Установка для механических испытаний материалов

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - повышение достоверности испытаний за счет уменьшения инерционности процесса деформирования образца. На установленных на основании колоннах 2 , закреплены траверсы 3-6 и активный: (Л оо со СП 00 4 СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4033433/22-03 (22) 05.03.86 (46) 07,09.87, Вюл. Ф 33 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е,В, Лодус (53) 620.173.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У. 1231424, кл. G 01 N 3/08, 1984.

„„SU„„1335845 А 1

151) 4 G 01 N 3/08// r; 21 С 39/On (54) УСТАНОВКА ЛЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения— повышение достоверности испытаний за счет уменьшения инерционности процесса деформирования образца, На уста-новленных на основании колоннах 2, закреплены траверсы 3-6 и активный

133з84

7 и пассивный 8 захваты с приводами.

Привод захвата 7 выполнен в виде связанного с ним винта (В) 10, устаыовленного соосно захватам 7 и 8. На В

10 неподвижно установлена гайка 11 с приводом 12 ее вращения. Привод 13 захвата 8 связан с основанием, Торможение В 10 осуществляется приспособлением в виде фрикционной втулки (ФВ)

14. На траверсе 3 установлены рабочие гидроцилиндры (ГЦ) 17„ соединенные с колодкой 16, Между торцом В 10 и захватом установлен главный ГЦ 18, гидравлически связанный с ГЦ 17, Для регулирования уровней нагрузки,соответствующих прекращению деформирования образца 9, с противоположной относительно ГЦ 17 стороны колодки 16

5 установлены пружины 19 с регуляторами 20 их поджатия. При включении привода 12 вмес.те с гайкой 11 вращаются

В 10 и ФВ 14 ° При достижении заданной скорости вращения гайка 11 вращает привод 13. На образце 9 появляется начальная нагрузка, Она передается на ГЦ 18, Давление рабочей жид-кости в его полости передается в ГЦ

17, Их штоки прижимают колодку 16 и

ФВ 14 и тормозят ее, Уменьшается скорость вращения ФВ 14 v. В 10, который начинает перемещаться в осевом направлении. Перемещение В 10 передается ГЦ 18 и захвату 7, Образец 9 деформируется с ростом нагрузки на нем.

При падении нагрузки В 10 тормозится, 3.ï. ф-лы, 1 ил, возможностью осевого перемещения, гайки 11, установленной на винте 10 между дополнительными траверсами 4 и

5, что препятствует ее осевому перемещению, и привода 12 вращения гайки

11, привод 13 пассивного захвата 8, 30 связанный через колонны 2 с основанием 1, приспособление для торможения винта 10.привода активного захваИзобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам,для испытания на прочность образцов различных материалов, преимущественно горных пород °

Цель изобретения — повьш ение достоверности испытаний за счет уменьшения инерционности процесса деформирования образца, а также регулирование уровней нагрузки, соответствующих прекращению деформирования образца, На чертеже показана схема установки для механических испытаний материалов, Установка содержит основание 1 с размещенными на нем колоннами 2, траверсу 3 и дополнительные траверсы

4 — 6, закрепленные на колоннах 2, активный 7 и пассивный 8 захваты для образца 9, привод активного захвата

7, выполненный в виде винта 10,уста-: новленного соосно захватам 7 и 8 с

25 та 7, выполненное в виде фрикционной втулки 14, закрепленной на хвостовике винта 10 посредством скользящей UJEIoH ки 15, тормозной колодки 16 для взаимодействия с фрикционной втулкой 14,установленной с воэможностью осевого перемещения, рабочих гидроцилиндров 17, закрепленных на траверсе 3 и соединенных с тормозной колодкой 16, и главного гидроцилиндра 18, установ-. ленного между торцом винта 10 и ак- i тивным захватом 7 и гидравлически соединенного с рабочими гидроцилиндрами 17, и пружины 19 с регуляторами 20 их поджатия, установленные с противоположной относительно рабочих гидро-: цилинцров 17 стороны тормозной колодки 16 °

Регуляторы 20 поджатия пружин 19 . установлены на дополнительной траверсе 6. Межпу главным гидроцилиндром 18 и торцом винта 10 установлен опорный подшипник 21, Для повышения эффективности торможения на траверсе

6 закреплена дополнительная тормозная колодка 22.

