установка для испытания образцов материалов при осевом нагружении

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ОСЕВОМ НАГРУЖЕНИИ, содержащая основание, смонтированные на нем механизм возвратно-поступательного перемещения с толкателем, пассивный и активный захваты образца, ударник, взаимодействующий с активным захватом, и силовую пружину, отличающаяся тем, что она снабжена рамой, связанной с толкателем и несущей дополнительный ударник, двумя дополнительными рамами, первая из которых установлена на основании с возможностью возвратно-поступательного перемещения и на ней закреплен первый из упомянутых ударников, а вторая размещена в направляющих первой с возможностью взаимодействия с дополнительным ударником, вторым, закрепленным на основании соосно с первым пассивным захватом и вторым активным захватом, расположенным с возможностью взаимодействия с второй дополнительной рамой, дополнительной силовой пружиной, размещенной между дополнительными рамами, зубчатыми рейками, закрепленными на основной и первой дополнительной рамах, и зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении с зубчатыми рейками и установленными на основании посредством осей, расположенных в пазах опор, причем основная силовая пружина смонтирована с возможностью взаимодействия с первым активным захватом и дополнительным ударником.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для одновременного испытания образцов материалов при осевом нагружении.

Известна схема машины с возбуждением нагрузок эксцентриковым механизмом для испытания на усталость при осевом нагружении, содержащая основание, механизм возвратно-поступательного перемещения с толкателем, силовые пружины и образец с захватами.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является установка для испытания образцов на прочность при повторном удаpном нагружении, содержащая основание, смонтированные на нем механизм возвратно-поступательного перемещения с толкателем, пассивный и активный захваты образца, ударник, взаимодействующий с активным захватом, и силовую пружину.

Недостатком указанных устройств является необеспечение одновременного испытания двух образцов на сжатие и ударное сжатие в каждом цикле.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний не только одного образца на повторное ударное сжатие, но и двух образцов на сжатие и ударное сжатие в каждом цикле и повышение производительности за счет обеспечения одновременных испытаний двух образцов.

Цель изобретения - обеспечение испытаний не только одного образца на повторное ударное сжатие, но и двух образцов на сжатие и ударное сжатие в каждом цикле и повышение производительности за счет обеспечения одновременных испытаний двух образцов.

Это достигается тем, что установка для испытания образцов материалов при осевом нагружении, содержащая основание, смонтированные на нем механизм возвратно-поступательного перемещения с толкателем, пассивный и активный захваты образца, ударник, взаимодействующий с активным захватом, и силовую пружину, снабжена рамой, связанной с толкателем и несущей дополнительный ударник, двумя дополнительными рамами, первая из которых установлена на основании с возможностью возвратно-поступательного перемещения и на ней закреплен первый из упомянутых ударников, а другая размещена в направляющих первой с возможностью взаимодействия с дополнительным ударником, вторым, закрепленным на основании соосно первому пассивным захватом, и вторым активным захватом, расположенным с возможностью взаимодействия со второй дополнительной рамой, дополнительной силовой пружиной, размещенной между дополнительными рамами, зубчатыми рейками, закрепленными на основной и первой дополнительной рамах, и зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении с зубчатыми рейками и установленными на основании посредством осей, расположенных в пазах опор, прием основная силовая пружина смонтирована с возможностью взаимодействия с первым активным захватом и дополнительным ударником.

На чертеже изображена схема предлагаемой установки.

Установка содержит основание 1, закрепленные на нем пассивные захваты 2 и 3 образцов 4 и 5, активные захваты 6 и 7 этих образцов, раму 8, установленную на основании 1 с возможностью осевого перемещения и состоящую из двух стержней, соединенных пленками 9 и 10, при этом планка 10 имеет ударник 11, силовую пружину 12, одним концом взаимодействующую с активным захватом 6 образца 4, а другим - с ударником 11 рамы 8. Кроме того, устройство включает раму 13 с ударником 14, установленную на основании 1 с возможностью осевого перемещения и взаимодействующую ударником 14 с активным захватом 6, раму 15, расположенную в раме 13 и на активном захвате 6 с возможностью осевого перемещения и взаимодействующую одной стороной с ударником 11 рамы 8, а другой - с активным захватом 7 образца 5, силовую пружину 16, установленную соосно образцам 4 и 5 и взаимодействующую одним концом с рамой 13, а другим - с рамой 15, зубчатые рейки 17 и 16, жестко прикрепленные соответственно к рамам 8 и 13, зубчатые колеса 19, установленные на основании 1 посредством осей 20, расположенных в пазах 21 опор 22, и находящиеся в зацеплении с зубчатыми рейками 17 и 18, выключателями 23 и 24, установленные на основании и служащие для управления по известной электрической схеме электромагнитными фиксаторами 25, установленными с возможностью перемещения вдоль основания, якоря 26 электромагнитных фиксаторов, выполненные в виде клиновидных кулачков, утопляющихся при действии на них пленки 9, установленный на основании привод 27, состоящий из мотор-редуктора, и соединенные с ним последовательно кривошипный диск 28, толкатель 29, состоящий из двух частей, соединенных между собой, с возможностью изменения его длины и ползун 30, соединенный другим концом с рамой 8 и перемещающий ее только в одном направлении.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают образец 4 в захват 2 и основание 1, а затем образец 5 в захваты 3 и 7. Устанавливают радиус крепления толкателя 29 к кривошипному диску 28, соответствующий требуемому усилию в пружине 12. При крайнем правом (по чертежу) положении ползуна 30 устанавливают длину толкателя 29 такой, чтобы головка ползуна 30 упиралась в выключатель 23 при его срабатывании и между головкой ползуна и планкой 9 оставался зазор такой величины, чтобы не происходило удара планкой 9 по головке ползуна 30 при ударном нагружении образца 5. В момент воздействия на выключатель 23 головкой ползуна 30 при его срабатывании якоря 26 втягиваются в гнезда электромагнитных фиксаторов 25.

