Устройство для предварительного нагружения деталей

 

) Использование; в испытательной технике Сущность изобретения: устройство для пр|едварительного нагружения перед испысодержит основание со средствами крепления в установке для испытаний. На; основании установлены захваты с буртами; для деталей, винты с гайками для растяже ния и колпачковые гайки для сжатия деталей, а также узлы контроля нагружения деталей при предварительном растяжении и при предварительном сжатии. Узел контроля нагружения при предварительном растяжении содержит две втулки с буртами - внутреннюю и внешнюю. Внешняя закреплена в основании, а внутренняя подвижна относительно нее. Между буртами втулок расположен упругий элемент. Захватсвязан с внутренней втулкой. Между буртом захвата и внешней втулкой установлена сигнальная шайба. Узел контроля нагружения при предварительном сжатии выполнен аналогично указанному узлу, но с внутренней втулкой взаимодействует колпэчковая гайка с одной стороны и с другой стороны с ней связан стержень с буртом. Усилие упругих элементов узлов нагружения предварительно тарируется на требуемую величину нагружения . При установке детали она нагружается до свободного проворота одной из сигнальных шайб. 1 з.п.ф-лы. 3 ил. с/ С

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 3/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ 4

0 (Л

СА) фь 6д (У1) 4924821/27 (22) 03.04,91 (43) 15.02.93.Бюл.М б (7 I) Центральное специализированное конструкторское бюро (72) Я,А.Зуперман, B.À,Маслов, Ф.P.Àáóçярав (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1193533, кл, 6 01 N 17/00, 27,06,84; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАГРУЖЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ (5,) Использование; в испытательной технике, Сущность изобретения; устройство для предварительного нагружения перед испытаниями содержит основание со средствами крепления в установке для испытаний, На основании установлены захваты с буртами для деталей, винты с гайками для растяжения и колпачковые гайки для сжатия деталей, а также узлы контроля нагружения, Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, предназначенным для предварительного нагружения деталей, например, тяг, осевой силой в процессе проведения различных типов испытаний.

Известна резонансная машина с эксцентриковым возбудителем колебаний, предназначенная для проведения виброиспытаний, в которой образец закрепляется в захватах и статически нагружается путем сжатия пружин. Переменные нагрузки в образце создаются от инерционных сил при движении массы между двумя пружинами, При этом масса опирается на упругие направляющие, а движение этой массе сообщаЕтся штоками от эксцентрика, Ж,» 1795343 А1 деталей при предварительном растяжении и при предварительном сжатии. Узел контроля нагружения при предварительном растяжении содержит две втулки с буртами— внутреннюю и внешнюю. Внешняя закреплена в основании, а внутренняя подвижна относительно нее. Между буртами втулок расположен упругий элемент. Захват связан с внутренней втулкой. Между буртом захвата и внешней втулкой установлена сигнальная шайба. Узел контроля нагружения при предварительном сжатии выполнен аналогично указанному узлу, но с внутренней втулкой взаимодействует колпачковая гайка с одной стороны и с другой стороны с ней связан стержень с буртом. Усилие упругих элементов узлов нагружения предварительно тарируется на требуемую величину нагружения. При установке детали она нагружается до свободного проворота одной из сигнальных шайб, 1 э.п.ф-лы. 3 ил. вращаемого электродвигателем. Усилия в образце измеряются датчиком силы, жестко закрепленным на станине.

Недостатком укаэанной машины является то, что она может быть использована только для проведения вибрационных испытаний одной детали, предварительно нагруженной осевой силой. В случае необходимости последовательного проведения и других видов испытаний для группы из нескольких предварительно нагруженных осевой силовой деталей (на ударную прочность, на статическую прочность от поперечных сил, на радиационную стойкость, тепловая стойкость, климатических испытаний, криогенных испытаний, испытаний в вакууме и т.д.) возникает необходимость введения в каждое испытательное средство устройств по созданию и контролю предварительного нагружения.

Наиболее распространенными устройствами по созданию предварительного нагружения являются резьбовые пары.