Установка работает следующим образом.

Размещают абра.зец 9 в захватах ? и 8, Вкл,очают привод 12 вращения и приводят во вращение гайку 11, Вместе с гайкой 11 врашаю:.ся винт 10 и

1335845

30

55 втулка 14, Вовлечение винта 10 во вращение происходит за счет трения в резьбе винта 10 и гайки 11. При достижении заданной скорости вращения гайки 11 вращают привод 13 перемещения пассивного захвата 8, в результате чего на образце 9 появляется начальная нагрузка, через захват 7 передающаяся на гпавныи гидроцилиндр

18 и создающая в его полости давление рабочей жидкости °

Давление жидкости передается в рабочие гидроцилиндры 17, штоки которых прижимают тормозную колодку 16 к фрикционной втулке 14 и тормозят ее вращение. Скорость вращения втулки

14 и винта 10 становится меньшей скорости вращения гайки 11, в результате чего винт 10 начинает осевое перемещение в направлении деАормировяния образца 9. Осевое перемещение винта 10 передается гллавному гицроцилиндру 18 и активному захвату 7, Происходит деАормирование образца 9 с ростом нагрузки на нем.

Рост нагрузки ня образце 9 происходит одновременно с ростом давления в главном и рабочих гидроцилиндрях 18 и 17, вследствие чего вращение втулки 14 и винта 10 полностью прекращается. Деформирование образца <9 ицет со скоростью, заданной скоростью вращения привода 12 ишагом резьбы винта 10. После перехода за предел прочности нагрузка на образце 9 начинает снижаться, При падении нагрузки до нуля давление в главном и рабочих цилиндрах 18 и 17 также падает до нуля, колодка 16 растормаживает втулку 14, винт 10 начинает вращаться со скоростью, равной скорости вращения гайки 11, и прекращает осевое перемещение в направлении деформирования образца 9. Деформирование образца 9 прекращается, хотя привод 12, винт 10 и гайка 11 продолжают враще— ние °

Активный захват 7 не перемещается, куски разрушенного образца 9 дополнительно не деформируются и остаются в положениях, которые они занимали в момент падения нагрузки до нуля, т,е. в момент потери связности между элементами образца 9. Фиксируют картину разрушения ° Если по задаче испытаний требуется дополнительное иэмельчение кусков образца 9, после снятия параметров разрушения вращают привод 13 до появления нагрузки ня кусках образна 9.

С момента появления нагрузки в гидроцилиндрах 18 и 17 вновь появляется давление и процесс нагружения образца 9 возобновляется до нового разделения кусков образца 9 на несвязные части,т.е. до момента падения нагрузки на кусках до нуля. Вновь фиксируют картину разрушения. Таким образом исследуют поэтапное разрушение материала с регистрацией картины разрушения при полных нарушениях связности между частями нагружаемых

:,элементов, После окончания опыта установку приводят в исходное положение, для чего вращают привод 12 в обратном направлении, вместо образца 9 устанавливают тярировочный образец.

Постепенно поджимая приводом 13 тарировочиый образец к активному захвату 7, создают давление рабочей жидкости в гидроцилиндрях 18 и 17, тормозят винт 10 от вращения и перемеща— ют его тем самым в исходное положение. Следуюший опыт проводят при дру-. гой скорости вращения привода 12, в результате чего пеАормирование образца 9 идет с другой скоростью, но в момент падения нагрузки на образце 9 до нуля деАормировяние его прекращается.

