Машина для испытаний на усталость

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >868454

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.з (22) Заявлено 290180 (21) 2880656/25-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300981.Бюллетень Но 36

Дата опубликования описания 300981

G N 3/32

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (63) УДК 620. 178.. 311 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A. И. Кренявичюс, В. A. Каган и В. И. Котло кий с

Вильнюсский инженерно-строительный институт

Ф (71) Заявитель (54) МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИИ НА УСТАЛОСТЬ

Изобретение относится к исследованиям прочностных свойств материалов, а именно к машинам для испытаний на малоцикловую усталость и может найти применение при испытании образцов и элементов конструкций при пульсирующем цикле нагружения.

Известна машина для испытаний на усталость, содержащая электромеханическое нагружающее устройство с захватами для образца, станину с траверсой, двухкоординатный прибор и динамометр, выполненный в виде нескольких рам, объединенных в группы, и несущие датчики сопротивления, соединенные в мост Уинстона t.1J.

Недостатком машины является невысокая точность поддержания максимальных нагрузок вследствие дрейфа нуля двухкоординатного прибора. 20

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является машина для испытаний на усталость, содержащая реверсируемый силовоэбудитель, цепь управления реверсировани- ем силовозбудителя, динамометр,включенный в цепь измерения нагрузки, двухкоординатный управляющий и регистрирующий прибор, включающий корпус, задатчики экстремальных нагрузок 30 цикла в виде фотодиодов,включенных в цепь управления реверсированием силовоэбудителя, линейку с закрепленной: на ней шторкой, служащей для перекрытия фотодиодов, привод линейки, подключенный к цепи измерения нагрузки.

В этой машине фотодиоды неподвижно установлены на корпусе двухкоординатного прибора на отметках максимальных нагрузок (2) .

Недостатком машины является наличие погрешности задания максимальных нагрузок иэ-эа дрейфа нуля, которая, в свою очередь, требует периодической коррекции нуля двухкоординатного прибора, оСуществляемой вручную.Необходимость я ручной коррекции приводит к повышению трудоемкости обслуживания машины.

Цель изобретения — снижение трудоемкости обслуживания.

Цель достигается благодаря тому, что машина снабжена устройством для коррекции нуля нагрузки, состоящим из каретки, служащей для установки на ней фотодиодов и имеющей упор,ко торый установлен в положении, соответствующем нулевой нагрузке, с возможностью зацепления со шторной,обеспечиваксаего перемещение каретки в од868454 ну сторону, механизма перемещения каретки, включающего установленные на линейке электромагнит, взаимодействующий с ним первый рычаг, подпружиненный второй рычаг, который устайовлен на корпусе с возможно"тью взаимодействия с первым рычагом при включенном электромагните и служит для перемещения каретки в другую сторону, и блока управления, подключенного к цепи управления реверсированием, причем цепь питания электромагнита подключена к блоку управления с возможностью включения электромагнита при разгрузке образца.

На фиг. 1 представлена машина, общий вид; на фиг. 2 — двухкоординат- 1$ ный управляющий и регистрирующий прибор; на фиг. 3 — разре — А-А на фиг. 2, на фиг. 4 — вид Б на фиг.2.

Машина содержит две колонны 1, установленные на них неподвижную yg траверсу 2 и подвижную траверсу 3, захваты 4 и 5 для испытуемого образца 6, динамометр 7, включенный в цепь измерения нагрузки (не показана) реверсируемый силовозбудитель,включающий электродвигатель 8, редуктор

9 и винт 10, цепь управления реверсированием силовозбудителя (не показана). На одной из колонн 1 установлены два микровыключателя 11 электродвигателя 8, предназначенные для ог- ЗО раничения хода траверсы 3. Двухкоординатный управляющий и регистрирующий прибор включает корпус "2, задатчики экстремальных нагрузок цикла в виде фотодиодов 1 3 и 14, включенных35 в цепь управления реверсированием силовозбудителя, линейку 15, с закрепленной на ней шторкой 16, служащей для перекрытия фотодиодов 13 и 14, привод линейки 15 (не показан), подключенный к цепи измерения нагрузки.

