Центробежная установка для испытания материалов
Владельцы патента RU 2374616:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" (RU)
Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Центробежная установка для испытания материалов содержит основание, установленную на оси поворотную платформу с возможностью осевого перемещения, захват образца, закрепленный на платформе, два центробежных груза, предназначенных для закрепления на концах образца, привод вращения, включающий вал и каток для фрикционного взаимодействия с платформой, установленный на конце вала с эксцентриситетом. Причем привод вращения размещен на дополнительной платформе, установленной на основании с обеспечением изменения угла наклона вала к оси платформы. Техническим результатом является увеличение объема информации путем испытаний при нагружении образцов как изгибающими нагрузками в двух плоскостях, так и центробежной растягивающей нагрузкой. 1 ил.
Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна центробежная установка для испытания материалов (патент РФ №1762170, кл. G01N 3/08, 1991), содержащая основание, установленную на нем платформу, приспособление для испытания образцов, закрепленное на платформе, каток, радиально установленный относительно оси вращения платформы с возможностью фрикционного взаимодействия с платформой, и привод вращения с валом.
Недостаток установки состоит в отсутствии возможности проводить испытания при изгибе образцов на фоне центробежного нагружения. На образцы действует только центробежная нагрузка.
Известна центробежная установка для испытания материалов (патент РФ №2047124, кл. G01N 3/08, 1993), содержащая основание, установленную на нем платформу с возможностью осевого перемещения, приспособление для испытания образцов, закрепленное на платформе, каток, радиально установленный относительно оси вращения платформы с возможностью изменения угла наклона плоскости его вращения к оси платформы и фрикционного взаимодействия с платформой, и привод вращения с валом.
Недостаток установки также состоит в отсутствии возможности нагружения образца не только центробежной, но и изгибающими нагрузками.
Известна центробежная установка для испытания материалов (патент РФ №1778611, кл. G01N 3/32, 1992), принимаемая за прототип. Установка содержит основание, установленную на оси поворотную платформу с возможностью осевого перемещения, захват образца, закрепленный на платформе, два центробежных груза, предназначенных для закрепления на концах образца, привод вращения, включающий вал и каток для фрикционного взаимодействия с платформой, установленный на конце вала с эксцентриситетом,
Недостаток установки состоит в отсутствии возможности проводить испытания при нагружении образцов как изгибающими нагрузками в двух плоскостях, так и центробежной растягивающей нагрузкой.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем испытаний при нагружении образцов как изгибающими нагрузками в двух плоскостях, так и центробежной растягивающей нагрузкой.
Технический результат достигается тем, что центробежная установка для испытания материалов, содержащая основание, установленную на оси поворотную платформу с возможностью осевого перемещения, захват образца, закрепленный на платформе, два центробежных груза, предназначенных для закрепления на концах образца, привод вращения, включающий вал и каток для фрикционного взаимодействия с платформой, установленный на конце вала с эксцентриситетом, согласно изобретению привод вращения размещен на дополнительной платформе, установленной на основании с обеспечением изменения угла наклона вала к оси платформы.
При такой конструкции установки платформа совершает вращательное движение с переменной скоростью, что создает изгиб в одной плоскости, и возвратно-поступательные перемещения вдоль оси вращения, как прототип, чем обеспечивается изгиб во второй плоскости. При этом, в отличие от прототипа, вращательные движения совершаются в одном направлении, а это создает дополнительную центробежную нагрузку. Этим достигается технический результат.
На чертеже представлена схема установки.
Центробежная установка для испытания материалов содержит основание 1, установленную на оси 2 поворотную платформу 3 с возможностью осевого перемещения, захват 4 образца 5, закрепленный на платформе, два центробежных груза 6, 7, предназначенных для закрепления на концах образца 5, привод вращения 8, включающий вал 9 и каток 10 для фрикционного взаимодействия с платформой 3, установленный на конце вала 9 с эксцентриситетом «е».
Привод вращения 8 с валом 9 и катком 10 размещен на дополнительной платформе 11, установленной на основании 1 с обеспечением изменения угла наклона вала 9 к оси 2 платформы 3.
Эксцентриситет «е» задается перемещением катка 10 относительно вала 9 вдоль прорези 12 с последующей фиксацией гайкой 13. Платформа 11 закреплена на поворотной оси 14, положение которой фиксируется винтовым приспособлением 15.
Установка работает следующим образом.
Включают привод 8 и через вал 9 и каток 10 приводят во вращение платформу 3. Благодаря наклонному положению вала 9 к оси 2 платформа вращается с переменной скоростью, а центробежные грузы 6,7 создают циклические изгибающие усилия в плоскости, перпендикулярной оси 2. Для изменения параметров циклов изменяют угол наклона вала 9 к оси 2, для чего приспособлением 15 освобождают поворотную ось 14, поворачивают дополнительную платформу 11 в новое положение и фиксируют это положение приспособлением 15. По мере приближения значения угла наклона к 90° амплитуда циклов изгибающей нагрузки уменьшается и становится равной нулю при значении угла наклона, равном 90°.
Благодаря эксцентричному положению катка 10 на валу 9 платформа совершает возвратно-поступательные перемещения, а центробежные грузы 6, 7 создают на образце циклические изгибающие усилия, направленные вдоль оси 2. Для изменения параметров циклов изгибающей нагрузки изменяют величину эксцентриситета «е», для чего ослабляют гайку 13, смещают каток 10 вдоль прорези 12 и фиксируют гайкой 13 новое положение катка. При нулевом эксцентриситете изгибающая нагрузка становится нулевой.
Благодаря вращению платформы 3 в одном направлении центробежные грузы 6, 7 создают центробежные растягивающие усилия на образце 5. Для изменения величины центробежной нагрузки изменяют скорость вращения вала 9 приводом 8. При нулевом эксцентриситете и при значении угла наклона вала 9 к оси 2, равном 90°, испытания проходят при нагружении образца только центробежным растяжением.
Предлагаемая установка обеспечивает испытания при нагружении образцов как изгибающими нагрузками в двух плоскостях, так и центробежной растягивающей нагрузкой.
Центробежная установка для испытания материалов, содержащая основание, установленную на оси поворотную платформу с возможностью осевого перемещения, захват образца, закрепленный на платформе, два центробежных груза, предназначенных для закрепления на концах образца, привод вращения, включающий вал и каток для фрикционного взаимодействия с платформой, установленный на конце вала с эксцентриситетом, отличающаяся тем, что привод вращения размещен на дополнительной платформе, установленной на основании с обеспечением изменения угла наклона вала к оси платформы.