Известны устройства для создания внутренних усилий с помощью резьбовых пар с контролируемым усилием затяжки, Одним из таких устройств является устройство, содержащее пластически деформируемую мерную шайбу и индикаторное кольцо, установленное вокруг шайбы, при этом достижении заданного усилия определяется моментом прекращения проворачивания кольца. 15

Однако, применение в устройстве пластически деформируемого мерного кольца делает устройство одноразовым, так как при повторной затяжке требуется замена мерного кольца, 20

Кроме того, известно устройство для создания усилия затяжки резьбового соединения, содержащее тарельчатую пру>кинную шайбу, индикаторное кольцо и опорный элемент. При затяжке соединения тарельчатая пружинная шайба деформируется, при этом опорный элемент прижимает индикаторное кольцо к пружинной шайбе, предотвращая его проворачивание, что. свидетельствует о достижении необходимого усилия затяжки.

Данное устройство позволяет многократно производить затяжку, но обладает недостаточной точностью определения момента прекращения затя>кки вследствие неточности определения момента фиксации З5 индикаторного кольца от проворота, что мо>кет привести к превышению максимально допустимой величины разброса осевого усилия. Неточность момента фиксации может возникнуть при несоосном прило>кении осевого усилия и возникновении перекосов в устройстве, а также вследствие неравномерного (по окружности) об>катия пружины, Кроме того, индикаторное кольцо соприкасается с пружинной шайбой кромкой отверстия, а кромка отверстия при эксплуатации устройства наиболее подвер>кена износу и повре>кдениям, что так же способствует снижению точности определения затя>кки.

Наиболее близким по технической сущ- 50 ности к заявляемому устройству является устройство для испытаний материалов на коррозионное растрескивание, в котором имеется средство для крепления образцов, содержащее нагру>катель, При этом нагружатель выполнен B виде динамометрического кольца со сферическим основанием, размещенным в сферическом углублении шайбы.

На боковой поверхности динамометрического Koëьца 3;1креплен (наклеен) тензодатчк, связанный с регистратором, Внутри динамического кольца размещен сферический шарнир, взаимодействующий с одной стороны, через подшипник, с нагружающей гайкой и с испытываемой деталью с другой стороны.

Однако, недостатком известного устройства является невозможность проведения испытаний предварительно сжатых деталей, Целью изобретения является расширение эксплуатационнь1х возможностей известных устройств за счет обеспечения предварительного с>катия при проведении испытаний деталей и групп деталей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для предварительного нагружения деталей, монтируемое на установке для испытаний и состоящее из основания со средствами крепления в установке для испытаний, захвата в виде стержня с буртиком для крепления испытываемой детали, средства предварительного растяжения детали в виде винта, связанного с ней, гайки, расположенной с воэможностью взаимодействия с основанием, и узла контроля нагружения при предварительном растяжении, связывающего захват с основанием, содержит также захват и средство предварительного, растяжения расположение на разных концах основания. При этом узел контроля нагружения при предварительном растяжении выполнен в виде двух телескопически связанных между собой втулок с буртиками, одна из которых — внешняя— закреплена на основании, а другая — внутренняя — связана с захватом, упругого элемента, расположенного между буртиками втулок, и сигнальной шайбы, расположенной между внешней втулкой и буртиком захвата с воэможностью контактирования с ними, устройство снабжено колпачковой гайкой, установленной на винте средства предварительного растяжения, узлом контроля нагру>кения при предварительном сжатии в виде двух телескопически связанных между собой втулок с буртиками, одна из которых — внешняя — закреплена в основании, другая — внутренняя — расположена с возможностью взаимодействия с колпачковой гайкой, упругого элемента, расположенного между буртиками втулок, стержня с буртиком, связанного с внутренней втулкой, и сигнальной шайбы, расположенной между буртиком стержня и внешней втулкой с возможчостью контактирования с ними. Кроме того, устройство снабжено дополнительными захватами, средствами предварительного растя>кения, узлами контроля нагружения при предварительном растяже1795343 нии, узлами нагружена при предварительном сжатии и колпачковыми гайками, связанными между собой и основанием аналогично имеющимся.

