Центробежный испытательный стенд для испытания образцов

 

Использование: в испытательной технике и позволяет испытывать на усталостное кручение вращающиеся образцы материалов. Сущность изобретения: центробежный испытательный стенд для испытания образцов материалов содержит основание, установленную на нем платформу с приводом вращения, зажимы для захвата образца, один из которых жестко закреплен на платформе и в нем размещен один конец образца, два груза, жестко связанных между собой, с приводом их радиального перемещения и устройство для создания изгибающей знакопеременной нагрузки. Последнее выполнено в виде поворотной планшайбы с направляющими, ось поворота которой размещена на расстоянии от оси вращения платформы, грузы установлены в направляющих планшайбы с возможностью противофазного перемещения относительно оси ее поворота, механизм передачи изгибающей нагрузки с планшайбы на образец выполнен в виде плиты с отверстиями, закрепленной на концах планшайбы симметрично относительно ее оси вращения, другого захвата, образованного двумя пальцами, размещенными в отверстиях плиты симметрично относительно прямой, проходящей через ось вращения планшайбы и перпендикулярной ее продольной оси, и двух ограничителей углового положения планшайбы, закрепленных на платформе, а свободный конец образца установлен между пальцами. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет испытывать образцы материалов на усталостный изгиб.

Известна центробежная установка для испытания образцов материалов [1] содержащая платформу с приводом, размещенный на платформе шток с механизмом его поворота, жестко связанную со штоком направляющую и расположенные в направляющей захваты для образца с грузами.

Недостатком данной установки является невозможность испытания на усталостный изгиб знакопеременной нагрузкой без переналадки стенда.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стенд [2] содержащий корпус, установленный в нем привод вращения с двумя платформами, расположенными в одной плоскости, пассивный захват для образца, закрепленный на первой платформе, втулку, закрепленную на второй платформе, и два центробежных груза, первый из которых закреплен на активном захвате, а второй на второй платформе с возможностью взаимодействия с первым грузом.

Недостатком данного стенда является недостаточная производительность испытаний ввиду невозможности испытания образца без дополнительного переналаживания на усталостный знакопеременый изгиб, а также значительное время подготовительных операций.

Изобретение направлено на повышение производительности испытаний и увеличение энергоемкости изгибающего привода.

Это достигается тем, что в центробежном испытательном стенде для испытания образцов материалов, содержащем основание, установленную на нем платформу с приводом вращения, зажимы для захвата образца, один из которых жестко закреплен на платформе и в нем размещен один конец образца, два груза, жестко связанных между собой с приводом их радиального перемещения, и устройство для создания изгибающей знакопеременной нагрузки, последнее выполнено в виде поворотной планшайбы с направляющими, ось поворота которой размещена на расстоянии от оси вращения платформы, грузы установлены в направляющих планшайбы с возможностью противофазного перемещения относительно оси ее поворота, механизм передачи изгибающей нагрузки с планшайбы на образец выполнен в виде плиты с отверстиями, закрепленным на концах планшайбы симметрично относительно ее оси вращения второй захват, образованный двумя пальцами, размещенными в отверстиях плиты симметрично относительно прямой, проходящей через ось вращения планшайбы и перпендикулярной ее продольной оси, и двух ограничителей углового положения планшайбы, закрепленных на платформе, а свободный конец образца установлен между пальцами.

На фиг.1 показан предлагаемый стенд, план; на фиг.2 то же, вид сбоку.

Центробежный стенд для испытания образцов материалов на изгиб содержит установленную на основании платформу 1 с противовесом 2 и приводом вращения (не показан), зажим 3 для закрепления испытуемого образца 4, жестко закрепленный на платформе, и устройство для создания изгибной нагрузки, включающее поворотную планшайбу 5 в виде балки, ось поворота которой размещена на расстоянии от оси вращения платформы, два инерционных груза 6 и 7, установленных в направляющих 8 планшайбы 5, жестко связанных между собой с возможностью противофазного перемещения относительно оси ее поворота и снабженных общим реверсивным приводом 9 поступательного перемещения, закрепленным на планшайбе 5 по ее оси поворота.

Механизм передачи изгибающей нагрузки с планшайбы 5 на образец выполнен в виде плиты 10 с отверстиями, закрепленной на плечах планшайбы симметрично относительно прямой, проходящей через ось вращения планшайбы и перпендикулярной ее продольной оси, второго захвата, образованного двумя пальцами 11 и 12, размещенными в отверстиях плиты симметрично относительно прямой, проходящей через ось вращения планшайбы и перпендикулярной ее продольной оси, и двух ограничителей 13 и 14 углового положения планшайбы, закрепленных на платформе в зоне вращения планшайбы.

Стенд работает следующим образом. Один конец испытуемого образца 5 закрепляют в зажиме 3, другой устанавливают между пальцами 11 и 12, приводом 9 устанавливают грузы 6 и 7 симметрично относительно оси планшайбы 6. Платформу раскручивают до расчетной угловой скорости. Приводом 9 перемещают грузы 6 и 7 попеременно относительно оси поворота планшайбы вверх или вниз по фиг. 1.

При смещении грузов относительно оси вращения планшайбы (например, груз 6 находится на максимально далеком а груз 7 на максимально близком расстоянии от оси поворота планшайбы, и наоборот) крутящий момент, вызванный неуравновешенностью планшайбы с грузами, передается посредством пальцев 11 и 12 на образец 5. Осуществляя циклическое перемещение грузов 6 и 7 вдоль планшайбы 5 к концам ее плеч, обеспечивают циклическое действие на образец знакопеременной гармонической изгибной нагрузки. Установкой упоров 13 и 14 ограничивают величину угла изгиба образца 4. Повторное нагружение образца осуществляют заданное число раз или до разрушения образца 4. Перемещением небольших масс (например, по 2 кг) на подобном стенде можно создавать значительные изгибающие моменты, что увеличивает энергоемкость изгибающего привода.

Обеспечение без переналадки стенда нагружения образца знакопеременными изгибными нагрузками увеличивает производительность испытаний.

При реализации изобретения повышается производительность испытаний вследствие использования инерционных масс для создания изгибающей нагрузки. Кроме того, уменьшается энергоемкость привода устройства создания изгибной нагрузки, так как для этой цели в стенде используется энергия ротационного поля.

Формула изобретения

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ материалов, содержащий основание, установленную на нем платформу с приводом, зажимы для захвата образцов, один из которых жестко закреплен на платформе и в нем размещен один конец образца, два груза, жестко связанные между собой с приводом их радиального перемещения, и устройство для создания изгибающей знакопеременной нагрузки, отличающийся тем, что устройство для создания изгибающей нагрузки выполнено в виде поворотной планшайбы с направляющими, ось поворота которой размещена на расстоянии от оси вращения платформы, грузы установлены в направляющих планшайбы с возможностью противофазного перемещения относительно оси ее поворота, механизм передачи изгибающей нагрузки с планшайбы на образец выполнен в виде плиты с отверстиями, закрепленной на концах планшайбы симметрично относительно ее оси вращения, второго зажима, образованного двумя пальцами, размещенными в отверстиях плиты, симметрично относительно прямой, проходящей через ось вращения планшайбы и перпендикулярной ее продольной оси, и двух ограничителей углового положения планшайбы, закрепленных на платформе, а свободный конец образца установлен между пальцами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2