Способ и устройство для испытания канатов на выносливость в жидких агрессивных средах и при разных температурах

Изобретения относятся к области машиностроения, в частности к стендам для испытания стальных канатов на выносливость. Способ заключается в испытании образца каната путем его перегибов на определенном участке при соответствующем расчетном статическом нагружении до полного или частичного разрушения при заданной температуре и влажности. При необходимости осуществляют периодическое окунание в жидкость испытуемого образца каната. Устройство содержит ведущие барабаны, осуществляющие колебательные движения и обеспечивающие возвратно-поступательное перемещение образца каната на определенной длине, сменные ролики определенного диаметра, обеспечивающие изгиб образца на 90°, грузовой ролик, свободно лежащий на образце и обеспечивающий определенное натяжение ветвей образца, зажимы для крепления концов образца к барабану и счетчик для учета числа изгибов. При этом оно помещено в термо-влагокамеру, с возможностью проведения внутри нее испытаний с изменением и поддержанием постоянной температуры и влажности в процессе испытания и дополнительно оснащена съемной емкостью для жидкости с возможностью периодического окунания в нее испытуемого образца каната. Технический результат заключается в возможности проведения испытаний при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к стендам для испытания стальных канатов на выносливость.

Известно устройство для испытания канатов на выносливость (патент RU №2440564, G01N 3/08, 20.01.2012), содержащее станину, привод с электромагнитными муфтами, двухпоточный цилиндрический реверсивный редуктор, сменный барабан с винтовой нарезкой, каретку со сменным шкивом, ползун с направляющими, гидроцилиндр с гидростанцией, пальцы с переключателем, блок питания и управления, оснащенный микропроцессором (первый вариант), а также содержащий роликовые блоки-ограничители (второй вариант).

Недостатками аналога являются:

- значительные массогабаритные размеры устройства,

- сложность конструкции,

- ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью исследовать выносливость образцов при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред.

Известно устройство для испытания канатов на выносливость (патент RU №2444718, G01N 3/08, 10.03.2012), содержащее горизонтальную опорную раму, гидроцилиндр с насосной станцией, сменный блок, ведущий барабан, соединенный с электродвигателем, вилку. Дополнительно стенд содержит несколько сменных блоков, систему управления, связанную с датчиком силы.

Недостатком аналога являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью исследовать выносливость образцов при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред.

Известно устройство для испытания канатов на выносливость (патент RU №2416083, G01N 3/20, 30.10.2009), содержащее раму, барабан с зажимами для крепления концов испытуемых канатов, привод вращения барабана, испытуемые канаты, сменные и грузовые блоки, счетчик циклов, каретку, подвижную в вертикальной плоскости, на которой смонтирован барабан с приводом вращения, привод вращения сменных блоков.

Недостатками известного устройства являются:

- сложность конструкции,

- невозможность исследовать выносливость образцов при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению являются способ и машина для испытания образцов стальных канатов на выносливость (ГОСТ2387-80). Способ, заключающийся в том, что испытание образца осуществляют по числу перегибов при соответствующем расчетном статическом нагружении до полного или частичного его разрушения. Машина, включающая ведущий барабан с зажимами и приводом кривошипно-шатунного типа, сменные и грузовой ролики, счетчик числа изгибов на 90° и разгибаний образца, груз.

Недостатками ближайшего аналога являются невозможность исследовать выносливость образцов при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей и информативности анализа, приближение условий испытания к реальным условиям эксплуатации канатов.

Технический результат - проведение испытаний при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред.

Указанный технический результат обеспечивается за счет добавления емкости для жидкой среды, направляющего и сменного ролика и термо-влагокамеры, позволяющей изменять и поддерживать влажность и температуру в широком диапазоне (например, от минус 30°C до плюс 30°C).

