Устройство для центрирования образца к машине для испытания на растяжение-сжатие

 

Использование: измерение усилий при исследовании прочностных свойств и материалов. Сущность изобретения: в корпусе, выполненном в виде цилиндрического стакана с центральным отверстием в дне стакана, установлены два полых стакана, торцы которых выполнены концентричными поверхности опорной сферы, с тягой для крепления образца, установленной между ними и взаимодействующей с ними через шарики. На боковых стенках полых стаканов выполнены сквозные прорези, равномерно расположенные по окружности и направленные под равными к продольной оси стаканов углами. В зацеплении с косыми перемычками каждого из стаканов входят внутренние косые выступы двух пар фигурных плоских колец, расположенных перпендикулярно оси устройств, имеющие цилиндрические отверстия с осями, параллельными оси устройства. Центры цилиндрических отверстий каждого кольца пары расположены со смещением в окружном направлении относительно внутренних наклонных выступов. Равномерно по окружности с центром на оси идентичных стаканов расположены направляющие стержни с осями, параллельными оси устройства. Устройство снабжено указателем деформации. 2 ил.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к измерению усилий при испытаниях на центральное растяжение-сжатие стандартных образцов и натурных деталей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство, содержащее корпус в виде цилиндрического стакана с центральным отверстием в дне, установленную в корпусе опорную сферу с тягой для крепления образца, шарики, расположенные между опорной сферой и стаканами. Внутри корпуса устройства установлены два соосно расположенных идентичных стакана, имеющих равномерно расположенные по окружности сквозные прорези, направленные встречно под равными к продольной оси углами, при этом стаканы оперты на опорную сферу торцами, выполненными концентрично поверхности опорной сферы и предварительно сжаты усилием равным или превышающим максимальную нагрузку, прикладываемую к образцу.

Недостатком устройства является невозможность измерения усилий при испытании при центральном растяжении-сжатии в широком диапазоне нагрузок.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности измерения усилий при испытании при центральном растяжении-сжатии в широком диапазоне нагрузок.

Это достигается тем, что в устройстве для центрирования образца к машине для испытания на растяжение-сжатие, содержащем размещенные в корпусе, выполненном в виде цилиндрического стакана с центральным отверстием в дне, опорную сферу с тягой для крепления образца, две соосно расположенные опоры с цилиндрической боковой поверхностью, на которой выполнены равномерно расположенные по окружности прорези с образованием наклонных перемычек, направленные встречно под равными к продольной оси углами, и торцами, концентричными поверхности опорной сферы, а также шарики, размещенные между поверхностью опорной сферы и торцами опор, последние выполнены в виде идентичных стаканов, прорези в которых выполнены сквозными, а в устройство введены измеритель деформации, соединенный симметрично относительно центра опорной сферы с торцами стаканов, две пары плоских колец, расположенных перпендикулярно оси стаканов и симметрично относительно центра опорной сферы, в каждой паре которых выполнены цилиндрические отверстия, оси которых параллельны оси устройства, а также направляющие стержни с осями, параллельными оси стаканов, расположенные равномерно по окружности с центром на оси стаканов, при этом на внутренних поверхностях каждой пары плоских колец выполнены равномерно расположенные по окружности наклонные выступы с возможностью зацепления с наклонными перемычками соответствующего стакана, центры цилиндрических отверстий каждого кольца каждой пары расположены со смещением в окружном направлении относительно наклонных выступов колец в сторону наклона перемычек соответствующего стакана, находящихся в зацеплении с наклонными выступами колец соответствующей пары.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А - элементы, обеспечивающие силовое замыкание.

