Гидропульсационная установка для испытания образцов на усталость

 

ОП ИСАЙИ Е

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>92

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.07.80 (21) 2953772)25-28 (51) - М. Кл.э

G 01 N 3/36 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комвтвт (23) Приоритет—

СССР (53) УДК 620.178. .322.4 (088.8) Опубликовано 15.04.82. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 25.04.82 по делам кэооретеннй и открытий

f

I ! (72) Авторы изобретения

И. Д. Абушенков, В. К. Чернецкий, В.

Н. М. Гринберг и Л. Ф. Яков т (71) Заявитель (54) ГИДРОПУЛЬСАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Д,ЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА УСТА,ЛОСТЬ щая подвижный и неподвижный захваты для образца, силовой гидроцилиндр, поршень которого взаимодействует с подвижным захватом, следящий гидроусилитель с золотником, сообшенный с гидроцилиндром, задающее устройство, выполненное в виде регулируемого кулачкового привода, кулачок которого взаимодействует с золотником гидроусилителя, и механизм регулирования величины асимметрии нагрузки на образец.

Последний выполнен в виде дополнительной подвижной гильзы-золотника, охватывающей золотник гидроусилителя, и связанной с гидроцилиндром пространственной рычажной системой с регулируемой длиной рычагов и регулируемым их взаимным расположением (2) .

Недостаток данной установки заключается в малом быстродействии и сложности конструкции, что вызвано использованием в качестве механизма регулирования вели20 чины асимметрии нагрузки дополнительной подвижной гильзы-золотника и соединяюшей ее с гидроцилиндром громоздкой и неизбежно содержащей много люфтов пространственной рычажной системы.

Изобретение относится к технике испытаний материалов на усталость, в частности к гидромеханическим испытательным машинам, и может быть использовано для испытания образцов конструкционных материалов в режиме программного нагружения.

Известен гидромеханический вибратор для испытания образцов на усталость, содержащий захваты для образца, силовой гидроцилиндр, полый поршень которого взаимодействует с одним из захватов, следящий гидрозолотник, расположенный в теле поршня гидроцилиндра, и задающее устройство, выполненное в виде кулачкового привода, кулачок которого взаимодействует с гидрозолотником (1).

Недостаток гидромеханического вибратора заключается в отсутствии возможности регулирования статической составляющей нагрузки на образец, что не позволяет в ряде случаев проводить испытания в условиях, близких к эксплуатационным.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является гидропульсационная установка для испытания образцов на усталость, содержал т

Физико-технический институт низких темнератур

АН Украинской CCP

- -.4

920457

f0

1.5

Формула изобретения

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение конструкции.

Это достигается тем, что в гидропульсационной установке для испытания образцов на усталость, содержащей подвижный и неподвижный захваты для образца, силовой гидроцилиндр, поршень которого взаимодействует с подвижным захватом, следящий гидроусилитель с золотником, сообщенный с гидроцилиндром, задающее устройство, выполненное в виде регулируемого кулачкового привода, кулачок которого взаимодействует с золотником гидроусилителя, и механизм регулирования величины асимметрии нагрузки. Последний выполнен в виде двустороннего клина, размещенного между кулачком и торцом золотника гидроусилителя, привода малых подач клина и узла регистрации перемещения клина.

Кроме того, привод малых подач клина выполнен в виде винтовой пары с дополнительнои кинематнческои цепью и двух упругих аксиальных упоров для ограничения хода винта, длина резьбовой части которого равна ходу клина.

На чертеже изображена схема гидропульсационной установки.

Установка, содержит подвижный и неподвижный захваты 1 и 2 для образца 3, силовой гидроцилиндр 4, поршень 5 которого взаимодействует с захватом 1, следящий гидроусилитель 6 с подпружиненным золотником 7, размещенный в теле поршня 5 и сообщенный с полостями 8 и 9. гидроцилиндра 4 каналами 10 и 11, задающее устройство, выполненное в виде регулируемого кулачкового привода 12, кулачок 13 которого взаимодействует с золотником 7, механизм регулирования величины асимметрии нагрузки, выполненный в виде двустороннего клина 14, размещенного между кулачком 13 и торцом золотника 7, привода 15 малых подач клина и узла регистрации перемещения клина 14, выполненного в виде подпружиненной стрелки 16 и шкалы 17, динамометр 18 и тензометр 19, служащие соответственно для измерения усилий, прикладываемых к образцу 3, и его деформации, служащий для автоматического регулирования асимметрии нагрузки электронный блок