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе испытания на выносливость стальных канатов, заключающемся в том, что испытание образца каната осуществляют по числу перегибов на определенном участке при соответствующем расчетном статическом нагружении до полного или частичного разрушения, согласно изобретению испытания осуществляют при заданной температуре и влажности, так же при необходимости осуществляют периодическое окунание в жидкость образца каната.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что машина для испытания канатов на выносливость, содержащая ведущие барабаны, осуществляющие колебательные движения и обеспечивающие возвратно-поступательное перемещение образца каната на определенной длине, сменные ролики определенного диаметра, обеспечивающие изгиб образца каната на 90°, грузовой ролик, свободно лежащий на образце каната и обеспечивающий определенное натяжение ветвей образца каната, зажимы для крепления концов образца каната к барабану и счетчик для учета числа изгибов, согласно изобретению помещена в термо-влагокамеру с возможностью проведения внутри нее испытаний с изменением и поддержанием постоянной температуры и влажности в процессе испытания.

Кроме того, согласно изобретению машина для испытания канатов на выносливость может быть дополнительно оснащена съемной емкостью для жидкости с возможностью периодического окунания в нее испытуемого образца каната.

Первый и второй сменные ролики устанавливаются в одной горизонтальной плоскости. Диаметр сменных роликов выбирается в зависимости от предъявляемых к канату требований. Направляющий ролик устанавливается таким образом, чтобы на первом ролике обеспечивался изгиб образца каната на определенный угол (например, на 90°). Диаметр направляющего ролика равен диаметру сменных роликов, но при необходимости устанавливается направляющий ролик другого диаметра.

Существенными признаками заявленного устройства, отличительными от ближайшего аналога, являются:

- емкость для жидкой среды;

- направляющий ролик;

- термо-влагокамера.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено устройство, представляющее собой машину для испытания канатов на выносливость в жидких средах при разных температурах.

Машина для испытания канатов на выносливость в жидких средах при разных температурах состоит из ведущего барабана 1, осуществляющего колебательные движения с заданной скоростью и обеспечивающего возвратно-поступательные перемещения образца каната на длине около 350 мм, зажимов 2 для крепления концов образца каната 3 к барабану, сменных роликов 4 определенного диаметра (в зависимости от предъявляемых к канату требований), обеспечивающих изгиб образца каната на 90°, грузового ролика 5, создающего определенное натяжение ветвей образца каната и свободно лежащего на образце каната, направляющего ролика 6, съемной емкости 7 для жидкой среды 8 и термо-влагокамеры 9, позволяющей изменять и поддерживать постоянную температуру и влажность.

Машина для испытания канатов на выносливость в жидких средах при разных температурах работает следующим образом.

Подготавливают образцы каната, представляющие собой отрезки каната определенного диаметра. Концы образца каната во избежание произвольного расплетения перед навеской на машину должны быть обвязаны мягкой проволокой или заварены.

На машину устанавливают сменные ролики, один конец укрепляют в зажиме, расположенном в части ведущего барабана диаметром 400 мм, обращенной в противоположную от сменного ролика сторону. Устанавливают направляющий ролик таким образом, чтобы на первом сменном ролике обеспечивался изгиб образца каната на необходимый угол (например, на 90°). Второй конец образца каната пропускают через первый сменный ролик, ненагруженный грузовой ролик диаметром 300 мм и второй сменный ролик и закрепляют в зажиме, расположенном в той же части ведущего барабана.

К грузовому ролику подвешивают груз. Сумма массы груза и грузового ролика может быть равна одинарному, двойному, тройному или другому значению натяжению ветви каната, указанному в стандарте на данный канат.

Перед началом испытания счетчик должен быть установлен на нуль. Смазывание образца каната и канавок сменных роликов не допускается.

Затем устанавливают в термо-влагокамере требуемую температуру и влажность, например, от минус 30°C до плюс 30°C, которая остается постоянной в течение всего испытания.

Испытание начинают после достижения необходимой температуры и влажности в термо-влагокамере.

