов материалов, используемых в горном деле, при испытании анкерных крепей, буровых штанг и т.п.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения неравномерного нагружения участков образца по его длине., На чертеже показана установка для прочностных испытаний. длинномерных образцов.

Установка содержит основание 1 с установленными на нем винтовыми колоннами 2 и 3, которые выполнены составными из винтов 4 и 5 и 6 и 7 соответственно, привод 8 вращения, установленный на основании 1 и связанный посредством шестерен 9 с колоннами 2 и 3, направляющие 10, вертикально закрепленные на основании 1, червячные колеса 11 и 12, установленные с возможностью перемещения по направляющим 10 и сцепленные: червячное колесо 11 с винтами 4 и 6 колонн 2 и 3, червячное колесо 12 с винтами 5 и 7 колонн 2 и 3, гладкие центрирующие колонны 13, которые выполнены составными с возможностью

f5

30 муфты (ЭМ) 2 t и 22, полукорпуг. > 2 1, 24 которых закреплены соответственно на основании 1 и шестернях 9.

Диски 25 сцепления ЭМ 21 и 22 установлены на.ВК 2 и 3 с возможностью осевого перемещения. При работе установки поочередно подключают М 2 1 и 22, вызывая также поочередное вращение каждой из ВК 2 и 3 при неподвижном положечии второй ВК 2, 3. Это приводит к возвратно-поступательному перемещению ЧК 11 и l2 вдоль ВК 2 и 3 и знакопеременному деформированию образца 17 на различных участках. 1 ил.

2 регулировки длины в соответствии с длиной колонн 2 и 3, траверсу 14, связывающую колонны 2, 3 и 13 и направляющие 10 с основанием 1, торцо-, вые захваты 15 и 16 для образца 17, закрепленные соответственно на основании 1 и траверсе 14, дополнительные захваты 18 и 19 для образца 17, установленные на осях червячных колес 11 и t2 с помощью подшипников качения 20, и электромагнитные муфты 21 и 22, полукорпуса 23 и 24 которых закреплены соответственно на основании 1 и шестернях 9, а диски 25 сцепления установлены на винтовых колоннах 2 и 3 с возможностью осевого перемещения, Муфты 21 и 22 имеют электрические обмотки 26, установленные на полукорпусах 23 и 24, и отдельные цепи 27 управления. Винты 4 и 6 и 5 и 7 колонн 2 и 3 выполнены с различными шагами и направлениями нарезки резьб в соответствии с требуемой скоростью деформирования участков образца 17.

Установка работает следующим образом.

Электромагнитные муфты 2 1 и 22 устанавливают в положение, при котором винты 5 и 7 колонн 2 и 3 соединены с приводом 8 вращения, т.е. когда диски 25 муфт 21 и 22 взаимодействуют с полукорпусами 24 и соответственно с шестернями 9. Включают при3 12985

55 формирования и разрушения фиксируются.

«од 8 и вращают колонны 2 и 3 с равными угловыми скоростями. Червячные колеса 11 и 12 вращаются в результате взаимодействия с колоннами 2 и 3 со скоростями, пропорциональными шагам пар винтов 4 и 6 и 5 и 7, а именно, при большем шаге винтов 5 и 7 скорость вращения колеса 12 выше, чем колеса 11.

Перемещение червячных колес 11 и 12 вдоль винтов 4-7 отсутствует.

Разгоняют колонны ? и 3 до заданных скоростей вращения и, в зависимости от требуемого знака деформации образца 17,переключают муфту 21 или 22 на режим соединения ее диска 25 с полукорпусом 23, закрепленным на основании 1. Одне из колонн 2 или 3, муфта 21 или 22 которой переключена, тормозится и прекращает вращение, вторая колонна вращается с прежней скоростью. В результате червячным колесом 11 и 12 сообщается перемещение вдоль винтов 4-7, причем ско— рость перемещения пропорциональна шагу резьбы червячного колеса 11 и

12 и скорости вращения колонны, направление перемещения зависит от направления нарезки резьбы. Перемещения червячных колес 11 и 12 вызывают соответствующие перемещения захватов