Включают привод 27, который, вращая диск 28, перемещает влево (по чертежу) связанные между собой толкатель 29, ползун 30 и раму 8, которая, сжимая пружину 12, через активный захват 6 нагружает образец 4 сжатием. Одновременно рама 8 через зубчатые рейки 17 вначале смещает каждую ось 20 до упора в торец паза 21, при этом зубчатые колеса катятся по зубчатым рейкам 18. А после этого под действием зубчатых реек 17 зубчатые колеса 1 начинают вращаться вокруг своих осей 20 и посредством зубчатые реек 18 перемещают раму 13, которая сжимает пружину 16 вправо.

Пружина 16 через планку рамы 15 и активный захват 7 нагружает образец 5 сжатием. При движении рамы 8 влево якоря втянуты в гнезда электромагнитных фиксаторов 25. При подходе рамы 8 в крайнее левое положение планка 9 (на чертеже в этот момент показана пунктиром) воздействует на выключатель 24, электромагнитные фиксаторы 25 обеспечиваются, якоря 26 выходят из своих гнезд и останавливают планку 12, а вместе с ней раму 8 и раму 13. При движении ползуна 30 в крайнее правое положение образцы 4 и 5 находятся под нагрузкой, так как обе пружины сжаты. При подходе ползуна 30 в крайнее правое положение последний воздействует на выключатель 23. При этом включаются электромагнитные фиксаторы 25, якоря 26 втягиваются в гнезда, планка 9 освобождается от фиксаторов и рамы 8 и 13 под действием усилий своих пружин резко возвращаются обратно. В этот момент образцы 4 и 5 разгружаются. Рама 13 посредством ударника 14 через активный захват 6 наносит ударное сжатие по образцу 4, а рама 8 после этого переместит оси 20 в прежнее положение и нанесет независимо от рамы 13 ударное сжатие по образцу 5 посредством ударника 11 через раму 15 и активный захват 7. После этого нагружение образцов циклически повторяется.

Установка обеспечивает испытание только образца 4 или только образца 5. В этом случае вместо отсутствующего образца устанавливают стержень - заменитель образца.

Установка обеспечивает испытание образцов 4 и 5 на длительную прочность при постоянной во времени нагрузке. Для этого обесточивают электромагнитные фиксаторы 25 в тот момент, когда они смогут удержать планку 9, а вместе с ней и рамы 8 и 13 и оставляют обесточенными на все время испытания образцов и отключают привод 27. Периодически поджимают пружины 12 и 16 перемещением соответственно планки 10 и планки рамы 15, если в пружинах усилия со временем уменьшатся.

При снятии с установки электромагнитных фиксаторов 25 образцы 4 и 5 испытывают на усталостное сжатие (при отсутствии выдержки образцов под нагрузкой в каждом цикле и с равными скоростями нагружения и разгрузки) при отнулевом цикле.

Установка обеспечивает испытание образца 4 на усталостное сжатие, а образца 5 - на циклическое ударное сжатие. Для этого снимают пружину 16 и, вращая кривошипный диск 28, перемещают рамы 8 и 13 настолько, чтобы между рамой 13 и активным захватом 6 образовался зазор. Затем перемещают планки 9 и 10 относительно стержней рамы 8 путем вращения соответствующих гаек на стержнях до тех пор, пока ударник 11 не коснется рамы 15, а ползун 30 не займет крайнее правое положение. При этом сохраняются установленный зазор между рамой 15 и активным захватом 6, включают привод 27. Нагружение образцов 4 и 5 будет отличаться от нагружения этих образцов при наличии обеих силовых пружин. А именно, при отсутствии пружины 16 образец 5 не будет нагружаться усталостным сжатием, а при наличии установленного зазора между рамой 13 и активным захватом 6 в начале испытания образец 4 не будет нагружаться ударным сжатием.

При отсутствии пружины 16 и наличии зазора между рамой 13 и активным захватом 6 в начале испытания установка обеспечивает испытание только образца 4 на усталостное сжатие или только образца 5 на ударное циклическое сжатие. В этом случае вместо отсутствующего образца устанавливают стержень - заменитель образца. Если вместо образца 5 устанавливают стержень - заменитель, то установка обеспечивает испытание образца 4 на длительную прочность при постоянной во времени нагрузке, а при снятии электромагнитных фиксаторов 25 - на усталостное сжатие (при отсутствии выдержки образцов под нагрузкой в каждом цикле и с равными скоростями нагружения и разгрузки) при отнулевом цикле точно так же, как и при наличии обеих пружин при этих видах нагружения.

Якоря 26 изготовлены в виде клиновидных кулачков для того, чтобы в случае несрабатывания электромагнита не произошло поломки установки. В этом случае якоря 26 утопятся в свои гнезда планкой 9. Для измерения усилий используются типовые динамометры, встроенные в захваты образцов. (56) Авторское свидетельство СССР N 1525539, кл. G 01 N 3/08, 1988.