Установка для исследования образца при циклическом деформировании

 

Изобретение относится.к испытательной технике и предназначено для испытания образцов, изготовленных из различных марок цемента с различными наполнителями и другихтвердых тел при плоском напряженном состоянии. Цель изобретения - повышение точности регулирования амплитуды цикла за счет снижения погрешностей. Связанных со случайными деформациями образца; При испытании на образец 20, размещенный в гнезде опоры 12, опирающейся на клин, воздействует циклическое усилие от толкателя 25, который постоянно находится в контакте с колеблющимся от приводного зксцентрика 7 рычагом 8. 2 ил.Шir|ti nja—ф 1ТЛ->&^^|5>&^4::^. СО О>&

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (31) (s))s G 01 N 3/32

ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4751990/28 (22) 24.10.89 (46) 23,02.92. Бюл. hh 7 (71) Харьковский институт инженеров же.лезнодорожного транспорта им. С. М. Кирова (72) В.В. Молчанов, В,И. Кондращенко, В.Г, Скрипник и Т.В. Молчанова (53) 620.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1165936, кл. G 01 N 3/32, 1983. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ОБРАЗЦА ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ ДЕФОР.МИРОВАНИИ (57) Изобретение относится.к испытательной технике и предназначено для испытания образцов, изготовленных из различных марок цемента с различными наполнителями и других твердых тел при плоском напряженном состоянии. Цель изобретения —, повышение точности регулирования амплитуды цикла за счет снижения погрешностей, связанных со случайными деформациями образца, При испытании на образец 20, размещенный в гнезде опоры 12, опирающейся на клин, воздействует циклическое усилие от толкателя 25, который постоянно находится в контакте с колеблющимся от приводного эксцентрика 7 рычагом 8. 2 ил.

1714430

30

40

50

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытания образцов, изготовленных из различных марок цемента с различныМи наполнителями и других твердых тел при плоском напряженном состоянии.

Известна установка для исследования образцов при плоском деформировании, содержащая корпус, захваты для крепления образцов и нагружающее устройство, снабженное аккумулятором энергии с энергонакопителем, Однако установкой невозможно осуществить регулировку величины деформации испытуемых образцов и нагружать образец пульсирующей нагрузкой с изменением частоты нагружений, Наиболее близкой к предлагаемой является установка для определения деформационных характеристик материалов, содержащая корпус, установленные на нем установочный элемент образца, нагружающее устройство, выполненное в виде привода, связанной с ним червячной передачи, кулачка, связанного с колесом червячной передачи, закрепленного шарнирно на корпусе рычага с роликом, предназначенным для взаимодействия с кулачком, и передающего нагрузку звена, связанного с рычагом и выполненного в виде толкателя и свяэанного с ним нажимного элемента, и приспособление для перемещения установочного элемента.

Однако известная установка не обеспечивает необходимой точности регулирования амплитуды цикла из-за наличия пластинчатой пружины и отсутствия механизмов тонкой регулировки, Цель изобретения — повышение точности регулирования амплитуды за счет снижения погрешностей, связанных со случайными деформациями образца.

В установке для исследования образца при циклическом деформировании, содержащей корпус, установленные на нем установочный элемент, образца, нагружающее устройство, выполненное в виде привода, связанной с ним червячной передачи, кулачка, связанного с колесом червячной передачи, закрепленного шарнирно на корпусе рычага с роликом, предназначенным для взаимодействия с кулачком, и передающего нагрузку звена, связанного с рычагом и выполненного в виде толкателя и связанного с ним нажимного элемента, и приспособление для перемещения установочного элемента, включающее винтовую пару, кулачок закреплен на оси колеса червячной передачи соосно ему, рычаг выIl0ëнен одíîflëå÷èM с продольным пазом, в котором установлен ролик, а приспособление для перемещения установочного элемента образца выполнено в виде полэушки с продольным направляющим пазом, установленной на винтовой паре. ось винта которой параллельна рабочей поверхности нажимного элемента, стоек с направляющими поверхностями, предназначенными для взаимодействия с боковыми поверхностями нажимного элемента, закрепленных на полэунке, опоры, боковые поверхности которой предназначены для взаимодействия с направляющими поверхностями стоек и которая связана с установочным элементом образца, который выполнен в виде гнезда для размещения образца и подпружиненного к опоре и установленного в направляющем пазу ползушки с возможностью перемещения в нем клина, связанного с опорой, с образованием клиновой пары, а толкатель имеет на свободном конце сферическую поверхность, предназначенную для контактирования с боковой поверхностью рычага, противоположной продольному пазу.