18 и 19 и деформирование образца 17 на участках между захватами 15 и 18, 18 и 19, 19 и 16. Скорость деформирования образца 17 и знак деформации на участке между захватами 15 и 18 определяются направлением и скоростью движения червячного колеса 11, на участке между захватами 18 и 19— алгебраической разностью скоростей перемещения червячных колес 11 и 12, на участке между захватами 19 и 16 направлением и скоростью перемещения колеса 12 относительно торцового захвата 16. Образец 17 подвергается сложному неравномерному деформированию по участкам в соответствии с задачами испытаний и реальной моделью нагружения конкретного элемента конструкции. Процесс деформирования материала осложнен взаимным проникновением процессов деформации на соседние участки, алгебраическим суммированием напряжений, нарастающих с различными скоростями по криволинейным зависимостям от величин деформаций в соответствии с диаграммой нагружения за пределом упругости. Параметры де15

Н9 cf

Следующий опыт проводят при переключении другой муфты ?1 и 22 при прежнем направлении вращения колонн

2 и 3 и скорости их вращения. В результате получают деформирование с зеркально противоположным направлением развития деформаций на сходных ,участках образца 17: захваты 18 и 19 перемещаются в направлении, противоположном по отношению к перемещению в первом опыте, но с такими же скоростями перемещения . Сравнение результатов испытаний выявляет влияние эффекта наложения деформаций противоположных знаков при сложном распределении деформаций по длине образца 17.

Для регулировки скоростей деформирования образца 17 кроме изменения шага нарезки используется изменение скорости вращения привода 8 на момент переключения муфт 21 и 22: чем выше скорость вращения колонн 2 и 3 в момент переключения и торможения одной из них, тем выше скорость деформации образца 17 на всех участках. Таким образом, скорости деформации регулируются скоростью вращения колонн 2 и 3 приводом 8, соотношение скоростей — соотношением шагов резьб винтов 4 и 6 и 5 и 7, направление деформирования — направлением нарезки резьб и порядком переключения колонн 2 и 3.

Для работы установки в знакопеременном режиме нагружения используются поочередное ручное или автоматическое переключение электромагнитных муфт 21 и 22. Поочередное переключение муфт 21 и 22 вызывает поочередное вращение каждой из колонн 2 и 3 при неподвижном положении второй колонны, что приводит к возвратнопоступательным перемещениям колес 11 и 12 вдоль колонн 2 и 3 и к знакопеременному деформированию образца на различных участках. Параметры деформирования задаются, как и в других режимах, соответствующей сборкой колонн 2 и 3 из винтов 4-7 с заданными шагами и направлениями нарезки резьб и подбором соответствующих червячных колес 11 и 12.

Во всех режимах число винтов, составляющих колонны 2 и 3, определяется потребным числом участков нагру= жения образца 17. В соответствии с длиной винтовых колонн 2 и 3 составляются гладкие направляющие колонны

5 . .!" э

1101!о!!1!с11 1и и торцовые 3 ахваты для разца.

Составитель В. Тальвойш

Редактор И. .Горная Техред Н.Глущенко Корректор О. Луговая

Заказ 879/43 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Про11з1нц11 твенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

13, направляющие 10. Использование подшипников качения 20 для размещения захватов 18 и 19 в червячных колесах 11 и 12 исключает возникновение крутящих моментов на образце 17 при 5 вращении колес 11 и 12 до нагружения и при деформировании образца 17. формула изобретения

Установка для прочностных испытаний длинномерных образцов, содержащая основание с установленными на нем винтовыми колоннами, привод вращения, установленный на основании и связанный посредством шестерен с

Винтовъми колоннами, направляющие, вертикальнo закреппе иные на основании, червячные колеса,. установленные с возможностью перемещения вдоль 20

118 IоавляIвщих и Г В я 3 ае1(lые с Винтовыми

uf. ра З1!а,:) т !i Н r1 «; 1!:«! г д тем ч! I) r III. л1:! 1 Ръ1 с!1111!1 вин ф",нк!1и". нальных возможностей ус Ti íîâêè путчи обеспечения неравномерного нагружения участков образца по его длине, она снабжена электромагнитными муфтами, полукорпуса которых закреплены соответственно на основании и шестернях, а диски сцепления установлены на винтовых колоннах с возможностью осевого перемещения, и дополнительными захватами для образца по числу участков нагружения, закрепленными на осях червячных колес, при этом каждое из червячных колес находится в зацеплении с обеими винтовыми колоннами, а винтовые колонны выполнены составными из винтов с различными ша— гами и направлениями нарезки резьб в соответствии с требуемой ско— ростью деформирования участков об