Устройство содержит корпус в виде цилиндрического стакана 1 с центральным отверстием в дне стакана, опорную сферу 2 с тягой 3, к которой крепится головка образца (не показано). В корпусе захвата размещены два полых стакана 4 и 5, торцы которых выполнены концентричными поверхности опорной сферы. Между торцами стаканов 4 и 5 и поверхностью опорной сферы 2 размещены шарики 6. На боковых стенках полых стаканов 4 и 5 выполнены сквозные прорези 7, равномерно расположенные по окружности и направленные встречно под равными к продольной оси стаканов 4 и 5 углами. В зацеплении с косыми перемычками каждого из стаканов 4 и 5 входят внутренние косые выступы плоских колец 8 и 9, 10 и 11. Каждую перемычку 12 стаканов 4, 5 фиксируют два выступа пары колец 13 и 14 (фиг. 2). Возможность такой фиксации достигается взаимным смещением цилиндрических отверстий 15, в каждой паре 8-9, 10-11. Смещение определяется по положению цилиндрического отверстия относительно внутренних косых выступов кольца. Цилиндрические отверстия служат для формирования двух силовых замыканий. Первое силовое замыкание (на примере пары колец 9-8) - направляющие стержни 16 (равномерно расположенные по окружности с центром, находящимся на оси устройства - внутреннее по отношению к опорной сфере 2 кольцо 9 - косые выступы 14 - перемычки 12 стакана 5 - косые выступы 13 кольца 8 - кольцо 8 - направляющие стержни 16. Аналогично первое силовое замыкание осуществляется и для пары колец 10-11. Второе силовое замыкание - фиксация пары колец 8 - 9 относительно пары колец 10-11 через направляющие стержни 16.

Оба силовых замыкания осуществляются за счет фиксации колец на направляющих стержнях 16 с помощью гаек 17, 18; цилиндрические отверстия колец по скользящей посадке соединяются с цилиндрическими поверхностями направляющих стержней. На цилиндрической поверхности идентичных стаканов с косыми прорезями закреплен измеритель деформаций 19. Все устройство устанавливается на переходник 20 испытательной машины.

Перед началом испытаний внутренние из каждой пары кольца 9 и 10 взаимно ориентируются на направляющих 16 гайками 18. Кольца 9 и 10 ориентируются симметрично относительно центра опорной сферы 2 и на расстоянии, определяемом на основании предварительной статической тарировки в зависимости от максимальной величины испытательной нагрузки. Затем с помощью гаек 17 производится фиксация колец 8 и 9, 10 и 11 на направляющих 16.

За счет осуществления двух силовых замыканий происходит симметричное выключение из работы устройства при испытаниях части перемычек стаканов 4 и 5, лежащих снаружи (по отношению к опорной сфере 2) от внутренних поверхностей колец 10 и 9. Уменьшение длины перемычек приводит к уменьшению величины взаимной закрутки торцов стаканов 4 и 5 при одной и той же величине испытательной нагрузки. Величина деформации стаканов 4 и 5 измеряется с помощью измерителя деформаций 19. Величина деформации определяется по взаимному угловому расхождению идентичных частей измерителя деформаций 19. Предварительно измеритель деформаций тарируется при статической нагрузке.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРИРОВАНИЯ ОБРАЗЦА К МАШИНЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ-СЖАТИЕ, содержащее размещенные в корпусе, выполненном в виде цилиндрического стакана с центральным отверстием в дне, опорную сферу с тягой для крепления образца, две соосно расположенные опоры с цилиндрической боковой поверхностью, на которой выполнены равномерно расположенные по окружности прорези с образованием наклонных перемычек, направленные встречно под равными к продольной оси углами, и торцами, концентричными поверхности опорной сферы, а также шарики, размещенные между поверхностью опорной сферы и торцами опор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерений усилий при испытании при центральном растяжении-сжатии в широком диапазоне нагрузок, опоры выполнены в виде идентичных стаканов, прорези в которых выполнены сквозными, а в устройство введены измеритель деформации, соединенный симметрично относительно центра опорной сферы с торцами стаканов, две пары плоских колец, расположенных перпендикулярно к оси стаканов и симметрично относительно центра опорной сферы, в каждой паре которых выполнены цилиндрические отверстия, оси которых параллельны оси устройства, а также направляющие стержни с осями, параллельными оси стаканов, расположенные равномерно по окружности с центром на оси стаканов, при этом на внутренних поверхностях каждой пары плоских колец выполнены равномерно расположенные по окружности наклонные выступы с возможностью зацепления с наклонными перемычками соответствующего стакана, центры цилиндрических отверстий каждого кольца каждой пары расположены со смещением в окружном направлении относительно наклонных выступов колец в сторону наклона перемычек соответствующего стакана, находящихся в зацеплении с наклонными выступами колец соответствующей пары.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2