20, электрически связанный с динамометром

l8, тензометром 19 и приводом 15, гидронасос и сливную магистраль (не чертеже не показаны), сообщенные с гидроцилиндром 4 каналами 2! и 22. Привод 15 малых подач клина выполнен в виде винтовой пары, винт 23 которой соединен посредством подвижного шлицевого соединения 24 с электродвигателем 25, а гайка 26 соединена с винтом 23 дополнительной кинематической цепью, состоящей из шестерен 27 — 29, двух аксиальных упругих упоров 30 и 31 для ограничения хода винта и ползуна 32, сое4 диненного с винтом 23 и посредством шарнира 33 — с клином 14.

Уста новка работает следующим образом.

Вращающийся кулачок 13 возбуждает возвратно-поступательное перемещение подпружиненного золотника 7, которое отслеживается поршнем 5 гидроцилиндра 4. При движении золотника 7 вниз он открывает доступ рабочей жидкости от насоса через каналы 21 и 10 в полость 8 гидроцилиндра

4, поршень 5 которого тоже перемещается вниз, вытесняя жидкость из полости 9 через каналы 11 и 22 на слив. При движении золотника 7 вверх поршень 5 тоже движется вверх, при этом жидкость от насоса поступает через каналы 21 и 11 в полость 9, а из полости 8 она вытесняется через каналы 10 и 22 на слив. При этом усилие, прикладываемое к образцу 3, измеряется динамо метром 18, а деформация образца

3 измеряется тензометром 19.

Регулирование величины асимметрии нагрузки, т. е. величины статической составляющей последней, осуществляют путем вклю-. чения электродвигателя 25, вращение от которого через шлицевое соединение 24 передается винту 23 и через шестерни 27 — 29— гайке 26, которая вращается в том же направлении, что и винт 23. Вследствие малой разности скоростей вращения гайки 26 и винта 23 обеспечивается достаточно малая скорость перемещения последнего. Винт 23 перемещает ползун 32 с клином 14, от которого золотник 7 пОлучает дополнительное перемещение в осевом направлении, отслеживаемое поршнем 5. что обеспечивает регулирование величины асимметрии нагрузки, визуальный отсчет которой осуществляется с помощью стрелки 16 и шкалы 17.

Длина рабочей части винта 23 подобрана так, что при крайних рабочих положениях клина 14 гайка 26 выходит из зацепления с винтом 23, тем самым автоматически предотвращается поломка механизма привода

15 в аварийной ситуации. При реверсе винта 23 он автоматически опять входит в зацепление с гайкой 26 под воздействием одного из упругих упоров 30 или 31. Автоматическое или программированное регулироние величины асимметрии нагрузки осуществляют от электронного блока 20, электрически соединенного с электродвигателем 25, тензометром 19 и динамометром !8.

Изобретение позволяет проводить испытания образцов на усталость при повышенных частотах и обеспечивает автоматизацию регулирования величины асимметрии нагрузки в процессе работы установки.

1. Гидропульсационная установка для испытания образцов на усталость, содержа920457

11

ВНИИПИ Заказ 2322 43 Тираж 883 Подлисиое

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 щая подвижный и неподвижный !захваты для образца, силовой гидроцилиндр, поршень которого взаимодействует с подвижным захватом, следящий гидроусилитель с золотником, сообщенный с гидроцилиндром, задающее устройство, выполненное в виде регулируемого кулачкового привода, кулачок которого взаимодействует с золотником гидроусилителя, и механизм регулирования величины асимметрии нагрузки на образец, отличающаяся тем, что, с целью повышенйя быстродействия и упрощения конструкции, механизм регулирования величины асимметрии нагрузки выполнен в виде двустороннего клина, размещенного между кулачком и торцом золотника гидроусилнтеля, привода

6 малых подач клина и узла регистрации перемещения клина.

2. Установка по и. 1, отличающаяся тем, что привод малых подач выполнен в виде винтовой, пары с дополнительной кинематической цепью и двух упругих аксиальных упоров для ограничения хода винта, длина резьбовой части которого равна ходу клина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Школьник Л. М. Методика усталостных испытаний. М., «Металлургия», 1978, с. 190, рис. 1066.

2. Авторское свидетельство СССР № 672539, кл. G О1 N 3/36, 1975 (прототип).