Установка для испытания материалов на длительную прочность

 

Изобретение относится к испытательным устройствам, а именно к установкам для испытания материалов на длительную прочность. Установка содержит станину, два захвата материала. Первый захват связан с рычажным нагружающим механизмом, второй - с механизмом поддержания постоянной нагрузки. Между первым захватом образца и рычажным нагружающим механизмом соосно установлены дополнительные захваты. Один дополнительный захват связан с рычажным нагружающим механизмом. Второй дополнительный захват связан с первым захватом образца, между которыми установлена траверса. Между дополнительными захватами установлен динамометр. Также между дополнительными захватами установлена вставка - тяга, которая представляет собой дополнительный испытуемый образец. Описанная конструкция позволяет повысить точность нагружения образца на заданную величину. 1 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательным устройствам, а именно к установкам для испытания материалов на длительную прочность.

Известна установка для испытания материалов на длительную прочность, содержащая станину и установленные на ней механизм нагружения, выполненный в виде двух захватов для концов образца, рычага, связанного с одним из захватов, груза, закрепленного на конце рычага, и двух конечных выключателей, связанных с рычагом, и механизм компенсации удлинения образца, выполненного в виде винта, конец которого связан с другим захватом, двух установленных на винте гаек, охватывающей винт втулки, компенсатора в виде охватывающего втулку с зазором цилиндра, закрепленного на нем нагревательного элемента, установленной на цилиндре плиты, двух механизмов вращения гаек, каждый из которых выполнен в виде блока, дополнительного груза и гибкой тяги, огибающей блок, один конец которой навит на соответствующую гайку, а другой связан с дополнительным грузом, одна из гаек оперта на плиту, другая на втулку, а цилиндр изготовлен из материала, коэффициент линейного расширения которого больше, чем у материала втулки (а.с. СССР N 1665272, G 01 N 3/08, Б.Н. N 27, 1991).

Недостатком данной установки является рычажный нагружающий механизм. При разрыве образца возможно смещение призм относительно подушки и соответственно смещению призм изменяется передаточное отношение, что ведет к снижению точности установки заданной нагрузки.

Известна также установка для испытания материалов на длительную прочность, содержащая станину, активный и пассивный захваты образца материала, рычажный нагружающий механизм, связанный с активным захватом, и механизм поддержания постоянной нагрузки, включающий связанный с пассивным захватом ходовой винт с гайкой и соединенный с ней привод перемещения винта, привод выполнения в виде установленного на станине соосно ходовому винту гидроцилиндра, установка снабжена дополнительной гайкой, установленной на ходовом винте между пассивным захватом и основной гайкой, блоками и перекинутыми через них соответствующими гибкими тягами, а на боковых поверхностях каждой из гаек выполнены кольцевые проточки для намотки соответствующих гибких тяг (а.с. СССР N 1670482, G 01 N 3/08, Б.И. N 30, 1991).

Недостатком данной установки тоже является рычажный нагружающий механизм, способствующий снижению точности заданной величины нагрузки.

Целью настоящего изобретения является повышение точности нагружения образца на заданную нагрузку.

Указанная цель достигается тем, что в известной установке для испытания материалов на длительную прочность, содержащей станину, два захвата образца материала, рычажный нагружающий механизм, связанный с первым захватом, и механизм поддержания постоянной нагрузки, включающий связанный со вторым захватом ходовой винт с гайкой и соединенный с ней привод перемещения винта, между первым захватом образца и рычажным нагружающим механизмом соосно установлены дополнительные захваты, причем один дополнительный захват соединен с рычажным нагружающим механизмом, а другой дополнительный захват соединен с первым захватом образца с помощью винта с гайкой, между которой и первым захватом образца расположена траверса, между дополнительными захватами установлен динамометр с возможностью его снятия без разгрузки испытуемого образца, а подвеска с грузом рычажного нагружающего механизма имеет возможность перемещения по рычагу.

В предлагаемой установке между дополнительными захватами после нагружения образца до заданной нагрузки возможна установка вставки-тяги или дополнительного испытуемого образца.

На чертеже изображен общий вид установки для испытания материалов на длительную прочность.