Нв фиг. 1 представлена установка в рабочем положении; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1..

Установка для исследования образца при циклическом деформировании содержит плиту 1, нагружающее устройство, приспособление для перемещения установочного, элемента и нажимной элемент. На плите 1, по центру которой выполнен паэ 2 и закреплены планки 3, соответствующим образом выставлены и закреплены болтами механизмы установки.

В состав нагрузочного устройства входит привод в виде электродвигателя 4 посто- 1 ян ного тока, связанного с валом червячной передачи. Червячная передача смонтирована в корпусе 5 червячного редуктора с помощью кронштейна 6, при этом электродвигатель 4 прифлангован к корпусу 5, а выходной вал червячной передачи изготовлен совместно с эксцентриком 7, при этом выходной вал червя ного редуктора, на конце которого закреплено червячное колесо, установлен в подшипниках корпуса 5 и кронштейна 6, а в соосных отверстиях вертикальных стенок последних размещен вал одноплечего рычага 8 с продольным пазом для установки ролика 9.

Приспособление для перемещения установочного элемента, образца содержит. ползушку 10, пружинный клин 11 и опору12.

По центру опорной поверхности ползушки

10, которая подвижно установлена в пазу 2 плиты 1 ° болтами закреплена гайка 13, а по оси ее наружной поверхности выполнен паэ

1714430

14, при этом гайка 13 резьбой связана с винтом 15, закрепленным с воэможностью поворота за плиту 1, По центру наружной поверхности ползушки 10 болтами закреплена П-образная 5 скоба 16 с направляющими поверхностями на вертикальных стойках и центральным отверстием в горизонтальной поперечине для втулки 17. Подпружиненный клин 1.1, выполненный по ширине паза 14, имеет

10 горизонтальною опорную поверхность для подвижного размещения в последнем и наклонную контактирующую поверхность 18, а также выступ 19 со сквозным центральным отверстием. 15

По краям опоры 12, которая изготовлена с горизонтальной поверхностью для образца 20 и наклонной поверхностью для постоянного контакта с соответствующей поверхностью клина 11, выполнены прили- 20 вы 2.1, расстояние между которыми соответСо стороны горизонтальной поверхности опоры 12 выполнены выступы 23, расстояние между которыми соответствуют размерам образца 20 и которые используются в качестве гнезда для размещения rioследнего. Шпилька 22 используется для установки гаек и пружины 24, взаимодействующей с выступом 19 клина 11, В собранной установке наклонные поверхности клина 11 и опоры 12 находятся в постоян- 35 ном контакте, при этом углы последних равны и не превышают угла трения.

Нажимной элемент содержит толкатель

25 со сферической поверхностью и нажимную плиту 26 с выступами 27, расстояние между которыми соответствует ширине стоек

40 скобы 12. В собранном положении установки опора 12 и нажимная плита 26 нажимного элемента. расположены между стойками скобы 16, которые используются в качестве 45 вертикальных направляющих для последних, а толкатель 25 размещен в отверстии втулки 17 скобы 16. Кроме того, предлагаемая установка снабжена регулятором напряжения (не показан) для регулировки

50 чисел оборотов электродвигателя 4.

Перед включением в работу установки 1 образец 20 устанавливается на горизонтальную поверхность опоры 12 и ориентируется по центру нажимного элемента 55 выступами 23. При этом ползушка 10 riepeмещается винтом 15 в крайнее правое положение, при котором сферический торец толкателя 25 не соприкасается с нижним торцом рычага 8. ствует ширине стоек скобы 16, при этом в торце опоры 12 со стороны клина 11 закреплена шпилькъ 22, проходящая через сквоз-. ное центральное отверстие клина 11.. 25

После размещения испытуемого образца 20 в гнезде последнее перемещается винтом 15 влево — в рабочее положение, при котором задается величина деформации образца. Во время перемещения ползушки 10 в рабочее положение величина деформации образца 20 за каждый оборот эксцентрика 7 определяется по шкале (не показана), закрепленной на плите 1.

