Устройство к разрывной машине для испытаний материалов

 

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для механических испытаний образцов материалов при различных климатических условиях. Цель изобретения - повышение точности и производительности и расширение технологических возможностей за счет обеспечения стабильного изменяемого в широком диапазоне влажностнотемпературного режима в камере и снижения трудоемкости смены образца. В камере 1, выполненной в виде параллелепипеда и установленной на направляющих 12 с возможностью перемещения относительно крышки 11, закрепленной на траверсе 25 разрывной машины, разметены цилиндрический и торцовые -экраны 2, 37, 41, захваты 19, 20 для образца 21 с тягами 22, 23, змеевик 8 с нагревателем 9 и датчиком 10, вентиляторы 15, L-образная трубка 1А с датчиком влажности, заслонка 14, патрубки 5-7 для рабочей и дополнительной полостей 3, 4 камеры 1. На траверсе 25 установлена с возможно-1 стью вращения втулка 24 с приспособлением для Фиксации тяги 23, которая посредством тросов 31, уравновешивающих грузов 32 и блоков 33 подвешена к раме 34 разрывной машины. Тяги 22, 23 выполнены в ваде коаксиально расположенных труб, внутренняя тяга 22 через реечно-зубчатое соединение связана с измерителем 26 деформации , закрепленном на заглушке 30 тяги 2.3. Тяга 23 выполнена ступенчатой - с резьбой и пазами на суженной части и окном 38 на расширенной части. К захвату 20 может прикрепляться индентор, а к захвату 19 - зажим для закрепления плоского образца . Тягу 23 закрепляют во втулке 2, вращением втулки 24 устанавливают необходимое расстояние между захватами 19, 20. Затем создают в камере 1 необходимые для испытания влажностнотемпературные условия. Опускают камеру 1 и перекрывают ее заслонкой- 14. Через окно 38 устанавливают образец 21 и поднимают камеру 1. Перемещением траверсы 25 осуществляют нагружение образца. Величину деформации фиксируют по индикатору 26. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. л с ел 4 J

СаОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) (51)5 С 01 N 3!! 8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (?.1) 47()7358/28 (?2) 19,0>6.89 (46) 23,05. 91. Вюл. !! - 19 (7l) Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им, C.) .Кирова и Гомельский кооперативный инстит т (72) В.И. Иванцов, К. F,.Ïeðåïåëêèí, 1>,Ã>,0àäîâñêèé„ И,Т.Иванцов, В,А.Васильев, Л.И.Васильева и Р>.F.Õìåëåâский (53) б?0.177.251(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1010507, кл, G Ol N 3/!8, 1981. (54) УСТРОЙСТВО К РАВР) )ВИОЙ 1!А!!!ИКЕ

Щ!Я ИСП!!ТА!!ИЙ МАТГРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для механических испытаний образцов материалов при различных климатических условиях. Цель изобретения — повышение точности и производительности и расширение технологических возможностей зя счет обеспечения стабильного изменяемого в широком диапазоне влажностнотемпературного режима в камере и снижения трудоемкости смены образца. В камере 1, выполненной в виде параллелепипеда и установленной на направляющих 12 с возможностью перемещения относительно крышки 11, закрепленной на траверсе 75 разрывной машины, размещены цилиндрический и торцовые экраны 2, 37, 41, захваты 19, ?О для

2 образца 71 с тягами 2?, 23, змеевик

8 с нагревателем 9 .и датчиком 10, вентиляторы 15, 1,-образная трубка 16 с датчиком влажности, заслонка !4 пятрубки 5-7 для рабочей и .дополнительной полостей 3, 4 камеры 1. На траверсе 25 установлена с воэможно-* .стью вращения втулка 24 с приспособлением для Фиксации тяги 23, которая посредством тросов 31, уравновешивающих грузов 32 и блоков 33 подBp0IpHG к pRMp 34 разрывной машины.

