Установка для испытания материалов на длительную прочность

 

Изобретение относится к области средств испытаний материалов, а именно для испытания материалов на длительную прочность. Установка для испытания материалов на длительную прочность содержит станину, траверсы, активный и пассивный захваты образца, рычажный нагружающий механизм, связанный с пассивным захватом, конечные выключатели и механизм поддержания постоянной нагрузки, включающий ходовой винт и соединенный с ним привод его перемещения, выполненный в виде установленного на станине гидроцилиндра соосно ходовому винту. Между активным захватом и связанным с ним ходовым винтом установлены дополнительные активный и пассивный захваты, причем дополнительный активный захват соединен с ходовым винтом, а дополнительный пассивный захват соединен с активным захватом образца с помощью винта с гайкой, между которой и активным захватом образца расположена неподвижная траверса. Между дополнительными захватами установлен динамометр с возможностью его снятия без разгрузки испытуемого образца. Достигаемым техническим результатом является повышение точности установки заданной нагрузки на испытуемый образец и ее контроль в момент испытаний. 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, выполненный в виде винта, конец которого связан с другими 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 которого 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, 1991, БИ N 27).

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, траверсы, активный и пассивный захваты образца материала, рычажный нагружающий механизм, связанный с пассивным захватом, конечные выключатели, связанные с рычагом, и механизм поддержания постоянной нагрузки, включающий связанный с активным захватом ходовой винт и соединенный с ним привод его перемещения, выполненный в виде установленного на станине гидроцилиндра соосно ходовому винту, снабженному дополнительной гайкой, установленной между активным захватом и основной гайкой, связанной с приводом перемещения, блоками и перекинутыми через низ соответствующими гибкими тягами с грузами, а на боковых поверхностях каждой из гаек выполнены кольцевые проточки для намотки соответствующих гибких тяг (а.с. СССР N 1670482, 1991, БИ N 30). Недостатком данной установки является рычажный нагружающий механизм, способствующий снижению точности заданной 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, траверсы, активный и пассивный захваты образца, рычажный нагружающий механизм, связанный с пассивным захватом, конечные выключатели, связанные с рычагом, и механизм поддержания постоянной нагрузки, включающий связанный с активным захватом ходовой винт и соединенный с ним привод его перемещения, выполненный в виде установленного на станине гидроцилиндра соосно ходовому винту, снабженному двумя гайками, одна из которых связана с неподвижной траверсой, другая с приводом его перемещения, блоками и перекинутыми через них соответствующими гибкими тягами с грузами, а на боковых поверхностях каждой из гаек выполнены кольцевые проточки для намотки соответствующих гибких тяг, между активным захватом и связанным с ним ходовым винтом установлены дополнительные активный и пассивный захваты, причем дополнительный активный захват соединен с ходовым винтом, а дополнительный пассивный захват соединен с активным захватом образца с помощью винта с гайкой, между которой и активным захватом образца расположена неподвижная траверса, между дополнительными захватами установлен динамометр с возможностью его снятия без разгрузки испытуемого образца.

В предлагаемой установке между дополнительными захватами после нагружения образца до заданной нагрузки по образцовому диаметру вместо него установлены вставка-тяга или дополнительный образец на ту же нагрузку.

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

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

Установка работает следующим образом. Предварительно, согласно передаточному отношению рычажного механизма, подобранный груз с подвеской 6 устанавливают на заданную длину рычага. Затем к образцу 4 через активный 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. При достижении заданной нагрузки на образец 4, путем подкручивания гайки 14 к траверсе 15 увеличивают нагрузку на него и следят за перемещением вверх рычага 5 до заданной величины перегрузки, контролируемой по динамометру 12 (его разгрузки). Затем с помощью механизма поддержания нагрузки 7 разгружают и снимают динамометр. На место снятого динамометра устанавливают промежуточное звено (вставку-тягу) и соединяют образец 4 с механизмом поддержания заданной нагрузки 7. Точность установки нагрузки в дальнейшем контролируют по рычагу 5 с помощью конечных выключателей 16, 17 и механизма поддержания заданной нагрузки 7.

Применение динамометра последовательно с испытуемым образцом в конструкции данной 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 нагрузку на образце, не разгружая его, выполняя предыдущие операции в обратной последовательности.

На место промежуточного звена-тяги при необходимости можно установить дополнительный образец, когда образцы под нагрузкой могут находиться в течение большого промежутка времени, например от одного месяца до нескольких лет. При нагружении образца на величину нагрузки, близкую к разрушающей, целесообразно ее установить по динамометру на меньшую величину. После замены динамометра вставкой-тягой, используя передаточное отношение рычага, путем добавления груза на его подвеске увеличивают нагрузку на образец до заданной величины, контролируемой по стрелке рычага. Данный прием нагружения позволяет избежать динамического нагружения динамометра при случайном разрушении образца.

Конструкция установки позволяет снизить требование к качеству изготовления ее рычажного нагружающего механизма, не снижая точности действительной нагрузки на образце, не производя предварительной ее тарировки с оформлением метрологических характеристик, что очень важно при создании большой группы разнообразных индивидуальных установок (например, при испытании на длительную прочность образцов из композиционных материалов).

Формула изобретения

Установка для испытания материалов на длительную прочность, содержащая станину, траверсы, активный и пассивный захваты образца, рычажный нагружающий механизм, связанный с пассивным захватом, конечные выключатели, связанные с рычагом, и механизм поддержания постоянной нагрузки, включающий связанный с активным захватом ходовой винт и соединенный с ним привод его перемещения, выполненный в виде установленного на станине гидроцилиндра соосно ходовому винту, снабженному двумя гайками, одна из которых связана с неподвижной траверсой, другая - с приводом его перемещения, блоками и перекинутыми через них соответствующими гибкими тягами с грузом, а на боковых поверхностях каждой из гаек выполнены кольцевые проточки для намотки соответствующих гибких тяг, отличающаяся тем, что между активным захватом и связанным с ним ходовым винтом установлены дополнительные активный и пассивный захваты, причем дополнительный активный захват соединен с ходовым винтом, а дополнительный пассивный захват соединен с активным захватом образца с помощью винта с гайкой, между которой и активным захватом образца расположена неподвижная траверса, между дополнительными захватами установлен динамометр с возможностью его снятия без разгрузки испытуемого образца.

РИСУНКИ

Рисунок 1