устройство для усталостных испытаний образцов на изгиб

Формула изобретения

Устройство для усталостных испытаний образцов на изгиб, включающее электродвигатель, который крепится на станине, клиноременную передачу, обеспечивающую передачу крутящего момента от электродвигателя через шкивы на вал, червячный редуктор-счетчик для регистрации циклов нагружения, связанный со шкивом, систему рычагов, толкателей и зажимов, отличающееся тем, что оно снабжено эксцентриковым механизмом, соединенным через подшипниковый узел с валом, причем эксцентриковый механизм выполнен в виде двух последовательно насаженных на вал эксцентриков, расположенных относительно друг друга на 180°, на которых на прессовой посадке установлены подшипники, а каждый узел, включающий эксцентрик и подшипник, помещен в кассету, к которой на резьбе присоединены толкатели, воздействующие на рычаги, которые, поворачиваясь относительно осей, размещенных на балке, воздействуют на зажимы, предназначенные для крепления образца, изгибая его.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к определению механических свойств материалов и может быть использовано для определения усталостных свойств материалов в научно-исследовательских лабораториях.

Известна инерционная машина типа УКВ-180 (Кудрявцев И.В. и др. Усталость крупных деталей машин. - М.: Машиностроение, 1981. С 15. Рис.5), предназначенная для испытаний на усталость при изгибе образцов в одной плоскости по симметричному циклу. Машина УКВ-180 имеет: станину, представляющую собой сварную коробчатую конструкцию, колебательную систему, состоящую из двух вертикальных маятников, к которым крепят образец, опирающийся на станину через цилиндрические пружины, механический эксцентриковый вибратор ненаправленного действия, ось вибратора, соединенную гибким шлангом с осью электродвигателя.

Недостатком машины является сложность конструкции нагружаемой системы.

Известно устройство, близкое по технической сущности и достигаемому результату к изобретению и принятое за прототип (Авдеев Б.А. Техника определения механических свойств материалов. - М.: Машиностроение, 1965. С.316. Рис.189). Это МУИ - 6000, предназначенная для испытания образцов чистым изгибом при вращении. Машина имеет чугунную станину, на которой размещены два барабана на опорных подшипниках. В корпусе каждого барабана имеется шпиндель с находящейся внутри него конусной цангой, служащей для закрепления образца. Вращение шпинделя осуществляется электродвигателем через клиноременную передачу и гибкий валик. Для регистрации числа циклов (оборотов образца) установлен счетчик на корпусе червячного редуктора. В каждом барабане расположены призмы, посредством которых передается нагрузка на образец. Нагружающий механизм состоит из рычага с подвижным грузом, который перемещается вращением маховика.

Основные недостатки машины - сложность конструкции из-за нестандартных изделий, которые часто требуется заменять; индикаторов для поверки крепления образцов; применение большого количества рычагов и механизмов для обеспечения нагружения образца.

Изобретение направлено на упрощение конструкции устройства для усталостных испытаний образцов на изгиб.

Поставленная задача решается тем, что устройство для усталостных испытаний образцов на изгиб, включающее электродвигатель, который крепится на станине, клиноременную передачу, обеспечивающую передачу крутящего момента от электродвигателя через шкивы на вал, червячный редуктор-счетчик для регистрации циклов нагружения, связанный со шкивом, систему рычагов, толкателей и зажимов, снабжено эксцентриковым механизмом, соединенным через подшипниковый узел с валом, причем эксцентриковый механизм выполнен в виде двух последовательно насаженных на вал эксцентриков, расположенных относительно друг друга на 180°, на которых на прессовой посадке установлены подшипники, а каждый узел, включающий эксцентрик и подшипник, помещен в кассету, к которой на резьбе присоединены толкатели, воздействующие на рычаги, которые, поворачиваясь относительно осей, размещенных на балке, воздействуют на зажимы, предназначенные для крепления образца, изгибая его.

