Установка для испытания материалов на кавитационное разрушение

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОе СНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1i ii 875264

Союз Советскик

Социалистические

Реснублик (6! ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22)Заивлено 11,02.80 (21) 2881916/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (28) П риоритет (51}M. Кл, 6 Ol N 3/56 Ъеудеротеенный комитет

СССР но делом нзооретеиий и открытий

Опубликовано 23.10.81 ° Бюллетень № 39 (53) УДК 620.178. .16(088.8) Дата опубликования описания 23.1О.81 станция НАТИ (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

НА КАВИТАЦИОННОЕ РАЗРУШЕНИЕ

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях различных материалов на стойкость против кавитационного разрушения.

Известна установка для испытания ,материалов на кавитационное разрушение, содержащая цилиндрическую камеру с рабочей абразивной средой, держатель образца, размещенный в среде, 10 генератор импульсов и счетчик импульсов (1).

Недостатком этой установки является низкое качество испытаний из"за недостаточной точности воспроизве15 дения в лабораторных условиях кавитационных режимов, характерных для работы гидромашин в условиях эксплу" атации.

Кроме того, установка не позволяет воспроизводить кавитационное разрушение, сказываемое на материал единичным кавитационным ударом жидкости, содержащей абразивные примеси.

Цель изобретения — повышение качества испытаний.

Эта цель достигается тем, что установка снабжена размещенным коаксиалько камере стаканом с лопатками по внутренней его поверхности, со стороны держателя образца, приводом вращения стакана, стойками, жестко закрепленными перпендикулярно на дне: камеры внутри стакана, плитой, размещенной на стойках с возможностью относительного перемещения, двумя экранами, установленными на плите со сто.роны держателя образца с возможностью перемещения по ее поверхности, разрядником, размещенным на плите между экранами и электрически связанным с генератором импульсов, и приводом вращения держателя образца, электрически связанным с генератором импульсов.

На чертеже представлена установка, общий вид.

875264

Установка содержит камеру 1, заполненную абразивной средой 2 с абразивом 3. Внутри камеры 1 размещен стакан 4, верхняя часть которого соединена с валом 5 привода 6 вращенье стакана. В основании 7 камеры 1 выполнено отверстие для вала 8, одним концом кинематически связанного с приводом 9 держателя 10 образца На стойках 11 и 12, закрепленных на основании о

7, установлена плита 13, которая может перемещаться по указанным стойкам относительно основания 7 камеры и фиксироваться в заданном положении стопорами 14 и 15. На плите 13 выполнены направляющие (на чертеже не показаны1 для двух экранов 16 и 17, которые с помощью приводов 18 и 19, установленных на подвижной плите 13, могут перемещаться по этим направляющим.

На плите 13 между экранами 16 и 1.7 размещен разрядник, содержащий два электрода 20 и 21, закрепленных в держателях 22 и 23, устаноВленных на пли1 те 13. Установка содержит также генератор 24 импульсов, подключенный к электродам 20 и 21 и имеющий счетчик

25 импульсов. Испытываемый образец

26 закрепляется на держателе 10 образцов. В качестве привода 9 держателя образца может быть установлен шаговый электродвигатель, цепь управления которого через элемент 27 задержки подключена к генератору 24 импульсов.

На внутренней поверхности стакана

4 закреплены лопатки 28. Для доступа к приводам 18 и 19, а также к стопорам 14 и 15 в стакане 4 выполнены

40 окна (на чертеже не показаны). Экраны

16 и 17 выполнены в виде пластин с плоскими или криволинейными стенками.

Установка работает следующим образом.

Перед началом испытаний подвижную плиту 13 опускают и фиксируют на стойках 11 и 12, так, чтобы между экранами 16 и 17 и поверхностью образца 26 оставался минимальный зазор, обеспечивающий беспрепятственное вращение образца 26; Перемещая электроды 20 и 21 в держателях 22 и 23 и сами держатели 22 и 23 по подвижной плите 13, устанавливаю г необходимое 55 положение электродов 20 и 21 относительно поверхности образца 26. С по1мощью приводов 18 и 1 9 экраны 16 и

17 располагают на заданном расстоянии от электродов 20 и 21.

Включают привод 6, вращающий стакан 4, лопатки 28 которого перемеши" вают абразив 3. При подаче импульса от генератора 24 между электродами

20 и 21 образуется электрический разряд, создающий в жидкости сферическую волну, распространяющуюся по всем

/ направлениям. Отразившись на экранах

1 8 и 1 7, сферические волны складываются в определенном месте, вызывают локальное повышение давления, формирующее кумулятивную струю жидкости, направленную на испытываемый образец.

Под действием этой кумулятивной струи в сочетании с абразивом 3 образец 26 подвергается кавитационному разрушению. После окончания удара кумулятивной струи привод 9 под действием импульса, поступающего на его цепь управления через элемент 27 задержки, поворачивает испытываемый образец 26 на определенный угол, подготавливая образец 26 для следующего удара кумулятивной струи жидкости.

Осуществив заданное число ударов, регистрируемое по счетчику 25 импульсов, испытываемый образец 26 вынимают из камеры !. При этом на испытываемом образце образуются распеложенные по окружности впадины от единичных воздействий кавитационных ударов. Измеряя параметры впадин, оценивают стойкость материала против кавитационного разрушения. Интенсивность воздействия кавитационного удара кумулятивной струи жидкости удобно предварительно подбирать экспериментально на образце из мягкого пластичного материала, например свинца, обладающего малой стойкостью против кавитационного разрушения. При этом величина впадин пропорциональна силе удара, которая зависит от расстояния экранов 16 и

17 до электродов 20 и 21 и от расстояния от электродов до поверхности образца 26. Изменяя эти расстояния, а также энергию разряда, можно добиться требуемой силы удара.

Технико-экономический эффект от внедрения предложенной установки состоит в повьппении долговечности гидромашин, работающих в условиях кавитационного разрушения.

Формула изобретения

Установка для испытания материалов на кавитационное разрушение, 675264

ВНИИПИ Заказ 9323!68 Тираж 910 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород» ул. Проектная, 4 содержащая цилиндрическую камеру с рабочей абразивной средой, держатель образца, размещенный в среде, генератор импульсов и счетчик импульсов, отличающаяся тем, что, с целью повьпрения качества испытаний, она снабжена размещенным коаксиально камере стаканом с лопатками по внутренней его поверхности со стороны держателя образца, приводом вращения стакана, стойками, жестко закрепленными перпендикулярно на дне камеры внутри стакана, плитой, размещенной на стойках с возможностью относительного перемещения, двумя зкранами, установленными на плите со стороны держателя образца с возможностью перемещения по ее поверхности, разрядником, размещенным на плите между экранами и электрически авязанным с генератором импульсов, и приводом вращения держателя образца, электрически связанным с генератором импульсов °

1О Источники информации; принятые во внимание при экспертизе 1. Киэпп Р. и др. Кавитация. М., "Мир", 1974, с. 450, фиг. 9, 8 (про тотип).