Устройство для нагружения образца осевой силой и крутящим моментом

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для нагружения образцов материалов осевой силой и крутящим моментом при прочностных испытаниях. Целью изобретения является повышение точности путем устранения ударных воздействий на образец при знакопеременном кручении. На силовой раме 1 установлены пассивный захват 5 для образца 6 и силовозбудитель 9 с закрепленным на его штоке активным захватом 11. На подвижной траверсе 13 посредством предварительно натянутых упругих лент 16 установлен возбудитель 15 крутящего момента. При одновременном нагружении образца осевой силой и крутящим моментом возбудитель 15 крутящего момента перемещается в осевом направлении, крутящий момент лентами 16 передается на раму 1, траверса 13 перемещается приводом 20 по сигналу с контактного датчика 21, обеспечивая допустимый диапазон деформаций лент 16. Устройство снабжено упругими шарнирами 7, 12 для разгрузки образца от изгибающих моментов и компенсатором 17 осевой статической нагрузки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU,„, 1587388 (51)5 G 01 N 3 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4617855/25-28 (22) 10.10.88 (46) 23.08.90.Бюл. № 31 (71) Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина и Научно-производственное объединение «Государственный институт прикладной химииэ (72) В. А. Шерстнев, Н. П. Антропов, В. Б. Бибов, В. О. Бормоткин и Ю. Я. Логинов (53) 620.178 (088.8) (56) Клюев В. В. Испытательная техника.

Справочник.— М.: Машиностроение, 1982, кн. 2, с. 26 — 27. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРУЖЕНИЯ

ОБРАЗЦА ОСЕВОЙ СИЛОЙ И КРУТЯШИМ МОМЕНТОМ (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для нагружения образцов материалов осевой силой и крутящим моментом при прочност2 ных испытаниях. Целью изобретения является повышение точности путем устранения ударных воздействий на образец при знакопеременном кручении. На силовой раме 1 установлены пассивный захват 5 для образца 6 и силовозбудитель 9 с закрепленным на его штоке активным захватом 11.

На подвижной траверсе 13 посредством предварительно натянутых упругих лент 16 установлен возбудитель 15 крутящего момента. При одновременном нагружении образца осевой силой и крутящим моментом возбудитель 15 крутящего момента перемещается в осевом направлении, крутящий момент лентами 16 передается на раму 1, траверса 13 перемещается приводом 20 по сигналу с контактного датчика 21, обеспечивая допустимый диапазон деформаций лент

16. Устройство снабжено упругими шарнирами 7, 12 для разгруЗки образца от изгибающих моментов и компенсатором 7 осевой статической нагрузки. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

1587388

Формула изобретения

55 з

Изобретение относится к испыгательной технике, к устройствам для нагружения образцов материалов осевой силой и крутящ м моментом при прочностных испытаниях.

Целью изобретения является повышение тс1чности путем устранения ударных воздействий на образец при знакопеременном кручении.

На фиг. 1 представлена конструктивн4я схема устройства для нагружения образц в осевой силой и крутящим моментом; на ф r. 2 — схема соединения корпуса возб дителя крутящего момента с подвижной т аверсой, вид в плане; на фиг. 3 — то же, в вертикальной плоскости.

Устройство содержит двухколонную силов ю раму, состоящую из основания 1, кол нн 2 и двух неподвижных траверс 3 и 4.

Н траверсе 3 рамы установлен пассивн tA захват 5 для образца 6, который соединен с траверсой посредством упругого шари ра 7 и динамометра 8. Соосно захвату 5 н траверсе 4 закреплен осевой силов збудитель 9 со штоком 10. На одном конц штока установлен активный захват 11, соединенный со штоком посредством упругого шарнира 12. На колоннах 2 рамы установлена с возможностью поступательного перемещения вдоль оси силовозбудителя подвижная траверса 13 со стойками 14. Возбудитель 15 крутящего момента своим валом ! жестко соединен с другим концом штока 10 с .ловозбудителя 9. Корпус возбудителя 15 ! к утящего момента соединен посредством предварительно натянутых лент 16 со стойк ми 14 подвижной траверсы 13. Ленты 16 расположены в плоскости, перпендикулярн и оси силовозбудителя 9. Силовозбудит ль 9 выполнен в виде гидроцилиндра.