При необходимости исследовать влияние жидкой агрессивной среды на выносливость образца каната стенд дополнительно оснащается съемной емкостью для жидкости, в которую периодически окунают образец каната. Съемную емкость устанавливают таким образом, чтобы участок образца каната, проходящий по грузовому ролику, полностью находился в испытуемой жидкости.

Испытание должно проводиться без перерыва. При одновременном испытании на машине нескольких образцов канатов допускается остановка машины для снятия или замены образца каната, испытание которого закончено. В зависимости от требований стандартов на металлопродукцию испытание проводят:

- до обрыва первой проволоки (завершения) образца каната;

- до заданного числа обрывов проволок на длине одного шага свивки образца каната;

- заданного числа изгибов образца вокруг сменного ролика;

- полного разрушения образца каната.

Пример конкретной реализации проведения испытания при температуре равной минус 30°C.

Подготавливают образцы каната, представляющие собой отрезки каната 5.6-Г-В-Н-Р-Т-1770 ГОСТ 2688-80.

На машину устанавливают сменные ролики диаметром 55 мм, один конец укрепляют в зажиме, расположенном в части ведущего барабана диаметром 400 мм, обращенной в противоположную от сменного ролика сторону. Устанавливают направляющий ролик диаметром 55 мм таким образом, чтобы на первом сменном ролике обеспечивался изгиб образца каната на 90°. Второй конец образца каната пропускают через первый сменный ролик, ненагруженный грузовой ролик диаметром 300 мм и второй сменный ролики закрепляют в зажиме, расположенном в той же части ведущего барабана.

К грузовому ролику подвешивают груз. Сумма массы груза и грузового ролика равна 24,5 кг.

Затем устанавливают в термо-влагокамере температуру, равную минус 30°С, которая остается постоянной в течение всего испытания.

Далее проводится испытание образца каната на выносливость до обрыва первой проволоки.

Пример конкретной реализации проведения испытания в соленой воде при температуре, равной 30°С.

Подготавливают образцы каната, представляющие собой отрезки каната 5.6-Г-В-Н-Р-Т-1770 ГОСТ 2688-80.

На машину устанавливают ролики диаметром 55 мм, один конец укрепляют в зажиме, расположенном в части ведущего барабана диаметром 400 мм, обращенной в противоположную от сменного ролика сторону. Устанавливают направляющий ролик диаметром 55 мм таким образом, чтобы на первом сменном ролике обеспечивался изгиб образца каната на 90°. Второй конец образца каната пропускают через первый сменный ролик, ненагруженный грузовой ролик диаметром 300 мм и второй сменный ролики закрепляют в зажиме, расположенном в той же части ведущего барабана.

В термо-влагокамеру устанавливается съемная емкость с соленой водой. Съемную емкость устанавливают таким образом, чтобы образец каната, проходящий по грузовому ролику, полностью находился в испытуемой жидкости. К грузовому ролику подвешивают груз. Сумма массы груза и грузового ролика равна 24,5 кг.

Затем устанавливают в термо-влагокамере температуру, равную 30°С, которая остается постоянной в течение всего испытания.

Далее проводится испытание образца каната на выносливость до обрыва первой проволоки.

Итак, заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности и информативность анализа, приблизить условия испытания к реальным условиям эксплуатации канатов.

Кроме того, заявляемое изобретение позволяет обеспечить проведение испытаний при разных температурах и в жидких агрессивных средах за счет добавления емкости для жидкой среды, направляющего и сменного ролика и термо-влагокамеры, позволяющей изменять и поддерживать влажность и температуру в широком диапазоне (например, от минус 30°C до плюс 30°C).

1. Способ испытания на выносливость стальных канатов, заключающийся в том, что испытание образца стального каната осуществляют по числу перегибов на определенном участке при соответствующем расчетном статическом нагружении до полного или частичного разрушения, отличающийся тем, что устанавливают в термо-влагокамере требуемую влажность и температуру в диапазоне от минус 30°С до плюс 30°С, которая остается постоянной в течение всего испытания, испытания осуществляют при заданной температуре и влажности, так же при необходимости осуществляют периодическое окунание в жидкость испытуемого образца каната.