В рабочем положении установки под действием усилия пружины 24 клин 11 перемещается влево до упора, приподняв опору

12, образец 20 и нажимной элемент — вверх до соприкосновения сферического торца толкателя 25 с торцом рычага 8, а последний роликом 9 упирается в торец эксцентрика 7.

Во время перемещения ползушки 10 относительно плиты 1 для настройки величины деформации из-за воздействия усилия пружины 24 осуществляется постоянный контакт торцов рычага 8 с эксцентриком 7 и сферическим торцом толкателя 25, Величина деформации образца 20 за один оборот эксцентрика 7 определяется величиной остаточной деформации последнего; при этом необходимо учитывать упругие деформации образца и деталей соответствующих механизмов установки.

При кратчайшем расстоянии между центром эксцентрика 7 и сферическим торцом толкателя 25 величина деформации испыту.емого образца за один оборот эксцентрика

7 равна двум эксцентриситетам эксцентрика

7 без учета упругих деформаций, а в общем случае величина деформации прямо пропорциональна расстоянию центра образца

20 от центра оси коромысла 8. После регулировки величины деформации образца 20 регулируют число оборотов электродвигателя 4 и включают последний.

Во время подхода эксцентриситета вращающегося эксцентрика 7 к ролику рычага

8 осуществляется деформация образца 20 вследствие соответствующего поворота рычага 8, при этом клин 11 неподвижен вследствие соблюдения условий его самоторможения из-за незначительного угла наклона контактирующих поверхностей, величина которого меньше угла трения.

При удалении эксцентриситета вращающегося эксцентрика 7 от ролика рычага 8 усилие на деформированный образец 20 уменьшается и определяется только величиной усилия пружины 24, которое перемещает клин 11 влево, обеспечивая постоянный контакт рычага 8 с эксцентриком 7 и сферическим торцом тол кателя 25.

Таким образом, при работающем электродвигателе 4 образец 20 воспринимает циклическую деформацию, амплитуда кото1714430 рой задается регулировкой, а продолжительность цикла определяется числом оборотов электродвигателя 4.

Для исследования зависимости состояния образца 20 от величины его деформации до полного, его разрушения отключается в нужный момент электродвигатель 4 по команде злектроавтоматики, которая отрегулирована на соответствующее время работы установки. На предлагаемом устройстве возможно осуществлять исследования образца до полного его разрушения.

После проведения испытания образца . определяют по датчикам злектроавтоматики величину. усилий, воздействующих на него, и при необходимости исследования могут быть продолжены в той же последовательности.

Формула изобретения

Установка для исследования образца при циклическом деформировании, содержащая корпус, установленные на нем установочный элемент образца, нагружающее устройство, выполненное в виде привода, связанной с ним червячной передачи, кулачка, связанного с колесом червячной передачи, закрепленного шарнирно на корпусе рычага с роликом, предназначен. ным для взаимодействия с кулачкбм. и передающего нагрузку звена, связанного с рычагом и выполненного в виде толкателя и связанного с ним нажимного элемента, и приспособление для перемещения установочного элемента, включающее винтовую пару,отличающаяся тем,что,с целью повышения точности регулирования амплитуды цикла за счет снижения погрешностей, 5 связанных со случайными деформациями образца, кулачок закреплен на оси колеса червячной передачи соосно ему, рычаг выполнен одноплечим с продольным пазом. в котором установлен ролик, а приспо10 собление для. перемещения установочного элемента образца выполнено в виде ползушки с продольным направляющим пазом, установленной на винтовой паре, ось винта которой параллельна рабочей

15 поверхности нажимного элемента, стоек с направляющими поверхностями, предназ.наченными для взаимодействия с боковыми поверхностями нажимного элемента, закрепленных на ползушке, опоры, боковые

20 поверхности которой предназначены для взаимодействия с направляющими поверхностями стоек и которая связана с установочным .элементом образца, который выполнен в виде гнезда для размещения

25 образца и подпружиненного к опоре и установленного в направляющем пазу ползушки с возможностью перемещения в . нем клина,.связанного с опорой, с образованием клиновой пары, а толкатель имеет

30 на свободном конце сферическую поверхность, предназначенную для контактирования с боковой поверхностью рычага, противоположной продольному пазу, 1714430

2

Составитель В. Молчанов

Редактор И. Шулла Техред М;Моргентал Корректор Н. Ревская

Заказ 685. Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 б