Устройство для усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб

 

Использование: в испытательной технике, а именно в устройствах для усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб при сложном цикле нагружения. Сущность: от привода вращаются зубчатые сектора 9 и 10. Зубчатый сектор 9 перемещает зубчатую рейку 6, которая через прилив 7 поворачивает платформу 2 относительно оси 3. Платформа 2, поворачиваясь, через тягу 19, охватывающую блок 20, гайку 22 и стержень 23, мгновенно отрывает от основания 1 поочередно грузы 16 - 18, при этом образец 5 нагружается ударным изгибом при сложном цикле нагружения. При выходе зубчатого сектора 9 из зацепления с рейкой 6 образец 5 разгружается и падающими грузами 16 - 18 возвращается обратно. После этого в зацепление с зубчатой рейкой 6 входит зубчатый сектор 10, который аналогично зубчатому сектору 9 создает в образце 5 такие же напряжения, но противоположного знака. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб при сложном цикле нагружения.

Известна установка для испытания образцов повторными ударами, содержащая основание, закрепленную на нем ось, образец с захватами и привод для перемещения груза.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является установка усталостных испытаний на изгиб, содержащая основание, смонтированую на основании с возможностью поворота платформу, механизм возврата платформы в исходное положение, установленный радиально на платформе пассивный захват образца, нагружатель, активный захват образца и привод вращения [1] .

Недостатком указанных установок является то, что они не обеспечивают испытание образцов при сложном знакопеременном цикле нагружения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний не только при простом цикле нагружения, но и при сложном знакопеременном цикле.

Положительный эффект изобретения состоит в том, что устройство обеспечивает проведение усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб как при простом цикле нагружения, так и при сложном знакопеременном цикле.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб, содержащее основание, смонтированную на основании с возможностью поворота платформу, механизм возврата платформы в исходное положение, установленный радиально на платформе пассивный захват образца, нагружатель, активный захват образца и привод вращения, снабжено размещенными с противоположных сторон от платформы двумя блоками, закрепленными посредством оси на основании, охватывающими блоки двумя гибкими тягами, один конец каждой из которых связан с платформой, а также двумя группами грузов, последовательно связанными между собой и с другим концом соответствующей гибкой тяги в каждой группе, механизм возврата платформы в исходное положение выполнен в виде упомянутых групп грузов, а нагружатель - в виде зубчатой рейки, установленной на основании с возможностью возвратно-поступательного перемещения и взаимодействия с активным захватом образца, и пары зубчатых секторов, кинематически связанных с приводом вращения с возможностью периодического и поочередного зацеления с зубчатой рейкой.

На фиг. 1 изображена схема устройства, вид спереди; на фиг. 2 - схема нагружателя с приводом, план.

Устройство для усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб содержит основание 1, установленные на нем платформу 2 посредством оси 3 с возможностью поворота относительно оси 3 с пассивным захватом 4 образца и зубчатую рейку 6, взаимодействующую посредством прилива 7 с активным захватом 8 образца 5, зубчатые сектора 9 и 10, периодически и поочередно взаимодействующие с зубчатой рейкой 6, привод 11, ведущее колесо 12 которого через зубчатое колесо 13 соединено с зубчатым сектором 9 и через зубчатые колеса 14 и 15 - с зубчатым сектором 10, и две группы сменных грузов 16-18, расположенных на основании 1 по обе стороны платформы 2 с возможностью поочередного отрыва каждого груза от основания и перемещения их на заданные расстояния сначала в одной группе грузов, а затем - в другой.