2. Машина для испытания стальных канатов на выносливость, содержащая ведущий барабан, осуществляющий колебательные движения и обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение образца стального каната на определенной длине, сменные ролики определенного диаметра, обеспечивающие изгиб образца на 90°, грузовой ролик, свободно лежащий на образце и обеспечивающий определенное натяжение ветвей образца, зажимы для крепления концов образца к барабану и счетчик для учета числа изгибов, отличающаяся тем, что содержит направляющий ролик, установленный таким образом, чтобы на первом сменном ролике обеспечивался изгиб образца стального каната на определенный угол, причем диаметр направляющего ролика равен диаметру сменных роликов, и помещена в термо-влагокамеру с возможностью проведения внутри нее испытаний с изменением и поддержанием постоянной температуры и влажности в процессе испытания, причем дополнительно оснащена съемной емкостью для жидкости с возможностью периодического окунания в нее испытуемого образца стального каната.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине. Устройство для испытания прочности керамического вкладыша имплантатов тазобедренного сустава с приемным устройством и нажимной деталью.

Группа изобретений относится к медицине. Способ проверки прочности конического входа керамических модульных шаровидных головок для протезов тазобедренного сустава, имеющих приемное пространство с конической боковой поверхностью с углом зажимного конуса γ и коническим входом, заключающийся в том, что на участки приемного объема оказывается давление.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для определения сопротивления деформации металлических материалов путем испытания образцов на сжатие, для построения кривой упрочения, для определения математической зависимости между сопротивлением деформации и степенью деформации при различных температурах.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит корпус, установленные на нем захваты образца, механизм нагружения, включающий две гибкие тяги, кинематически связанные с захватами, натяжной механизм тяг, платформу, привод вращения, установленный на платформе, возбудитель колебаний нагрузки в форме треугольника, установленного на валу привода вращения и расположенного между тягами, и привод перемещения платформы вдоль оси вала.

Изобретение относится к области испытаний материалов, в частности к устройствам для фиксации образца к испытательной машине для разрыва образца, в том числе определения адгезии и прочности на разрыв образцов отвердевших минеральных или полимерных тампонажных растворов.

Изобретение касается способа оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями в процессе эксплуатации. Сущность способа заключается в том, что проводят поминутное растяжение с постоянной скоростью образцов синтетических нитей с одновременным воздействием электрическим током.

Изобретение относится к устройствам и методам механических испытаний образцов конструкционных материалов и может быть использовано для определения характеристик сопротивления смятию.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к установкам для высокоскоростного испытания материалов. Устройство содержит два электромагнитных силовозбудителя, подключенных к накопителю энергии, две соосно установленные тяги для передачи усилий образцу и аппаратуру для наблюдения режима деформирования образца.

Изобретение относится к технике испытаний и измерений, а именно к устройствам для исследования механических свойств материалов с малым поперечным сечением, предпочтительно высокоэластичных нитей.

Изобретение относится к «Физике материального контактного взаимодействия», конкретно к способу определения удельного и эквивалентного сцепления в структурированном и нарушенном состоянии.