Устройство для коррекции нуля нагрузки состоит иэ каретки, служащей для установки на ней фотодиодов 13, 14 и имеющей упор 17,. который установлен в положении, соответствующем нулевой нагрузке с возможностью зацепления со шторкой 16, обеспечивающего перемещение каретки в одну сторону механизма перемещения каретки и блока управления. Каретка образована установленными в отверстиях 18 боковых пластин 19 стержнями 20,параллельными направляющей 21 линейки

15, и двумя корпусами 22 и 23 для установки фотодиодов 13 и 14,имеющих 55 возможность для установочного перемещения по стержням 20.

Механизм перемещения каретки включает установленные на линейные 15 электромагнит 24, взаимодействующий @ с ним первый рычаг 25, и подпружиненный второй рычаг 26, который установлен на корпусе 12 с воэможностью взаимодействия с первым рычаг(м 25 при включенном электромагните 24 и служит для перемещения каретки в другую сторону. Блок управления (не показан) подключен к цепи управления реверсированием. Рычаг 25, установленный на оси 27, имеет плечо с плоским концом 28 и плечо с рабочим концом 29, вес которого больше веса плеча с плоским концом.

На корпусе 12 установлен выключатель 30 для отключения машины от сети питания.

Цепь питания электромагнита 24 (не показана) подключена к блоку управления с возможностью включения электромагнита 24 при раэгоузке образца 6.

Рычаг 26 ус ановлен на оси 31 и имеет ограничитель 32 поворота.

Машина работает следующим образом.

В исходном положении линеика 15 устанавливается в положение, при котором правая кромка шторки 16 касается левой плоскости упора 17 (фиг.2), В указанном положении нуль двухкоординатного прибора совпадает с правой кромкой шторки 16, а отсчет величины нагрузки производится от левой плоскости упора 17.

Корпус 22 каретки закреплен на стержнях 20 в положении, в котором фотодиод 14 закрывается шторкой 16 после прохождения ее правой кромки от нуля до отметки максимальной нагрузки.

Нагружение образца б растягивающим усилием осуществляется при перемещении траверсы 3 вниз. При этом сигнал от динамомстра 7 поступает к приводу линейки 15 и последний перемещает линейку 15 налево. В тот момент, когда шторка 16 перекрывает фотодиод 14, происходит реверсирование электродвигателя 8, и подвижная траверса 3 движется вверх, разгружая образец б, а линейка 15 перемещается пропорционально сигналу динамометра

7 направо до тех пор, пока правая кромка шторки 16 не перекроет фотодиод 13, после чего цикл нагружения повторяется.

Вследствие того, что положение фотодиода 13 не совпадает с нулем нагрузки, т.е. с левой плоскостью упора 17, разгрузка образца б осуществляется до некоторой малой по величине нагрузки, определяемой расстоянием между фотодиодом 13 и левон плоскостью упора 17.

Если бы дотодиод 13 был бы установлен точно на нулевой отметке, то малейший дрейф нуля двухкоординатного прибора налево сделал бы невозможным закрытие фотодиода 13 шторкой 16, что привело бы к остановке линейки

15, поскольку с динамометра 7 поступал бы сигнал, соответствующий нулевой нагрузке.

868454

Во время циклического нагружения образца 6 может происходить дреиф нуля двухкоординатного прибора.

Блок управления периодично, через заданные равные промежутки времени, называемые периодом между коррекциями, вырабатывает сигнал для осущестн5 ленив цикла нагружения, во время которого производится корректирование нуля нагрузки и перестроика цепи управления реверсиронанием силонозбудителя на выполнение такого цикла, а также отсчитывает заранее определенное время — время для совмещения нулеи, — необходимое для сонмещения ну леи нагрузки и двухкоординатного прибора, и по истечении этого времени, 15 выдает команду цепи управления ре— версированием на работу машины по обычному циклу нагружения.

Началом отсчета времени для совмещения нулей является момент пере- .QQ крытия фотодиода 13 шторкой 16.

После выдачи блоком управления сигнала на коррекцию и первого следующего за этим сигнала от фотодиода 14 подается питание на электро- э5 магнит 24 механизма перемещения каретки, который притягинает к себе плоский конец 28 рычага 25. Ври этом рабочий конец 29 поднимается вверх.