Платформа 2 соединена гибкими тягами 19, охватывающими блоки 20, закрепленные на основании 1 посредством осей 21, через регулировочные гайки 22 с соединенными между собой сменными грузами 16-18. Грузы 16 соединены стержнями 23, проходящими через остальные грузы, с регулировочными гайками 22. Для центрирования грузов 16-18 служат стержни 23 и 24. На грузах 16 и 17 установлены втулки 25 и 26, предназначенйые для установки необходимого расстояния между торцом втулки и расположенным над ней грузом. Чтобы не происходило заклинивания активного захвата 8 в приливе 7 при перемещении зубчатой рейки 6, внутренний диаметр прилива превышает диаметр активного захвата. Длина части окружности зубчатого сектора 9, на которой расположены зубья, зависит от величины перемещения груза 16 при нагружении образца 5. Это же касается и зубчатого сектора 10.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливает образец 5 в захваты 4 и 8. Вращением гаек 22 добиваются вертикального положения образца 5, при этом каждая тяга 19 не должна иметь стрелу провисания, а грузы 16 опираются на основание.

Включают привод 11, который вращает зубчатые сектора 9 и 10 в противоположных направлениях. Зубчатый сектор 9 имеющейся частью зубьев перемещает зубчатую рейку 6 влево (по чертежу). Рейка 6 воздействует приливом 7 на активный захват 8 и поворачивает платформу 2 относительно оси 3 на некоторый угол. При повороте платформы 2 связанная с ней правая тяга 19 через гайку 22 и стержень 23 мгновенно открывает груз 16 от основания 1. В момент отрыва от основания груза 16 образец 5 подвергается ударному изгибу. После того как груз 16 наберет максимальную скорость движения, напряжение в образце 5 уменьшится с максимальной величины до значения, определяемого статистическим действием груза 16, и будет оставаться таким, пока втулка 25 не коснется груза 17. В этот момент происходит отрыв груза 17 от основания 1 и его движение вместе с грузом 16 и процесс дальнейшего нарастания напряжений в образце 5 повторится. То же самое повторится и при отрыве груза 18 от основания и его движения вместе с грузами 16 и 17. После чего зубчатый сектор 9 выходит из зацепления с зубчатой рейкой 6, образец 5 рагружается со срывом нагрузки, возвращается вместе с зубчатой рейкой 6 обратно падающими грузами 16-18 и останавливается в исходном положении левой тягой 19. После этого в зацепление с зубчатой рейкой 6 входит зубчатый сектор 10, который аналогично зубчатому сектору 9 создает в образце 5 такие же напряжения, но противоположного знака. Таким образом испытывают образец 5 на знакопеременный ударный изгиб при сложном цикле нагружения.

Устройство обеспечивает испытание образца 5 и на знакопостоянное нагружение. Для этого снимают зубчатый сектор 10 с устройства или выводят из зацепления зубчатое колесо 14 и стопорят вал колеса 15 таким образом, чтобы зубчатый сектор 10 не входил в зацепление с зубчатой рейкой 6.

Устройство обеспечивает испытание образца 5 и при простом цикле нагружения на ударный изгиб. Для этого снимают грузы 17 и 18 и оставляют только грузы 16.

Скорость движенияг рузов 16-18 регулируют изменением числа оборотов привода 11. Вес грузов 16-18 и скорость их движения устанавливают согласно программе испытания образцов. (56) Авторское свидетельство СССР N 1397799, кл. G 01 N 3/34, 1988.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ, содержащее основание, смонтированную на основании с возможностью поворота платформу, механизм возврата платформы в исходное положение, установленный радиально на платформе пассивный захват образца, нагружатель, активный захват образца и привод вращения, отличающееся тем, что оно снабжено размещенными с противоположных сторон от платформы двумя блоками, закрепленными посредством оси на основании, охватывающими блоки двумя гибкими тягами, один конец каждой из которых связан с платформой, а также двумя группами грузов, последовательно связанными между собой и с другим концом соответствующей гибкой тяги в каждой группе, механизм возврата платформы в исходное положение выполнен в виде упомянутых групп грузов, а нагружатель выполнен в виде зубчатой рейки, установленной на основании с возможностью возвратно-поступательного перемещения и взаимодействия с активным захватом образца и пары зубчатых секторов, кинематически связанных с приводом вращения с возможностью периодического и поочередного зацепления с зубчатой рейкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3