Отличием от прототипа является то, что устройство снабжено эксцентриковым механизмом, выполненным в виде двух последовательно насаженных на вал эксцентриков, расположенных относительно друг друга на 180°, на которых на прессовой посадке установлены подшипники, и каждый узел, включающий эксцентрик и подшипник, помещен в кассету, к которой на резьбе присоединены толкатели, воздействующие на рычаги, которые, поворачиваясь относительно осей, размещенных на балке, воздействуют на зажимы, предназначенные для крепления образца, изгибая его.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства для усталостных испытаний образцов на изгиб критерию «новизна».

Технический результат предложенного изобретения обеспечен тем, что за счет эксцентрикового механизма и сопрягаемой с ним системы нагружения, упрощена конструкция устройства для усталостных испытаний образцов на изгиб.

Анализ патентной и научно-технической информации не позволил выявить источники, содержащие сведения об известности совокупности существенных признаков заявляемого изобретения, что свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена кинематическая схема устройства для усталостных испытаний образцов, на фиг.2 показан вид сбоку, на фиг.3 - продольный разрез эксцентрикового механизма, на фиг.4 - вид сбоку фиг.3.

Устройство для усталостных испытаний образцов на изгиб включает электродвигатель 1, который крепится на нижней площадке станины 2. Крутящий момент от электродвигателя посредством клиноременной передачи 3 через шкивы 4, 5 передается на вал 6, а далее через подшипниковый узел 7 эксцентриковому механизму 8, выполненному в виде 2-х последовательно насаженных на вал эксцентриков, расположенных относительно друг друга на 180°. Затем движение посредством эксцентрикового механизма преобразуется в поступательное движение толкателей 9, 10, которые воздействуют на рычаги 11, 12. Рычаги, поворачиваясь относительно осей 13, 14, размещенных на балке 15, воздействуют на зажимы 16, 17, которые предназначены для крепления образца 18. Рычаги также способны перемещаться по осям 19, 20.

Плавность работы всего устройства обеспечивается цилиндрическими пружинами 21, 22, находящимися на одних осях с рычагами. Регулировка пружин осуществляется гайками 23, 24, которые, вращаясь, через шайбы 25, 26, воздействуют непосредственно на пружины.

Для регистрации циклов нагружения имеется редуктор-счетчик 27, который через эластичную муфту 28 связан со шкивом 5.

В случае консольного нагружения образцов предлагаемое устройство снабжено приспособлением 29.

Эксцентриковый механизм 8 содержит эксцентрики 30, 31, на которых на прессовой посадке установлены подшипники 32, 33, а каждый узел помещен в кассеты 34, 35, к которым при помощи резьбы присоединены толкатели 9, 10, и закрывается крышками 36, 37 при помощи винтов 38. Весь механизм поджимается шайбой 39 и гайкой 40.

Без консольного нагружения образца заявляемое устройство работает следующим образом: образец 18 закрепляется в зажимах 16, 17 при снятом приспособлении 29. Включается электродвигатель 1, начинает вращаться шкив 4, а затем посредством клиноременной передачи 3 шкив 5. Вращаясь, шкив 5 посредством вала 6 передает движение через эластичную муфту 28 редуктору-счетчику 27, который фиксирует количество циклов, а также через подшипниковый узел 7 эксцентриковому механизму 8.

Эксцентриковый механизм 8 преобразует вращательное движение вала 6 в поступательное движение толкателей 9, 10, которые, воздействуя на рычаги 11, 12, заставляют их поворачиваться относительно осей 13, 14, размещенных на балке 15. Рычаги, поворачиваясь, посредством зажимов 16, 17 воздействуют на образец 18, изгибая его. Тем самым осуществляются усталостные испытания образца 18.

Цилиндрические пружины 21, 22, находящиеся на одних осях 19, 20 с зажимами, обеспечивают плавность работы всего устройства, за счет погашения резких толчков рычагов 11, 12.

В случае консольного нагружения образца устанавливается приспособление 29, где фиксируется образец. Принцип работы устройства аналогичен вышесказанному.

Использование данного устройства за счет упрощения конструкций, а также наличия стандартных взаимозаменяемых деталей, позволяет сократить затраты, связанные с его изготовлением, а также ремонтом деталей, вышедших из строя.