Устройство для испытания образца на прочность при осевых нагрузках

 

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность Цель изобретения - повышение достоверности путем увеличения продольной жесткости при одновременном исключении люфтов при знакопеременном нагружении Устройство содержит нагружающий гидроцилиндр , основание, силовую раму, траверсу , колонну, устройство для зажима колонн, цанговую втулку, стакан, гайку, гайки, цилиндры , датчик силы, разрезные втулки кольца, винты, резину. Втулка выполнена с поперечным разрезом таким образом, что эффективная площадь поперечного сечения втулки в продольном направлении выбрана из условия обеспечения усилия, превышающего номинальную нагрузку на колонну 1 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 01 N 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Л

СO ,GO

jC) (21) 4866043/28 (22) 15.06.90 (46) 30.08.92. Бюл. № 32 (71) Специальное конструкторское бюро испытательных машин Производственного объединения "Точмашприбор" (72) Е.Н. Потаенк0, C,Ì. Чиликов, А.И. Бугаев и Е.П. Стах (56) Материалы симпозиума "Современные методы статического и динамического испытаний и соответствующие испытательные устройства", с. 34, рис. 38.

Там же, с. 22, рис, 18.

Патент США ¹ 2999382, 1961. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦА НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ ОСЕВЫХ НАГРУЗКАХ

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в испытательных машинах с регулируемой высотой рабочего пространства.

Известны устройства для испытания образцов испытательных машин, содержащее основание, установленную на нем неподвижную траверсу, подвижную траверсу, пассивный и активный захваты для образца, связанный с подвижным захватом нагружающий цилиндр, средство перемещения подвижной траверсы и средство для фиксации подвижной траверсы..В известных машинах фиксация подвижной траверсы осуществляется с помощью клеммового зажима, образованного прорезью в траверсе и стяжными болтами, затягиваемыми вручную или с помощью гидроцилиндров., Ы3„„1758480 А1 (57) Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность, Цель изобретения — повышение достоверности путем увеличения продольной жесткости при одновременном исключении люфтов при знакопеременном нагружении.

Устройство содержит нагружающий гидроцилиндр, основание, силовую раму, траверсу, колонну, устройство для зажима колонн, цанговую втулку, стакан. гайку, гайки, цилиндры, датчик силы, разрезные втулки, кольца, винты, резину. Втулка выполнена с поперечным разрезом таким образом, что эффективная площадь поперечного сечения втулки в продольном направлении выбрана из условия обеспечения усилия, превышающего номинальную нагрузку на колонну. 1 ил.

Недостатком данной конструкции является необходимость обеспечения минимального зазора в сопряжении колонн с траверсой. Увеличение зазоров приводит к увеличению мощности и габаритов гидроцилиндров. Усложняется конструкция траверсы из-за прорезей, необходимых для образования клеммового зажима. Из-за высоких напряжений изгиба траверса должна изготавливаться из высокопрочного материала.

Известны также нагружающие устройства, у которых устройство для фиксации траверсы выполнено в виде цельной стяжной муфты, размещенной в траверсе и сопрягаемой с колоннами с натягом, необходимым для создания усилия зажима, удерживающего траверсу в заданном положении при номинальной нагрузке нагружающего устройства

1758480 для расфиксации траверсы в кольцевую щель, образованную поверхностью колонны и внутренней поверхностью муфты, подается рабочая жидкость под давлением, В результате усилие натяга уменьшается до нуля и траверса может перемещаться по колоннам.

Недостатком данной конструкции является значительная технологическая сложность выполнения сопряжений муфты с колоннами и малая продольная жесткость из-зэ того, что для обеспечения поперечной податливости муфты она должна быть тонкостен ной.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для испытания образцов, содержащее основание, верхнюю и нижнюю траверсы, соответствующие траверсам пассивный и активный захваты для образца, связанные с подвижным захватом нагружающие цилиндры, средство для перемещения подвижной траверсы, средство для фиксации подвижной (верхней) траверсы на колоннах, состоящей из металлической втулки с буртами (цанги), имеющей продольные разрезы, и резиновой кольцевой оболочки, образующей замкнутую герметическую полость. Устройство встроено в траверсу и охватывает колонну. При подаче рабочей жидкости в оболочку под давлением происходит зажим (фиксация) траверсы на колоннах, Достоинством прототипа является возможность осуществления сопряжения цанговой втулки со значительным зазором, что делает конструкцию более технологичной.

При этом функции направляющих выполняются другими элементами.

Недостатком прототипа является ограниченная жесткость цанговой втулки из-зэ выполнения ее неразьемной (цельной) в продольном направлении. Для обеспечения поперечной податливости цанговой втулки она должна быть тонкостенной. Следствием этого является значительная нагруженность цанговой втулки в продольном направлении и низкая продольная жесткость втулки и устройства в целом.

