Устройство для исследования коррозионного растрескивания образцов материалов при сжатии с кручением в коррозионных средах
Владельцы патента RU 2700337:
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Астрахань" (ООО "Газпром добыча Астрахань") (RU)
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к исследованиям металлов на коррозионное растрескивание при сжатии с кручением в коррозионных средах. Устройство для исследования коррозионного растрескивания образцов материалов при сжатии с кручением в коррозионных средах состоит из жесткой рамы, изготовленной из коррозионностойкой стали, в квадратное углубление на нижней балке которой устанавливают испытуемый образец, нагружаемый посредством винтового домкрата, установленного на верхней балке жесткой рамы, и нагружающей пружины вертикальной сжимающей нагрузкой, а также специального рычага и кронштейнов с винтовым механизмом, установленных на боковых балках жесткой рамы, для обеспечения кручения образца. Технический результат - упрощение конструкции и расширение технологических возможностей устройства для повышения точности исследований металлов на коррозионное растрескивание при сжатии с кручением в коррозионных средах. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к исследованиям металлов на коррозионное растрескивание при сжатии с кручением в коррозионных средах.
Известна машина для испытания образцов хрупких материалов на кручение, совместное или раздельное, с растяжением или сжатием (патент СССР №84523 «Машина для испытания образцов хрупких материалов на кручение, совместное или раздельное, с растяжением или сжатием», G01N 3/02, G01L 3/14, G01N 3/28, по заявке от 03 апреля 1949 за №395316), выполненная в виде жесткой вертикальной рамы, на нижней опоре которой устанавливают испытуемый образец. Посредством винтовых тяг образец подводят к верхней опоре машины. Нижняя и верхняя опоры снабжены шариковым подшипникам, благодаря которым закрепленный образец может вращаться вокруг своей оси.
Недостатком этой машины является то, что сжатие образца осуществляется посредством винтовых тяг, а кручение испытуемого образца осуществляется механизмом, основанным на применении пары противоположно направленных сил, прилагаемых к концам образца, возникающих за счет натяжения гибких тяг в виде стальных лент (или тросов), которые в процессе испытания могут растягиваться и создавать погрешность при определении физико-механических свойств материалов.
Целью изобретения является устранение недостатков известной машины путем упрощения конструкции, расширения технологических возможностей для исследований металлов на коррозионное растрескивание при сжатии с кручением в коррозионных средах и повышения точности исследований.
Для достижения указанной цели устройство состоит из жесткой рамы, изготовленной из коррозионностойкой стали, в квадратное углубление на нижней балке которой устанавливают испытуемый образец, нагружаемый посредством винтового домкрата, установленного на верхней балке жесткой рамы, и нагружающей пружины вертикальной сжимающей нагрузкой, а также специального рычага и кронштейнов с винтовым механизмом, установленных на боковых балках жесткой рамы, для обеспечения кручения образца.
Величина сжимающей образец нагрузки определяется по степени деформации предварительно протарированной нагружающей пружины, создающей нагрузку на образец при вращении винтового домкрата.
Величина напряжения кручения образца определяется по углу поворота специального рычага.
Кручение испытуемого образца осуществляется за счет создания винтовым механизмом на кронштейнах крутящего момента на специальный рычаг, закрепленный на образце. Специальный рычаг представляет собой балку прямоугольного сечения с квадратным углублением посередине в нижней своей части для его установки на верхний конец образца, с установленным на верхней его части соосно вертикальной оси шариковым подшипником, обеспечивающим вращение специального рычага при действии винтового механизма.
Для исключения изгиба образца при кручении, вращение специального рычага осуществляется по траектории движения, задаваемой пазами кронштейнов жесткой рамы, с использованием направляющих выступов на нижней части специального рычага, расположенных симметрично относительно его вертикальной оси.
