Машина для снятия механических характеристикматериалов

 

О П И С А Н И Е I66524

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42k, 3401

Заявлено 04.Ч.1963 (,1 е 834598/25-8) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 19.XI.1964. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 13.1V.1965

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий СССР

МПК G 01п

УДК

Авторы изобретения

В. М. Панферов, И. С. Богатырев, Л. М. Ильин, А. Ф. Калинин, Л ;;

Ю. А. Ширенин, Е. Г. Беловол и Л. П. Грунин

Заявитель

МАШИНА ДЛЯ СНЯТИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

МАТЕРИАЛОВ

Подписная группа И 11б

Известная машина для снятия механических характеристик образцов материалов содержит устройство для программирования нагрузок, прилагаемых к испытуемому образцу, и нагружающие его устройства, тензометрические датчики с выносными базовыми площадками, наклеенные на образец и расположенные один над другим, регистрирующие приборы. Образец деформируется с помощью задающего электродвигателя. Машина снабжена электропечью, регистратором барабанного типа, служащим для фиксации действующих усилий, моментов и деформаций, а также электронноследящей системой, управляющей работой двигателей нагружения образца и двигателей регистраторов, Предлагается машина, в которой запись кривых растяжения испытуемых образцов материалов ведется при постоянной скорости деформирования последних при разных температурах, Это достигается тем, что нагружение образца ведется с помощью дифференциального механизма, представляющего собой сочетание задающего электродвигателя, непосредственно ведущего нагружение образца, и электродвигателя поправки, управляемого следящей системой, включающегося в работу при изменении скорости деформирования образца.

Электродвигатель поправки управляется сигналами, полученными от следящей системы. В свою очередь, сигналы на последнюю поступают от программного механизма и тен5 зодатчика, скомпенсированного в тепловом отношении, установленного последовательно с испытуемым об р азцом. Базовые площадки тензодатчика вынесены из зоны нагрева образца с помощью стержней и для исключения

l0 их перекосов центрированы с помощью втулки и пальца.

Предлагаемая машина позволяет получить кривые релаксации, ползучести и кривые «время — деформация». Это достигается благода15 ря тому, что барабанный регистратор снабжен вторым регистрирующим устройством, каретка которого движется с постоянной скоростью с помощью задающего механизма по времени, с которым она связана.

20 На фиг. 1 изображена предлагаемая машина, общий вид; на фиг. 2 — схема дифференциального механизма к предлагаемой машине; на фиг. 3 — программирующий механизм; на фиг. 4 — регистрирующее устройство.

25 Испытательная машина для снятия механических характеристик образцов (металлов и других материалов при нормальных и повышенных температурах до 1200 С) состоит из следующих основных узлов: станины с за30 жимными приспособлениями, привода меха166524

65 низма нагружения, следящей системы с регистратором барабанного типа непрерывной записи и нагревательного устройства образца.

Нагружение образца (см. фиг. 1), закрепленного в захватах 1, растягивающей силой осуществляется последовательно динамометром 2 (содержащим тензодатчики, включенные в мостовую схему управления и регистратора), двуплечим рычагом 3 с отношением плеч 1: 10 и тягой 4. Последняя соединена с винтом 5 червячной передачи б, связанной с выходным валом дифференциального механизма, приводимого во вращение задающим двигателем 7 и двигателем поправки 8. Различные диапазоны скоростей деформирования достигаются сменой шестерен 9.

Деформация образца измеряется тензометрическим датчиком перемещения 10, базовые площадки 11 которого вынесены из печи с помощью стержней 12, закрепленных на образце 18 двумя призмами 14. Поскольку имеется стационарное температурное поле, температурные изменения не входят в процесс измерения деформации образца.

Нагрев образца осуществляется в печи с селитовыми нагревателями. Такая печь при расходе мощности в 5 квт может поддерживать температуру до 1200 С.

Принцип программирования основан на нулевом методе выравнивания сопротивлений датчиков деформации или датчика динамометра с сопротивлениями отрезков задающего реохорда программирующих устройств, например машины С. 1-1. Щетка реохорда 1 > (см. фиг, 3) поворачивается около барабанчика 1б, замыкая две проволоки реохорда и меняя таким образом соотношение его плеч.

Щетка реохорда вращается двигателем через многоступенчатый редуктор 17.