При движении линейки 15 направо рычаг

25 рабочим концом 29 зацепляет за подпружиненный рычаг 26 и поворачивает его на оси 31 против часовой стрелки. Рычаг 26 касается корпуса

22 и перемещает каретку влево до тех пор, пока рычаги 26 и 25 не выходят из зацепления, после чего рычаг 26 возвращается в исходное положение.

При дальнейшем движении направо линейки 15 шторка 16 закрывает фотодиод 13, а блок упранления начинает 4Q отсчет времени для совмещения нулей.

При перекрытии шторкой 16 фотодиода 13 при коррекции нулей не производится реверсирование электродвигателя 8, а происходит дальнейшее 45 перемещение линейки 15 вправо, пропорционально сигналу от динамометра

7. При этом первая кромка шторки.16 уже закрывшей фотодиод 13, достигает левой плоскости упора 17, линеика

15 толкает каретку вправо до тех пор, пока образец 6 не окажется полностью разгружен, и линейка не остановится по сигналу от динамометра 7.

Траверса 3 продолжает после этого движение вверх до истечения времени на совмещение нулей. Вслед за этим моментом блок управления вырабатывает команду цепи управления реверсированием на выполнение циклов нагружения без коррекций нулей, по которой щ отключается питание электромагнита

24 и происходит реверс электродвигателя 8.

Формула изобретения

Машина для испытании на усталость, содержащая ренерсируемыи силонозбудитель, цепь управления ренерсиронанием силовозбудителя, динамометр,включенный в цепь измерения нагрузки, двухкоординатныи управляющий и регистрирующий прибор, нключающии корпус, задатчики экспериментальных нагрузок цикла н виде фотодиодон, включенных в цепь управления ренерсированием силовозбудителя, линейку с закрепленной на неи шторкой, служащей для перекрытия фотодиодов, и привод линейки, подключенныи к цепй измерения нагрузки, о r л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цеЛью снижения трудоемкости обслуживания, она снабжена устройством для коррекции нуля нагрузки,состоящим из каретки, служащей для,установки в ней фотодиодов и имеющей .упор, который установлен в положении, соответствующем нулевой нагрузке, с возможностью зацепления со шторкой, обеспечивающего перемещение каретки в одну сторону, механизма перемещения каретки, включающего установленные на линейке электромагнит, взаимодействующий с ним первый рычаг, В том случае, если суммарная величина коррекции нуля нагрузки окажет- 65 ся больше допустимой лля усгр<>исти, для коррекции нуля нагрузки, производится автоматическое выключение машины.

Если н результате ряда коррекци 1 нуля каретка сместится в свое êðà»нее левое положение, нуль нагрузки может оказаться левее фотодиода 14.

В этом случае после команды на коррекцию линейка 15 остановится по сигналу от динамометра 7 левее фотодиода 14, а траверса 3 будет подниматься вверх до микровыключателя 11, после чего произойдет остановка электродвигателя 8.

Если н процессе коррекций каретка сместится н краинее правое положение, нуль нагруз ки может оказаться правее выключателя 30. Тогда,при очередной коррекции, каретка, перемещаясь впрано, достигнет выключателя

30 корпусом 23, и проиэоидет отключение от сети днухкоордииатного при— бора, а траверса 3 поцнимется вверх до микровыключателя 11.

При разрушении образца, происходящем в полуцикле нагружения, траверса 3 опускается вниз до микроныключателя 11.

Машина мо,кет быть оснащена нагревательным устроистном для осуществления температурных испытаний.

Применение машины для испытании на усталость позволяет проводить эксперименты без вмешательства аппарата с целью коррекции нуля при заданном уровне допустимого дрейфа.

868454 подпружи енный второй рычаг, который установлен на корпусе с воэможностью взаимодействия с первым рычагом при включенном электромагните и служит для перемещения каретки в другую сторону, и блока управления, подключенного к цепи управления реверсированием, причем цепь питания электромагнита подключена к блоку управления с возможностью включения электромагнита при разгрузке образца, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 249709, кл. G 01 N 3/32, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2549670/25-28, кл. G 01 И 3/32, 1977 (прототип).

868454

А-А z gq ы го

ВоВ Б

Составитель A.Çàéöåâ

Редактор Е.Лушникова ТехредЛ.Пекарь Корректор Г. Решетник

Заказ 8307/56 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4