Установка содержит станину 1, первый и второй захваты 2 и 3 соответственно для образца 4 испытуемого материала, рычажный нагружающий механизм 5 с подвеской и грузом 6, связанный с первым захватом 2, и механизм поддержания постоянной нагрузки 7, включающий ходовой винт 8 с гайкой 9. Установка снабжена дополнительными захватами соответственно 11 и 10, динамометром 12, промежуточным винтом 13 с гайкой 14 и траверсой 15. Для включения и выключения механизма поддержания постоянной нагрузки предназначены конечные выключатели 16 и 17 соответственно.

Установка работает следующим образом. Предварительно согласно передаточного отношения рычажного механизма подобранный груз с подвеской 6 устанавливают на заданную длину рычага. Затем к образцу 4 через второй захват 3 с помощью нагружающего механизма 7 прикладывают нагрузку и ее контролируют по динамометру 12. Точность достижения заданной нагрузки на образец устанавливают путем перемещения подвески с известным грузом по рычагу 5 с одновременным контролем по динамометру 12. При достижении заданной нагрузки на образце материала 4 путем подкручивания гайки 14 к траверсе 15 увеличивают нагрузку на образец и следят за перемещением вниз рычага 5 до заданной величины нагрузки, контролируемой по динамометру 12 его разгрузки. Затем при поднятии рычага 5 и его фиксации в приподнятом состоянии снимают динамометр 12. На место снятого динамометра устанавливают промежуточное звено вставку-тягу и соединяют образец материала с рычагом 5 путем его снятия с фиксации и опускания. Освобожденная от нагрузки гайка 14 откручивается. Положение подвески на рычаге строго фиксировано. Точность установки нагрузки в дальнейшем контролируют по рычагу 5 с помощью выключателей 16 и 17 и механизма поддержания заданной нагрузки 7.

Применение динамометра последовательно с испытуемым образцом в данной конструкции установки позволяет достичь заданной точности нагружения образца и одновременно протарировать рычаг уже в нагруженном состоянии. При снятии динамометра с установки не требуется разгружать испытуемый образец. При необходимости можно вновь установить динамометр и проверить установленную нагрузку на образце, не разгружая его, выполняя предыдущие операции в обратной последовательности.

На место промежуточного звена-тяги при необходимости можно установить дополнительный образец. Это целесообразно выполнять при малых нагрузках на образец, когда образцы под нагрузкой могут находиться в течение большого промежутка времени, например, от одного месяца до нескольких лет.

При создании больших нагрузок на образец, близких к разрушающим, целесообразно сначала установить динамометр с меньшей нагрузкой на образец. Затем, используя передаточное отношение рычага с помощью добавки: груза на рычаге, не изменяя длины его плеча, увеличивают нагрузку на образец без применения динамометра и тем самым избегают его динамического нагружения от случайного разрушения образца материала.

Данная конструкция установки позволяет снизить требование к качеству изготовления рычажного нагружающего механизма, не снижая точности полученных данных для образца материала, не производя предварительной ее тарировки с оформлением ее метрологических характеристик, что очень важно при создании большой группы разнообразных индивидуальных установок, например, при испытании различных деталей и конструкций из композиционных материалов.

Формула изобретения

1. Установка для испытания материалов на длительную прочность, содержащая станину, два захвата материала, рычажный нагружающий механизм, связанный с первым захватом, и механизм поддержания постоянной нагрузки, включающий связанный со вторым захватом ходовой винт с гайкой и соединенный с ней привод перемещения винта, отличающаяся тем, что между первым захватом образца и рычажным нагружающим механизмом соосно установлены дополнительные захваты, причем один дополнительный захват соединен с рычажным нагружающим механизмом, а другой дополнительный захват соединен с первым захватом образца с помощью винта с гайкой, между которой и первым захватом образца расположена траверса, между дополнительными захватами установлен динамометр с возможностью его снятия без нагрузки испытуемого образца, а подвеска с грузом рычажного нагружающего механизма имеет возможностью перемещаться по рычагу.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что между дополнительными захватами установлена вставка-тяга.

3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что вставка-тяга представляет собой дополнительный испытуемый образец.

РИСУНКИ

Рисунок 1