К машине придан регистратор (см. фиг. 4) барабанного типа с непрерывной записью.

Б ар абаи 18 вращается двигателем типа

АДП-262 через червячную передачу 19. С противоположного торца барабана установлен трехвитковый реохорд 20, включенный в мостовую схему следящей системы для записи деформаций или усилий. Вдоль образующей барабана размещена рейка с линейным реохордом, по которой перемещается каретка 21, несущая перо 22 и контакт 28 реохорда, Каретка перемещается тросиком, навернутым на барабанчик 24, связанный с двигателем. С противоположной стороны барабана регистратора расположена вторая рейка с кареткой и пером. Эта каретка, перемещающаяся с постоянной скоростью, слу>кит для записи кривых релаксации (в этом случае тензодатчики динамометра подключены на трехвитковый реохорд 20), а также для контроля постоянства скорости деформирования образца (запись деформации во времени). В этом случае на реохорд 20 подключен тензодатчик 10 деформации образца.

Мостовые схемы электронноследящих систем составлены из проволочных тензодатчи5

45 ков и реохордов,программирующего устройства и регистратора.

Для подстройки равновесия по активной и реактивной составляющим мост снабжен переменными сопротпзлеш ями. Питание моста осуществляется переме,шым током частотой

50 2 от одной из обмоток силового трансфор матора. Сигнал разбаланса в измерительной диагонали моста поступает на усилитель, усиливается и подается на двигатель 8 (см. фиг. 2), пагружа>ощий образец. Подача сигнала будет происходить до тех пор, пока изменение сопротивлений пс сбалансирует мост, Таким образом, за непрерывным изменением сопротивлений плеч реохорда следует непрерывное нагружепие образца.

Каналы следящей системы регистрации деформации и регистрации силы работают аналогично описанному выше с той разницей, что небаланс моста возникает в результате изменения сопротивлений датчиков при нагружении образца, а состояние равновесия достигается изменением сопротивле ний плеч реохорда регистрирующего устройства с помощью электродвигателей, подключенных к выходу усилителей.

Напряжение небаланса подается на входной трансформатор и усиливается пятью каскадами усилителя переменного тока, собранного на сопротивлениях. Б первом каскаде усилителя использован полупроводниковый триод П13Б для лучшего согласования с мостом и уменьшения помех. Остальные четыре каскада собраны па лампах 6Н2П, причем между третьим и четвертым каскадами установлен узкополосный фильтр, настроенный па частоту питания моста. Усиленный сигнал подается па фазочувствптельпый «ыходной каскад, являющийся усилителем мощности. Сигнал небаланса, поступающий на сетку ламп выходного каскад", в зависимости от знака деформации совпадает по фазе с напряже. нием, питающим анод одной из ламп.

Для облегчения =-ксплуатации следящих систем каждый капал снаб>жен электронно-оптическими элемеnlами настройки, собранными на лампах 6Е5С.

Предмет изобретения

1. Машина для снятия механических характеристик материалов, содержащая задающий электродвигатель, программный механизм, следящую систему, тензодатчик с выносными базовыми плогцадкамп, эл< ктропечь, барабанный регистратор с регистрирующим устройством, задающую систему по времени, отличающаяся тем, что, с целью снятия кривых растя>кения при постоянной скорости деформирования при разных температурах, она содержит дифференциальный механизм, выполненный в виде связанных друг с другом задающего электродвигателя и электродвигателя поправки, управляемого посредством сле166524

12

J дящей системы, сигналы на которую поступают от программного механизма и тензодатчика, скомпенсированного в тепловом отношении и вынесенного за пределы электропечи с помощью стержней, несущих выносные базовые площадки, центрируемые пальцем и втулкой, исключающими перекосы площадок.

2. Машина по п. 1, отлича ощался тем, что, с целью получения:кривых релаксации, ползучести и «время — деформация», барабанный регистратор снабжен вторым регистрирующим устройством, каретка которого движется с постоянной скоростью с помощью задающей системы по времени.

166524

Ю Я

l иг. 4

Составитель К. А. Хоряк

Редактор Б. С. Нанкнна Техред Т. П. Курилко Корректор Ю. М, Федулова

Заказ 677/2 Тираж 1050 Формат бум. 60 901/8 Объем 0,38 изд. л, Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр, Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2