Установка для испытания образцов материала на усталость при изгибе

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания образцов материала на усталость при изгибе. Технический результат изобретения состоит в том, что устройство обеспечивает испытание образца не только при изгибе с импульсной разгрузкой в каждом цикле, но и при изгибе в условиях отнулевого цикла напряжений с различным максимальным напряжением за цикл от цикла к циклу. Установка содержит корпус, установленные на нем привод кривошипно-ползунного механизма, соединенного с платформой, на которой закреплены ротор с его приводом. В отверстиях ротора размещены пружины и толкатели, периодически взаимодействующие с рычагом. К корпусу прикреплен пассивный захват образца, другой конец образца закреплен в активном захвате рычага. Включают привод, вращающий ротор, толкатели которого периодически взаимодействуют с рычагом. При этом периодически сжимаются пружины, усилия которых создают изгиб образца. Одновременно с приводом включают и привод, который перемещает через кривошипно-ползунный механизм платформу, а вместе с ней и ротор с его приводом. В результате чего образец нагружается в условиях от нулевого цикла напряжений с различным максимальным напряжением за цикл от цикла к циклу. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания образцов материала на усталость при изгибе.

Известна схема машины с возбуждением нагрузок кривошипным механизмом для испытания на усталость при консольном изгибе в одной плоскости [1]; содержащая основание, образец с захватами, соединенный с основанием, и кривошипно-шатунный механизм.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для испытания образцов материалов на усталость [2], содержащая корпус, закрепленный на нем пассивный захват образца, ротор с его приводом и силовую пружину.

Недостатком этих установок является то, что они не обеспечивают испытание образца при изгибе в условиях от нулевого цикла напряжений с различным максимальным напряжением за цикл от цикла к циклу.

Задача изобретения состоит в расширении функциональных возможностей путем обеспечения испытания образца не только при изгибе с импульсной разгрузкой в каждом цикле, но и при изгибе в условиях от нулевого цикла напряжений с различным максимальным напряжением за цикл от цикла к циклу.

Технический результат изобретения состоит в том, что заявляемое устройство обеспечивает испытание образца не только при изгибе с импульсной разгрузкой в каждом цикле, но и при изгибе в условиях от нулевого цикла напряжений с различным максимальным напряжением за цикл от цикла к циклу.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для испытания образцов материала на усталость при изгибе, содержащее корпус, закрепленный на нем пассивный захват образца, ротор с приводом и пружину, дополнительно содержит рычаг, активный захват образца, платформу, связанную через кривошипно-ползунный механизм со вторым приводом, толкатели и дополнительные пружины, активный захват образца закреплен на одном из концов рычага таким образом, чтобы их продольные оси совпадали, в роторе выполнены радиально расположенные отверстия, шатун кривошипно-ползунного механизма выполнен с возможностью изменения его длины, а каждая дополнительная пружина - опирающейся с одной стороны на дно отверстия ротора, а с другой - на толкатель, выполненный с возможностью перемещения в отверстии и взаимодействия с рычагом, ротор с приводом установлены на платформе, а второй привод - на дне корпуса, ротор снабжен упорами, прикрепленными к его поверхности около отверстий.

На фиг. 1 изображена схема устройства, план; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (устройство ротора и образца с рычагом).

Устройство содержит корпус 1, установленный на дне его привод 2 в виде мотора-редуктора. На выходном валу которого закреплен кривошип 3, шатун 4, состоящий из двух частей, соединенных с помощью резьбы с контргайкой 5 и одним концом с кривошипом 3, а другим с помощью оси 6 - с ползуном 7, установленным в корпусе, платформу 8, соединенную с ползуном с помощью оси 9, закрепленный на корпусе 1 пассивный захват 10 образца 11, рычаг 12 с закрепленным на одном конце активным захватом 13 образца 11 таким образом, что их продольные оси совпадают.

К платформе 8 прикреплены с помощью осей 14 ролики 15, через которые платформа 8 опирается на корпус. При этом два ролика 15 размещены в окнах 16, выполненных в платформе 8.

На платформе 8 закреплен привод 17, на выходном валу которого установлена муфта 18, соединенная с валом 19, закрепленным на платформе. На валу 19 жестко закреплен ротор 20, в котором радиально выполнены глухие отверстия 21. В этих отверстиях расположены пружины 22, которые опираются на дно отверстий, а другими концами взаимодействуют с толкателями 23, расположенными также в отверстиях 21. Для ограничения хода толкателей 23 к ротору к цилиндрической поверхности около отверстий прикреплены упоры 24.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 17, который через муфту 18 и вал 19 вращает ротор 20 (по ходу часовой стрелки на фиг.2). Толкатели 23, вращаясь вместе с ротором 20, периодически взаимодействуют с рычагом 12 и поворачивают его на малый угол, возникающий в результате изгиба образца 11 и самого рычага 12. Составляющая в направлении толкателя 23 возникшего усилия в месте контакта толкателя 23 с рычагом 12 через толкатель сжимает пружину, осадка которой возрастает до тех пор, пока толкатель не займет горизонтальное положение (по чертежу фиг. 2). В этот момент пружина 22 получит максимальную осадку, которая определится отрезком С за вычетом величины прогиба рычага 12 в точке В (фиг.2). Усилие пружины 22 через толкатель 23, рычаг 12 и активный захват 13 вызовет изгиб образца 11. Все пружины 22 имеют одинаковую высоту, но различную жесткость и поэтому образец 11 нагружается в условиях от нулевого цикла напряжений с различным максимальным напряжением за цикл в каждом цикле при одном обороте ротора 20.

Одновременно с приводом 17 включают и привод 2, который через кривошип 3, шатун 4, ось 6, ползун 7 и ось 9 перемещает возвратно-поступательно платформу 8. Такие же перемещения совершает и ротор 20, закрепленный на платформе 8. В результате каждому толкателю 23 при контакте с рычагом 12 в точке В будет соответствовать свое расстояние С, а значит, в каждом цикле будет свое максимальное за цикл напряжение изгиба образца 11. При числе оборотов кривошипа 3, отличном от числа оборотов ротора 20, образец 11 будет нагружаться в условиях от нулевого цикла напряжений с различным максимальным напряжением за цикл от цикла к циклу.

При длине рычага 12, равной а + b, образец 11 разгружается постепенно, а при длине, равной а, происходит импульсная разгрузка образца 11.

Максимальное значение расстояния С регулируется изменением радиуса кривошипа 3 и соответственно изменением длины шатуна 4 перед началом испытаний.

Для испытания образца 11 на циклический изгиб с импульсной разгрузкой устанавливают пружины 22 равной жесткости. Платформу 8 устанавливают в крайнее правое (по чертежу) положение и изменением длины шатуна 4 устанавливают требуемое расстояние С, включают только привод 17.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛА НА УСТАЛОСТЬ ПРИ ИЗГИБЕ, содержащее корпус, закрепленный на нем пассивный захват образца, ротор с приводом и пружину, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит рычаг, активный захват образца, платформу, связанную через кривошипно-ползунный механизм с вторым приводом, толкатели и дополнительные пружины, активный захват образца закреплен на одном из концов рычага так, чтобы их продольные оси совпадали, в роторе выполнены радиально расположенные отверстия, шатун кривошипно-ползунного механизма выполнен с возможностью изменения его длины, а каждая дополнительная пружина - опирающейся с одной стороны на дно отверстия ротора, а с другой - на толкатель, выполненный с возможностью перемещения в отверстии и взаимодействия с рычагом, ротор с приводом установлены на платформе, а второй привод - на дне корпуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ротор снабжен упорами, прикрепленными к его поверхности около отверстий.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2