Возбудитель 15 крутящего момента выполнен в виде поворотного гидродвигателя.

Устройство снабжено системой (не показана) создания давлений в рабочих полостях силовозбудителя 9 и возбудителя 15 крутящего момента, а при трехосном нагрул ении полого образца — внутреннего давления в его полости.

Для компенсации осевой нагрузки на силовозбудитель 9 от веса связанных с ним узлов и внутреннего давления в образце на подвижной траверсе установлен компенсатор, выполненный в виде гидроцилиндра 17 с плунжером и пружины 18.

Силовая рама выполнена с механизмом 19 установки пассивного захвата 5 в положение, зависящее от длины образца 6.

Упругие шарниры 7 и 12 жестко передающие крутящий момент и осевую силу, предназначены для разгрузки образца 6 от изгибающих моментов, возникающих из-за неточности изготовления узлов устройства и вызывающих несоосное приложение нагрузки к образцу.

Устройство снабжено также приводом 20 перемещения траверсы 13 и средством регулирования положения траверсы, выполненным в виде контактного датчика 21 перемещений корпуса возбудителя крутящего момента относительно подвижной траверсы, включенного .в цепь обратной связи привода 20.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно устанавливают натяжение N„лент 16 таким образом, чтобы реактивные силы, передаваемые лентами при нагружении образца крутящим моментом, не превышали силы предварительного натяжения, т. е. чтобы ленты 16 воспринимали только растягивающие нагрузки во всем диапазоне воспроизводимых крутящих моментов. Жесткости лент в поперечном направлении выбираются таким образом, чтобы не создавать существенной величины силы AF упругого сопротивления при осевых деформациях о образца в процессе испытаний и чтобы обеспечить высокую жесткость при передаче крутящего момента от корпуса возбудителя крутящего момента на подвижную траверсу.

Изменение осевой и крутильной нагрузок на образце производят путем управления давлениями в рабочих полостях силовозбудителя 9 и возбудителя 15 крутящего момента. При превышении деформаций образца (а вместе с тем и корпуса возбудителя 15 крутящего момента) допустимой величины, определяемой прочностью лент 16 и допустимой величиной их реактивного сопротивления деформированию образца в осевом направлении, замыкается контактный датчик 21, и привод 20 перемещает траверсу 13, восстанавливая допустимое отклонение положения корпуса возбудителя 15 крутящего момента относительно траверсы 13. Упругая подвеска возбудителя крутильных колебаний, выполненная в виде предварительно натянутых лент, и средство регулирования положения в осевом направлении подвижной траверсы относительно возбудителя крутящего момента обеспечивает безударное приложение знакопеременного крутящего момента к образцу, поскольку в узлах передачи крутящего момента на силовую раму отсутствуют кинематические зазоры, что повышает точность одновременного воспроизведения на образце осевой нагрузки и крутящего момента.

1. Устройство для нагружения образца осевой силой и крутящим моментом, содержащее силовую раму, связанный с ней пассивный захват образца, закрепленный соосно с ним на раме осевой силовозбудитель со штоком, соосный с пассивным активный захват, связанный с концом штока, подвижную траверсу с приводом ее перемещения вдоль оси штока и связанный

1587388

+o

Фиг. Z

Риг.З

Составитель Б. Гуков

Редактор Н. Лазаренко Техред А. Кравчук Корректор О. Кравцова

Заказ 2415 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !01 своим корпусом с траверсой возбудитель крутящего момента, вал которого жестко соединен с другим концом штока силовозбудителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения нагрузок, соединение корпуса возбудителя крутящего момента с подвижной траверсой выполнено в виде размещенных в перпендикулярной оси штока плоскости нерастяжимых лент с приспособлением для их натяжения, а устройство снабжено средством регулирования положения подвижной траверсы относительно корпуса возбудителя крутящего момента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство регулирования положения подвижной траверсы выполнено в виде контактного датчика, связанного с приводом.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что связи соответственно активного захвата с концом штока и пассивного захвата с силовой рамой выполнены в виде упругих в перпендикулярном оси захвата направлении шарниров.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено компенсатором осевой статической силы, выполненным в виде установленного на подвижной траверсе гидроцилиндра с подпружиненным плунжером, соединенным с возбудителем крутящего момента.