Для исключения проскальзывания образца при кручении в устройстве для исследования металлов на коррозионное растрескивание при сжатии с кручением в коррозионных средах его концы имеют квадратное сечение.
Размер верхней нерабочей части образца подбирается таким образом, чтобы обеспечить зазор не более 2 мм между специальным рычагом и кронштейнами.
Для проведения исследований по влиянию температуры и различных коррозионных сред на стойкость металла при сжатии с кручением к коррозионному растрескиванию, рама с образцом устанавливается в исследуемые среды при заданной температуре и времени.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображено устройство для исследования коррозионного растрескивания образцов материалов при сжатии с кручением в коррозионных средах (фиг.).
Устройство для исследования коррозионного растрескивания образцов материалов при сжатии с кручением в коррозионных средах содержит жесткую раму 1 с квадратным углублением на нижней балке для установки образца 2 и винтовым домкратом 3 для сжатия нагружающей пружины 4, концы которой завальцованы в шайбы 5 для обеспечения передачи равномерной сжимающей нагрузки на образец 2 через шариковый подшипник 6, установленный на верхней части специального рычага 7 соосно его вертикальной оси. Дополнительно специальный рычаг 7 имеет посредине в нижней своей части квадратное углубление для его установки на верхний конец образца 2, а также направляющие выступы 8, расположенные симметрично относительно его вертикальной оси, обеспечивающие вращение специального рычага 7 в направлении специальных пазов 9 кронштейнов 10, исключающее изгиб образца 2 при кручении. Кручение образца 2 осуществляется путем поворота специального рычага 7 при помощи нажимных винтов 11, установленных на кронштейнах 10. Материал устройства подбирается коррозионностойким к испытательной среде.
Устройство работает следующим образом.
На верхний конец образца 2 устанавливается специальный рычаг 7, после чего в квадратное углубление нижней балки жесткой рамы 1 устанавливается нижний конец образца 2, таким образом, чтобы направляющие выступы 8 специального рычага 7 вошли в специальные пазы 9 кронштейнов 10. Далее при вращении винтового домкрата 3 осуществляется сжатие нагружающей пружины 4, создающей напряжение сжатия в образце 2, передающееся образцу 2 через шариковый подшипник 6. Определение напряжения сжатия на образец 2 осуществляется посредством замера и контроля перемещения винтового домкрата 3. После установки заданного сжимающего напряжения перемещают специальный рычаг 7 при помощи нажимных винтов 11 на угол, необходимый для создания заданных крутящих напряжений.
Жесткую раму с напряженным образцом размещают в необходимую коррозионную среду с заданными параметрами температуры и наблюдают в течение заданного времени.
Предлагаемое устройство позволяет проводить испытания на коррозионное растрескивание материалов при сжатии с кручением в коррозионных средах при различных напряжениях и температуре с высокой степенью точности.
1. Устройство для исследования коррозионного растрескивания образцов материалов при сжатии с кручением в коррозионных средах, содержащее жесткую раму с винтовым домкратом, кронштейнами с винтовым механизмом, нагружающую пружину и специальный рычаг, отличающееся тем, что жесткая рама изготовлена из коррозионностойкой стали с квадратным углублением на нижней балке, винтовой домкрат и два кронштейна с винтовым механизмом каждый установлены соответственно на верхней и боковых балках жесткой рамы, специальный рычаг прямоугольного сечения с квадратным углублением посередине в нижней своей части и с установленным на верхней его части соосно вертикальной оси шариковым подшипником.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что напряжение сжатия на образец осуществляется посредством винтового домкрата через нагружающую пружину, концы которой завальцованы в шайбы, и шариковый подшипник, а напряжение кручения образца осуществляется посредством винтового механизма кронштейнов на специальный рычаг.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вращение специального рычага осуществляется по траектории движения, задаваемой пазами кронштейнов жесткой рамы, с использованием направляющих выступов на нижней части специального рычага, расположенных симметрично относительно его вертикальной оси.