Тяги 22, 33 выполнены в виде коаксияльно расположенных труб, внутренняя тяга 22 через реечно-зубчатое соединение связана с измерителем 26 деформации, закрепленном на заглушке 30 тяги ?3, Тяга 33 выполнена ступенчатой — с резьбой и пазами на суженной части и окном 38 на расширен- ной части. К захвату 20 может прикрепляться индентор, а к захвату 19— зажим для закрепления плоского образца. Тягу ?3 закрепляют во втулке 24, вращением втулки 24 устанавливают необходимое расстояние между захватами I 9, 30 ° Затем создают в камере 1 необходимые для испытания влажностнотемперятурные условия. Опускают камеру 1 и перекрывают ее заслонкой.

14..Через окно 38 устанавливают образец ?1 и поднимают камеру 1. Перемещением тряверсы 25 осуществляют нагружение образца. Величину деформации фиксируют по индикатору ?6.

1 з и. ф лы, 7 ил.!

65!!47

Изобретение относится к технике испытяний материалов, в частности к устройствам для механических испытаний образцов материалов при различ5 ных климатических условиях. ! ель изобретения — повьппение точности и производительности и расширение технологических возможностей за счет обеспечения стабильного, изме-!О няемого в широком диапазоне влажностно-температурного режима в ка1 мере и снижения трудоемкости смены образца.

Ча фиг.1 показано устройство к разрывной машине для испытаний материалов на фиг.2 — тяги с индентором для испытания на продавливание образца.

Устройство содержит теплоизолиро- 2О ванную камеру 1 в форме прямоуголь" ного параллелепипеда с радиационным экраном 2, рабочей и дополнительной полостями 3, 4, патрубок 5 для рабочей полости 3, входной и выходной па- 25 трубки 6, 7 для дополнительной полости 4, змеевик 8, закрепленньп" на экране 2, нагреватель 9 с датчиком

10 температуры, установленный коаксиально в змеевике 8, крьнпку 11 с направляющими 12, по которым камера 1 может перемещаться относительно крьппки !1 и фиксироваться с помощью узлов 13, заслонку 14, установленную под крышкой 11 с возможностью переме-( 35 щения, размещенные в рабочей .полости, 3 вентиляторы 15, 1.-образную трубку 16 с датчиком влажности в виде "мокрого" и сухого" датчиков 17, 18 температуры захваты 19 20 для испыты9

В 40 ваемого на растяжение образца ?1, со— единенные с тягами, выполненными в виде коаксиально расположенных труб

?2, 23, проходящих через отверстие крышки 11, втулку 24, предназначенную <5 для размещения на траверсе 25 pasрывной машины (на чертеже не показана),.измеритель деформации в виде индикатора 26 часового типа, установленного на наружной трубе (тяге) 23 и соединенного с внутренней трубой

50 (тягой) 22 зубчатой рейкой 27, которая сцеплена с зубчатым колесом (на оси которого закреплена нить 28, связанная с грузом 29) индикатора 26, заглушку 30, закрепленную на расположенном вне камеры 1 конце тяги 23, тросы 31 с уравновешивающими грузами 32 и блоками 33, закрепляемыми ня раме 34 рязривной машины IIpH чем свободные концы тросов 31 прикреплены к заглушке 30, и приспособление для фиксации наружной тяги ?3,, установленное на втулке 24.

Втулка 74 установлена а траверсе 25 с возможностью вращения на подшипнике 35. Крышка 11 закреплена на траверсе 25, в которой выполнено осевое отверстие с выступами для тяги

?3, закрепленной на траверсе с помощью гайки 36.

Тяга 23 выполнена ступенчатой, на ее расширенной части, расположенной в камере 1, установлен экран 37 и выполнено окно 38 для смены образца, на суженной части выполнена резьба 39 и пазы 40 под выступы траверсы 25.

На внутренней тяге 22 над захватом

19 установлен торцевой экран 41, Приспособление для фиксации тяги

?3 выполнено л виде полуколец 42 с внутренней резьбой, установленных на тяге ?3 и закрепленных в отверстиях втулки 24 с помощью державок 43, стержней 44, жестко соединенных со свободными концами державок 43 и установленных перпендикулярно им, и приводного вала 45, установленного параллельно оси державок 43 и связывающего посредством выполненной на его концах правой и левой резьбы стержни 44, Полукольца 42 установлены с воэможностью синхронного перемещения и вращения относительно продольной оси тяги 3, Захват 19 внутренней тяги 22 выполнен съемным для размещения на его месте скобы 46 к которой прикрепляется зажим в виде пластин 47, 48 с соосными отверстиями для закрепления плоско .о образца, испытуемого на продавливание. При этом на захвате

20 наружной тяги 23 устанавливается индентор 49 для проданливания плоского образца.

Для автоматической регистрации деформации образца на зубчатой рейке27 установлены электрические контакты 50 и 51 и скользящий контакт на индикаторе 26.

Устройство обеспечивает воэможность изменения температуры в рябочей полости 3 в диапазоне от минус

?00 Г до 6(Ю С, Устройство работает следующим образом, 1651147

55 ха. т.. Одноосг:ое растяжение образца ?1, Вращением привоиного вала 45 фиксируют наружную -"я ..--. ?3. Затем, вращая втулку ?4 на подшиг;нике 35 перемепгают тягу 23 в вертикальной плоскости для установления необходимого расстояния между захватами 19, 20, после чего тягу 23 дополнительно зажимают гайкой 36.

Затем в камере 1 создают необходимые для испытания влажностно-температурные условия.

Для испытаний образца в жидкой среде требуемую жидкость заливают через патрубок 5 в рабочую полость 3 камеры 1, Для испытания образ.*,а в жидкой среде при заданной температуре низкие температуры достигаются либо введением в рабочую полость 3 жидкого хладагента через патрубок 5, ;:ибо пропусканием хладагента через змеевик

8, расположенный на наружной поверхности радиационного экрана 2, либо путем пропускания хладагента через входной патрубок б, дополнительную полость 4, выходной патрубок 7, Повьппень.ые температуры достигаются с помощью электронагревателя 9 либо путем ци;хуляции жидкости через входной патрубок б„ дополнительную полость 4, выходной патрубок 7.

При необходимом резком изменении температуры возможно попеременное нагревание с помощью электронагревателя 9 и охлаждение с помощью змеевика 8.

Температуру -р"-.гулируют с помощью датчика 10, ". контролируют ее в камере 1 с помощью датчика 18, Для испытания образцов в воздушной среде с эаданной влажностью воздуха в камеру 1 подают через патрубок 5 влажный воздух необходимой кон1 центрации либо на дно камеры 1 заливают насыщенный раствор определенных стандартных хнмических веществ, соз- дающих необходимую влажность воздуДля измерения и контроля влажности воздуха в камере в I,-образную трубку 16 с датчиком 17 температуры заливают воду и по разности темtl . r i и и ператур между мокрым 17 и сухим

18 датчиками определяют влажность воздуха.

1G

2-5

Для исгп|таний 6раэтктв в,>ара-:; других летучих жидкостей .-"-.,: но к»меры 1 заливают данную жидкосгт-. и эту яе жидкостF> эагтивают в т: — образную трубку 16Ä а концентрацию пароопределяют указанным способом, Затем с помощью узна 13 опускают камеру 1 по направляющим 12, перекрнва..т ее заслонкой 14 с целью уменьшения изменения параметров исг|ь1та-,åëüíîé среды устанавливают через окно 38 в тяге 23 в захваты 19, 21) образец 21„ отодвигают заслонку 14, !

4. поднимают камеру 1 по направляющ .м 12 и прижимают ее к крьппке 11 э-;;;репленной на траверсе 25. При .-sc ì наружная тяга ?3 с находящимися на ней приспособлениями уравновешена нитями 31 с грузами 32 с помощью пар блоков 33, укрепленных на верхней раме 34 разрывной машины.

Включают разрывную машину, при это-i траверса 25 с наружной тягой

23, установленным на заглушке 30

;индикатором ?б часового типа и камерой 1 перемещается вниз, а внутренняя тяга 2? с зубчатой рейкой 27 перемещаться практически не будет, и таким образом образец ?! будет растягиваться. Торцевой экран 41 на внутренней тяге ?? будет перемещаться внутри наружной тяги ?3, что совместно с экраном 37 и "-аглушкой ЗП сгособствует уменьшению изменения параметров среды †. температуры и концентгации. Вентиляторы 15 равномерно перемешивают испытательную среду в камере 1 и, кроме того > coэдают поток воздуха, направленный к дну камеры, образуя между крышкой 11 и экраном 37 так называемую "буферную зону — область повьппенного давления, и что также способствует снижению паразитных изменений параметров среди.

Величину усилия снимают по шкале нагрузок (не показана) разрывной машины, Величину деформации снимают либо по шкале удлинений (не показана) .разрывной машины, либо (более точно) по.шкале индикатора ?б часового типа, либо выводят эквивалентный деформации образца электрический сигнал на самописец, так как неподвижные контакты

50 и 51 на зубчатой рейке 27 и скользящий контакт (не показан) на корпусе индикатора 26 представляют собой потенциометр, Нить ?8 с "ðóçîì 29, закрепленная на зубчатом колесе инди165!! 47 каторз 26, обеспечивает работу зубчатых кОлес Одной стороной прОфиля

-„» б» ев, одинаковое равномерное усилие на образец ?1 при любой его деФормации в течение всего времени испытания, а также возможность измерения больших Деформаций, II, Определение начального модуля деформации.

Способ 1. Поступают так же, как о?писано в и. I и, кроме того, сни" мают диаграмму нагрузка — удлинение., и но ней определяют начальный модуль.

Способ 2. Поступают так же, как в и. 1., но растяжение производят до олределенного вперед заданного удлинения образца ?1, останавливают разрывную машину, снимают со шкалы нагpg»çÎê величину усилия и Определяют модуль деФормации.

Способ 3 (метод 1<.P,Ëoìoíocoâà).

Поступают так же, как в и. I устан:!вливают образец 21, освобождают тягу 23 синхронным перемещением полуколец 42 путем вращения приводного вала 45 и нагружают ее грузом известной массы, Так как на поверхности тяги ?3 выполнены продольные пазы 40, совпадающие с выступами (не показаны)

R Gv?»ppcTHH Tp8Bppcb1 ?5, тяга 23 свобОдно, без трения, Опускается под действием груза в вертикальной плоскОсти, II удлинение образца снимаит п шкале индикатора 26, после чего о*. ределя?от начальный модуль деформац? и о

III. Испытание нлоского образца текстильного материала на продавливание, Через окно 38 в тяге 23 вместо захватa 19 устанавливают скобу 46 (фиг.,2) с пластинами 47. 48 и подготавливают устройств",, как в и, T., Образец материала помещают между двумя квадратными пластинами 47, 48 и скрепляют их зажимами, К захвату

45 закрепляют индентор 49, на конце которого закреплен шарик, перемещают тягу 23 путем вращения втулки

24 до соприкосновения шарика с плоск остьи образца и проводят испытания, как в и, .1. и 1 0(".ò. 8847-85, D.". Одноцикловые испытания, Способ 1, Устройство подготавливают так же, как в и 1 или и. III, но при этом Опускают гайку 36 вниз, к экрану 37„устанавливают Образец лодвергавт его быстро??у растяжении до некоторой заданной длины„перемещая траверсу 25 или вращая втулку

2,, которая затем сохраняется во времени постоянной, и выдерживавт задан-. ное время, измеряя при этом изменение величины усилия по шкале (не показана) разрывной машины, Способ 2, Устройство подготавливавт так же, как в и. I или III npu этом опускают гайку 36 к экрану 37, устанавливают образец. Вращением вала

45 освобождают тягу 23 и нагруяают еp. грузом известной массы и выдерживают груз заданное время, чатем образец разгружают и также выдерживают заданное время. В течение всего опита измеряют изменение величины деформации образца либо по ш

Способ 3. Данный способ представляет собой комбинацию из первых двух способов. Рн ос;ществляется по схеме первого способа, но после выдерживания образца в течение заданного времени вращением вала 45 освобождают тягу 33 и в течение заданного времени измеряют изменение величины деформации образца.

Способ 4, Устройство подготавливают так же, как в и, 1 или III, Затем постепеннО растягивают образец до заданного усилия или до заданной деформации, а потом так же постепенно его разгружают либо с помощьв двигателя разрывной машины, либо вращением втулки 24, Способ может завершаться и отдыхом разгруженного. образца. 11ри этом снимают диаграмму нагрузка — удлинение.

V, Термомеханический метод, Способ 1„ Гайку 36 опускают к экрану 37, ращением вала 45 фиксируют тягу 23. Вращением втулки ?4 устанавливают необходимое расстояние между захватами 19 и 20, Закрепляют образец в захваты 19, 20 при одноосном растяжении или между.пластинами 47, 48 при пространственном растяже:.Ни (продавливании). Прижимают камеру 1 к крышке 11 освобождают тягу 23 и нагружают ее грузом определенной массы и нагревают образец по линейному закону изменения температуры, Изменение величины деформации образца определяют по шкале индикатора 26 или измерением эквивалентного ей электрического сигнала.

1651 14! (:пособ 2, А{{ялогичен первому способу, o {ëè÷ием является измерение при ряде температур деформации образ- ца во время очередного наложения

5 малой {недеформирующей 1 и большой (деформирующей) нагрузки. Накладь{вают деформирующую нагрузку на определенный небольшой срок и измеряют деформацию образца. После такого импульсного нагружения нагрузку убирают до следующего испытания при более высокой температуре, а образец имеет возможность релаксации.

VT. Изометрический метод.

Гайку 36 опускают к экрану 37.

Вращением вала 45 фиксируют тягу 23.

Вращением втулки 24 устанавливают необходимое расстояние между захватами 19 и ?0. Закрепляют образец в захваты, прижимают камеру 1 к крышке 11, растягивают образец до заданной длины либо двигателем разрывной машинь{, определяя деформацию по шкале машины, либо вращением втулки 24, 25 измеряя деформапию по шкале индикатора ?6. Ватем нагревают образец по линейному закону изменения температуры и измеряют изменение усилия в процессе опыта по шкале разрывной машины, Изобретение позволяет повысить точность измерений за счет выравнивания параметров испытательной среды в камере при одновременном снижении их паразитных изменений и расширить технологические возможности устройства эа счет создания в камере влажностно-температурного режима в более широком диапазоне и

40 увеличения количества определяемых характеристик и способов их опреде— ления при одновременном снижении трудоемкости.

Формула изобретения

1. Устройство к разрывной машине для испытаний материалов, содержащее теплоизолиронанную камеру с радиационным экраном, рабочей и дополнительной полостями, крышку камеры с нпускными патрубками, змееник, размеп{ен{{1{и н к л" {p p(H3 р { { и ° {{и{ 1>I{»i, r экране, захваты с тяt а",. и .. ля эакреп— ления образца, измерите»,, е<ь рм{{ {и и и приспособление ллл {{ {{ко а{ {{!{ тя{ и, о тл ич ающе.е с я тс-.{, что, с целью понь{шепия точности и проиэводительности и расширения технолс гических возможностей, оно с{{абжено выпускным патрубком, установленным на дне камеры по диагонали к соответствующему впускному патрубку, нагревателем с датчиком температуры, установленным коаксиально в змеевике, заслонкой, установленной с возможностью перемещения под крьппкой, вентиляторами и 1.-образной трубкой с датчиком влажности, размещенными н рабочей полости камеры, втулкой, предназначенной для размещения с возможностью вращения на траверсе разрывной машины и закрепления приспособления для фиксации тяги, и тросами с -. ураннонешинающими грузами и блоками, предназначенными для закрепления на раме разрывной машины, камера выполнена в виде прямоугольноrn параллелепипеда и установлена с возможностью осевого перемещения относительно крншки, тяги выполнены в виде коаксяально расположенных труб, установленных в отверстии втулки, измеритель деформации закреплен на наружной тяге и связан посредством реечно-зубчатого соединения с внутренней тягой, при этом наружная тяга выполнена ступенчатой с окном и экраном н расширенной части, пазами и резьбой на суженной части, »редназначенными для закрепления тяги в . отверстии траверсы, и размещенной на противоположном торце заглушкой, которая соединена сс свободными концами тросов, ?. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено сменным зажимом в виде двух плас. тин с отверстиями н центре, соединенными с внутренней тягой и предназначенными для закрепления плос" кого образца, и сменным индентором для закрепления на захвате наружной тяги.

Составитель В.Тальвойл Фаг.2

Р -:лектор O.,Степина Текред H.ÄHäûê Корректор Н.Ревская

3, .каз: 9Д(1

Подписное

3!.ЯПБ Го ударствсчного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ. СССР

1 1.3Р1э 1 москва K-З" Pa èé. .å;ßß нао, ь д, la/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 193