Сравнение картин разрушения по результатам опытов при различных скоростях деформировяния позволяет установить закономерности изменения характера разрушения от скорости деформирования, что имеет практическое значение для горной механики, для проблемы горных ударов и внезапных выбросов.

Для проведения опытов с остановкой деформирования при достижении: заданного уровня падающей нагрузки на образце поступают следующим образом.

Регуляторами 20 деформируют пружины 19 и поджимают колодку 16 к штокам рабочих гидроци;шндров 17 с заданным усилием. Эксперименты проводятся при выполнении тех же операций, что и в предыдущих опытах, но для запуска установки в автоматический режим нагружения вращением привода 13 создают: такую нагрузку на образце 9, при которой давление в гидроцилиндрах 18 и

17 становится достаточным для преодоления штоками рабочих гидроцилиндров ние с чстановлеш:.))ми ня нем колоннаможностью осевогс перемещения и связанного с яктивньм захватом, гайки, установленной ня винте неподвижно в

Составитель В. Тальвойш

Техред М.Дидык

Редактор П. Гере)яи

КорректорН. Король

Заказ 4040/Зб

Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целям изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Ряушскля наб., д. 4!5 (())диисное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул, (!роектная, 4 .)

133 )Я

17 усилия пружин 19 ° ((ос! I

1 0 торм(? зитr я с н л раста)()пп)м ",Г илие;1 образец 9 деформируется до предела про гности но при запредельном де)

5 ф<)рмировянии винт 10 рястормяживяется в тот MoMe))ò, когда нагрузка со стороны пружин 1 9 превысит yc)i)))?e стороны штоков рабочих гидроцилиндров 17. 10

Деформирование образца 9 прекращается, когда нагрузка на нем равна заданной нагрузке, определяемой усилием поджатия пружин 19. Обследуют образец, регуляторлми 20 уменьшают поджл- 15 тие пружин 19. Во время уменьшения поджатия пружин 19 н)токи гидроцилиндров 17 выдвигаются и тормозят втулку

14 с винтом 10, процесс деформирования возобновляется до достижения ня 20 образце 9 более низкого уровня нагрузки, задаваемого новым усилием под,жатия пружин 19. Доводят таким обра зом опыт до полного разделения частей образца 9. 25

Опыты проводят при различных скоростях деформирования, при остановках деформировяния на различных уровнях нагрузки и исследуют процесс развития разрушения при различных ус- q0 ловиях деформировяния.

Предлагаемое устройство эа счет практически мгновенного прекращения деформирования образца при падении нагрузки на нем до нуля или до задан35 ного уровня позволяет с высокой достоверностью проводить исследование влияния условий деформирования «а последствия разрушения образцов.

Формула и з обретения 40

1, Установка для механических испытаний материалов,содержащая основами, траверсу, ус1яновленную ня колоннах, активный и пассивный захваты для образца, привод активногo захватя, выполненный )? виде винта, устянонленногo соосно с зяхватами с воэосевом направлении, и приводя вращения гайки, и привод пассивного захвата, связанный с основанием, о т л и ч а ю щ я я с я тем, что, с целью повышения достоверности испытаний за счет уменьшения инерционности процесса деформирования образца, она снабжена приспособлением для торможения винта привода активного захвата, выполненным в виде фрикционной втулки, закрепленной ня Y.Hoñòoâèêå винта посредством скользящей шпонки, тормозной колодки для взаимодействия с фрикционной втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения рабочих гидроцилиндров, закрепленных на траверсе и соединенных с тормозной колодкой, и главного гидроцилиндря, установленного между торцом винта и— активным захватом и гидравлически связанного с рабочими гидроцилиндрами, 2. Установка по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью регулирования уровней нагрузки, соответствующих прекращению деформирования образца, она снабжена пружинамй с регуляторами их поджатия, установленными с противоположной относительно рабочих гидроцилиндров стороны тормозной колодки.