Кроме того, при неразъемной в продольном направлении цанговой втулке не обеспечивается создание продольного распирающего усилия, необходимого для исключения торцовых люфтов при знакопеременном нэгружении.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов испытаний путем увеличения продольной жесткости устройства фиксации траверсы и в целом устройства для испытания образцов.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве для испытания образцов, содержащем основание, установленную на нем неподвижную траверсу, подвижную траверсу, соответствующие упомянутым траверсам пассивный и активный захваты для образца, связанный с подвижным захватом нагружающий цилиндр, средство для перемещения подвижной траверсы с направляющими в виде колонн, средство для фиксации колонны в виде охватывающей втулки с эластичной оболочкой и установленным коаксиально каждой втулке стаканом с образованием герметичной полости для подачи среды, втулка выполне.на разрезной в поперечном направлении, а эффективная площадь поперечного сечения втулки выбирается из условия

Ni

f > —, р где f — эффективная площадь поперечного сечения вулки;

N> —; оминальная нагрузка на одну колонну;

Р— номинальное давление в полости зажима.

На чертеже показан общий вид устройства для испытания образцов.

Устройство содержит основание 1, неподвижную 2 и подвижную 3 траверсы, активный 4 и пассивный 5 захваты, нагружающий цилиндр 6, установленный на неподвижной траверсе, колонны 7, цилиндры 8, гайки 9 и устройство для фиксации 10 колонн 7 в заданном положении, состоящее из обрезиненной разрезной цанговой втулки 11, стакана 12 и гайки 13.

В подвижной траверсе 3 установлен датчик силы 14.

Устройство работает следующим образом.

Испытываемый образец устанавливается в захватах 4 и 5. Нагружение образца осуществляется гидроцилиндром б, Изменение высоты рабочего пространства производится путем перемещения подвижной части устройства, состоящей из траверсы 3, колонн 7 и захвата 5 с помощью дополнительных гидроцилиндров 8, поршнями которых являются нижние части колонн 7.

Подвижные части для заданной высоты рабочего пространства фиксируются с помощью разрезной цанговой втулки 11 при подаче рабочей жидкости под давлением в кольцевую герметичную полость, образованную внутренней поверхностью стаканов

12 и наружной поверхностью втулки 11.

Под действием давления рабочей жидкости цанговая втулка 11 благодаря тому, 1758480 что она состоит из двух. половин, деформируется в продольном направлении, создавая усилия на торцах, превышающие номинальную нагрузку на одну колонну, и в поперечном направлении, создавая при этом усилие зажима колонн, необходимое для их удержания в заданном положении при воздействии номинальной нагрузки.

При этом каждая половина втулки 11 удерживает половину нагрузки и при оптимальной поперечной жесткости, равной поперечной жесткости цельной цанговой втулки, нагружена в продольном направлении в два раза меньшей нагрузкой, что обеспечивает меньшую ее деформацию в продольном направлении, а следовательно, большую жесткость устройства, Повышение жесткости устройства для испытания образцов способствует повышению достоверности результатов испытаний, снижению энергопотребления.

Необходимое распирающее усилие обеспечивается назначением величины эф фективной площади поперечного сечения втулки, на которое действую усилия от давления в продольном направлении из условия превышения этого усилия номинальной нагрузки на одну колонну.

При этом условии обеспечивается безлюфтовая в продольном направлении фиксация траверсы на колоннах, ч о особенно важно при знакопеременном режиме нагружения.

Формула изобретения устройство для испытания образца на прочность при осевых нагрузках, содержащее основание, установленную на нем не5 подвижную траверсу, подвижную траверсу, соответствующие упомянутым траверсам пассивный и активный захваты для образца, связанный с подвижным захватом нагружающий цилиндр, средство для перемещения

10 подвижной траверсы с направляющими в виде колонн, средство для фиксации колонны в виде охватывающей втулки с эластичной оболочкой и установленным коаксиально каждой втулке стаканом с об15 разованием герметичной полости для подачи среды, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности путем увеличения продольной жесткости при од20 новременном исключении люфтов при знакопеременном нагружении, втулка выполнена разрезной в поперечном направлении. а эффективная площадь поперечного сечения втулки выбирается иэ

25 условия

Ni

f > — р где f — эффективная площадь поперечного сечения втулки;

ЗО N — номинальная нагрузка на одну колонну;

Р— номинальное давление в полости зажима, 17584 80

Составитель С.Чиликов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Ïåòðîâà

Редактор М.Циткина

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

Заказ 2992 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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