Изобретение относится к области исследования механических свойств материалов, а точнее к способам (нагружения материала образца) определения энергетических характеристик разрушения льда. Сущность изобретения: осуществляют изготовление образца в виде осесимметричного тела с параллельными верхней плоскостью и основанием и перпендикулярными им боковыми стенками, его размещение между плитами испытательной машины, нагружение перемещением верхней плиты с постоянной скоростью, с фиксацией предельных значений его упругой деформации и, соответствующей предельной упругой контактной силы, с определением удельной энергии механического разрушения как их произведения, отнесенного к значению массы всего образца. Используют образец, выполненный из льда, с возможностью локализации разрушений на верхнем участке образца, для чего используют образец, наименьший размер основания которого в 1,12–2 раза больше наименьшего размера верхней плоскости, а высота образца составляет 2,5–4,0 наименьшего размера его основания. Скорость перемещения подвижной плиты соответствует скорости дрейфа ледяного поля. Определяют плотность льда и непрерывно регистрируют предельные изменения высоты разрушаемой части образца льда и предельной контактной силы. Удельную энергию разрушения вычисляют как интегральную площадь той части графика изменения таких параметров, как предельное значение упругой деформации образца и соответствующее ему предельное значение упругой контактной силы, зарегистрированных в процессе испытания, которые описывают процесс разрушений только в подлежащей разрушению части образца, или удельную энергию разрушения вычисляют по формуле. Технический результат: возможность получения в лабораторных условиях достоверных результатов определения энергетических характеристик разрушения льда, необходимых для проектирования транспортных гидротехнических сооружений, а также сооружений на шельфе замерзающих морей. 3 ил.

Изобретение относится к испытательным устройствам и предназначено для контроля в радиационно-защитной камере на прочность соединений испытательного образца: корпуса источника ионизирующего излучения с концевой деталью (тросиком). Машина содержит раму с расположенным в верхней её части захватом в виде зажимных губок для закрепления испытательного образца, каретку с двумя траверсами и двумя толкателями, передвигающуюся пневматическим приводом и с расположенным на одной траверсе цанговым захватом второго конца испытуемого образца. Рама испытательной машины закреплена в радиационно-защитной камере, а на нижней траверсе каретки закреплен датчик контроля усилия, который вторым концом соединен со штоком пневматического привода. Технический результат: возможность применения устройства в радиационно-защитной камере для контроля прочности соединений испытательного образца. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для оценки механических и прочностных характеристик снежного покрова непосредственно в месте непосредственного залегания на лавиноопасных склонах горнолыжных комплексов. Устройство содержит цилиндр, внутри которого размещен шток, с наконечником, выполненным в виде нагрузочного диска, метательное устройство пружинного типа, оснащенное фиксатором поджатия пружины и спусковым устройством, а также тензометрическими датчиками, подключенными к измерителю. К основанию цилиндра жестко прикреплена металлическая тонкостенная обойма, у которой внутренний диаметр равен внутреннему диаметру цилиндрического корпуса. При этом устройство содержит дополнительно демпфер, выполненный в виде упругого кольца, который размещен в полости цилиндра между штоком и нагрузочным диском. Упругое кольцо жестко прикреплено к центру диска, а верхней частью - к штоку, при этом тензометрический датчик размещен на боковой поверхности упругого кольца в месте наибольшего его изгиба при воздействии силовой нагрузки. Упругое кольцо изготовлено из ленточной пружинной стали, а нагрузочный диск выполнен из пластика или дерева. Устройство позволяет в полевых условиях с высокой точностью получать репрезентативные значения мгновенной прочности снега на одноосное сжатие без возможности бокового расширения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретения относятся к области машиностроения, в частности к стендам для испытания стальных канатов на выносливость. Способ заключается в испытании образца каната путем его перегибов на определенном участке при соответствующем расчетном статическом нагружении до полного или частичного разрушения при заданной температуре и влажности. При необходимости осуществляют периодическое окунание в жидкость испытуемого образца каната. Устройство содержит ведущие барабаны, осуществляющие колебательные движения и обеспечивающие возвратно-поступательное перемещение образца каната на определенной длине, сменные ролики определенного диаметра, обеспечивающие изгиб образца на 90°, грузовой ролик, свободно лежащий на образце и обеспечивающий определенное натяжение ветвей образца, зажимы для крепления концов образца к барабану и счетчик для учета числа изгибов. При этом оно помещено в термо-влагокамеру, с возможностью проведения внутри нее испытаний с изменением и поддержанием постоянной температуры и влажности в процессе испытания и дополнительно оснащена съемной емкостью для жидкости с возможностью периодического окунания в нее испытуемого образца каната. Технический результат заключается в возможности проведения испытаний при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх