Установка для испытания образца материала на усталость

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения испытаний как на ударное сжатие , так и на совместное испытание образца на циклическое сжатие и ударное сжатие с различной частотой испытания. Установка содержит кривошипно-шатунный механизм , установленный на основании 1 и через пружину 15 периодически сжимающий образец 20. Привод 6 через цепь 8 вращает ротор 3, который поочередно бойками 4 поворачивает рычаг 18 относительно сио 17. При этом растягивается пружина 19. При выходе бойка 4 из контакта с рычагом 18 последний возвращается в исходное положение усилием пружины 19 и создает ударное сжатие образца 20. Ударное усилие регулируют вращением бойков 4 перед началом испытания . Жесткость нагружения регулируют в ходе испытания вращением стержня 22 с упорами 25, изменяющими число деформируемых витков пружины 19. 3 ил. s Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 N 3/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTÎPCКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825572/28 (22) 15.05.90 (46) 15.06.92. Бюл. ¹ 22 (71) Ухтинский индустриальный институт (72) В,П.Власов (53) 620.178 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

M 1525539, кл. G 01 N 3/08, 1988. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦА МАТЕРИАЛА НА УСТАЛОСТЬ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения испытаний как на ударное сжатие, так и на совместное испытание образца на циклическое сжатие и ударное сжатие с различной частотой испытания. Установка

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для совместного испытания образца материала на циклическое сжатие и ударное сжатие с различной частотой испытания.

Известно устройство для динамических испытаний материалов, содержащее основание, закрепленный на основании ротор с бойком, образец с захватами, силовые пружины и привод.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является установка для испытания образцов на прочность при повторном ударном нагружении, содержащая основание, захваты образца, нагружающее приспособление, включающее кривошипно-шатунный механизм, соеди„,5U„„1741013 А1 содержит кривошипно-шатунный механизм, установленный на основании 1 и через пружину 15 периодически сжимающий образец 20. Привод 6 через цепь 8 вращает ротор 3, который поочередно бойками 4 поворачивает рычаг 18 относительно сио 17.

При этом растягивается пружина 19. При выходе бойка 4 из контакта с рычагом 18 последний возвращается в исходное положение усилием пружины 19 и создает ударное сжатие образца 20. Ударное усилие регулируют вращением бойков 4 перед началом испытания. Жесткость нагружения регулируют в ходе испытания вращением стержня 22 с упорами 25, изменяющими число деформируемых витков пружины 19. 3 ил. ненный с одним из захватов образца, и устройство регулирования жесткости нагружения, выполненное в виде стержня, установленного на основании с возможностью вращения, силовой пружины, установленной соосно стержню, упоров, установленных радиально по окружности на боковой поверхности стержня и размещенных между двумя смежными витками силовой пружины.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения испытаний как на ударное сжатие, так и на совместное испытание образца на циклическое сжатие и ударное сжатие с различной частотой испытания.

1741013

Поставленная цель достигается тем, что в установке шатун кривошипно-шатунного механизма выполнен с возможностью изменения длины, нагружающее приспособление имеет закрепленный на основании с помощью оси одноплечий рычаг, соединенный с силовой пружиной и предназначенный для ударного взаимодействия с вторым захватом, образца, кинематически связанный с кривошипно-шатунным механизмом ротор с закрепленными на нем бойками, предназначенными для поочередного взаимодействия с концом одноплечего рычага, цилиндр, жестко установленный на основании, ползун, установленный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного перемещения и связанный с шатуном кривошипно-шатунного механизма, и дополнительную силовую пружину, установленную в цилиндре и взаимодействующую одним концом с ползуном, а другим — с первым захватом образца.

На фиг.1 представлена схема установки, вид спереди; на фиг.2 — вид А на фиг.1; на фиг.3 — вид Б на фиг.1.

Установка содержит основание 1, установленный íà HGM c помощью оси 2 ротор 3, в который ввинчиваются бойки 4 (показан только один) и стопорятся гайками 5.

На основании 1 закреплен привод 6, состоящий из мотор-редуктора, на оси которого закреплена звездочка 7, соединенная бесконечной цепью 8 со звездочкой 9, установленной на оси 2 ротора 3. На оси привода 6 также установлен кривошип 10 с регулируемой точкой крепления шатуна 11 вдоль радиуса. Шатун 11 выполнен в виде двух стержней с резьбовым соединением, предназначенным для изменения длины шатуна. Для стопорения частей шатуна служит гайка 12. Шатун 11 соединен осью 18 с ползуном 14. Ползун 14 вместе с пружиной

15 размещены в цилиндре 16, закрепленном на основании 1.

На основании 1 с помощью оси 17 закреплен рычаг 18, соединенный с силовой пружиной 19, взаимодействующий с образцом 20 и поочередно с бойками 4 ротора 3.

На основании 1 установлен привод 21, состоящий из мотор-редуктора, ось которого соединена со стержнем 22 клиноременной передачей 23. Стержень 22 имеет кольцевой упор 24, взаимодействующий с основанием 1 и предотвращающий осевое перемещение стержня 22 в направлении пружины 19. На другом конце стержень 22 имеет радиальные упоры 25, размещенные по окружности на боковой поверхности стержня и расположенные между двумя смежными витками силовой пружины 19.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 6, который через шатун 11. и ось 13 приводит в возвратно-поступательное движение ползун 14, периодически сжимающий пружину 15. Пружина 15 создает циклическое сжатие образца 20 с частотой, определяемой скоростью вращения кривошипа 10.

Одновременно привод 6 вращает звездочку 7, которая через цепь 8 вращает звездочку 9. Звездочка 9 приводит во вращение ротор 3, который поочередно воздействует бойками 4 на рычаг 18 и поворачивает его относительно оси 17. Рычаг 18 при повороте растягивает пружину 19. При выходе из контакта бойка 4 с рычагом 18 последний возвращается в исходное состояние усилием пружины 19. Рычаг 18 встречается с образцом 20, перемещает его на величину малого зазора "а" с усилием, равным s этот момент усилию в пружине 15, и затем нагружает образец 20 ударным сжатием. После чего к рычагу 18 подходит следующий боек 4 и ударное сжатие образца повторяется с частотой, превышающей частоту циклического сжатия образца под действием пружины 15 в несколько раз (по количеству установленных бойков 4). Кроме того, отношение упомянутых частот может регулироваться выбором передаточного отношения звездочек7и9.

Таким образом, на циклическое сжатие образца 20 под действием пружины 15 накладывается ударное сжатие под действием рычага 18. При этом суммарное напряжение в момент удара остается постоянным при испытании образца, а бойки 4 находятся на одинаковом расстоянии от оси вращения 2, При различной длине контакта бойков 4 вдоль длины рычага 18 (это достигается вращением бойков 4) ударное усилие, создаваемое рычагом 18, при действии каждого бойка 4 будет различным и, следовательно, суммарное напряжение в момент удара при каждом ударе в пределах цикла, созданного пружиной 15, будет различным.

Ударное усилие регулируется вращением бойков 4.

Для изменения жесткости нагружения в ходе испытания образцов включают привод

21 и через клиноременную передачу 23 вращают стержень 22, При этом упоры 25 перемещаются вдоль витков пружины 19, число деформируемых витков изменяется и в соответствии с изменением жесткости деформируемой. пружины 19 изменяется жесткость нагружения, Усилие в пружине 15 регулируется изменением радиуса кривошипа 10 и, соответст1741013

Puz /

55 венно, длины шатуна 11 перед началом испытанийй.

На установке может проводиться как одно циклическое сжатие, так и одно ударное сжатие с различной частотой испытания 5 при снятии цепи 8 и разъединении пружины

19 с рычагом 18 или при разъединении шатуна 11 с кривошипом 10.

Для измерения усилий Используют типовые динамометры, встроенные в захваты 10 образца.

По сравнению с известной предлагаемая установка позволяет совместно испытывать образцы материалов на циклическое сжатие и ударное сжатие с различной часто- 15 той испытания, Формула изобретения

Установка для испытания образца мате- 20 риала на усталость, содержащая основание, захваты образца, нагружающее приспособление, включающее кривошипно-шатунный механизм, соединенный с одним из захватов образца, и устройство регулирования 25 жесткости нагружения, выполненное в виде стержня, установленного на основании с возможностью вращения, силовой пружины, установленной соосно стержню, и упоров, установленных радиально по 30 окружности на боковой поверхности стержня и размещенных между двумя смежными витками силовой пружины, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения испытаний как на сжатие, так и на совместное испытание образца на циклическое сжатие и ударное сжатие с различной частотой испытания, шатун кривошипно-шатунного механизма выполнен с возможностью изменения длины, нагружающее приспособление имеет закрепленный на основании с помощью оси одноплечий рычаг, соединенный с силовой пружиной и предназначенный для ударного взаимодействия с вторым захватом образца, кинематически связанный с кривошипно-шатунным механизмом ротор с закрепленными на нем байками, предназначенными для поочередного взаимодействия с концом одноплечего рычага, цилиндр, жестко установленный на основании, ползун, установленный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного перемещения и связанный с шатуном кривошипно-шатунного механизма, и дополнительную силовую пружину, установленную в цилиндре и взаимодействующую одним концом с ползуном, а другим — с первым захватом образца.

1741013

Составитель В.Власов

Редактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор Т.Софиян

Заказ 2080 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101