На фиг.1, 2 изображен общий вид устройства; на фиг.3 показаны варианты конструкции узла контроля предварительного на гружения.

Устройство состоит из сьемного основания 1 с узлами крепления 2 к средствам проведения испытаний 18. Испытываемые детали (например, тяги) 3 закрепляются в захватах 4,5 с помощью соединительных элементов 19. При этом, захваты 4 соединены с узлами контроля предварительного нагружения 6, а захваты 5 с узлами предварительного нагружения 8, которые взаимодействуют с вторыми узлами контроля предварительного нагружения 7. Узлы предварительного нагружения состоят из захватов 5 с реэьбовыми хвостовиками 9.

На резьбовых хвостовиках 9 расположены гайки 10 для создания предварительного растяжения деталей и колпачковые гайки 11 со сферическими головками для создания . предварительного сжатия деталей. Узлы 6— узлы контроля предварительного растяжения в деталях, Узлы 7 — узлы контроля предварительного сжатия деталей.

Узлы 6,7 состоят из соосных втулок 12, 13. Втулки 13 являются направляющими и закрепляются на основании крепежными элементами 14, Втулки 12 жестко соединены с захватами 4 (например, с помощью резьбы) и находятся соосно внутри втулок

13 и взаимодействуют с ними. Втулки 12, 13 снабжены буртами, между которыми установлены упругие элементы 15. (Возможно размещение упругих элементов между буртами втулки 12 и шайбой 16), Между захватами 4 и втулками 13 установлены сигнальные шайбы 20, взаимодействующие с контровочными элементами 17, которые служат буртами на захватах 4, 5, Перед проведением испытаний устройство со снятыми испытываемыми деталями с помощью узлов крепления устанавливается с тарировочное приспособление. Производится тарировка узлов контроля предварительного нагружения каждой детали. Для растянутых деталей — тарируются узлы 6, для сжатых 7, Для сжатых деталей не устанавливаются гайки 10, для растянутых— узлы 7, Тарировка происходит следующим образом. К захватам 4 статически прикрывается (например, с помощью динамометра) заданное для данной детали усилие, После обжатия упругого элемента 15 сигнальные шайбы 20 приобретают возможность своустройство снимается с тарировочного при30 способления и закрепляется на средстве

40

5

25 бодно вращаться, Контровочными элементами 17, которые служат буртами на захватах 4,5, сигнальные шайбы 20 прижимаются к поверхности втулки 13 до предотвращения свободного вращения. Элементы 17 законтриваются. Производится разгрузка приспособления, а затем повторное контрольное нагружение. При заданной величине усилия сигнальные шайбы 20 должны проворачиваться от руки. При необходимости производится подрегулировка. В процессе тарировки разгрузка и контрольное нагружение производятся несколько раз для каждой детали до получения стабильных результатов.

После этого, в устройстве в захватах 4,5 устанавливаются детали 3 с помощью крепежных элементов"19. Затем, с помощью узлов предварительного нагружения 8, гайками 10 или 11 плавно производится предварительное растяжение или сжатия детали. Контроль нагружения осуществляется по проворачиваемости сигнальных шайб 20.

Нагружение прекращается в тот момент, когда шайбу можно будет провернуть от ручки, Затем производится контровка всех соединений.

Далее готовое к проведению испытаний проведения испытаний (например, на вибростенде, на ударном стенде, в климатической камере, в тепловой камере и т,д.).

Использование данного изобретения позволяет повысить точность контроля предварительного нагружения тяг за счет того, что касание контрольного диска с втулкой происходит по плоскости. При этом снижается износ контактирующих поверхностей при длительной эксплуатации устройства. Снижается чувствительность устройства к перекосам при приложении усилий за счет наличия направляющих втулок, Расширяются эксплуатационные воэможности эа счет воэможности проведения испытаний предварительно сжатых тяг. Кроме того, возможно использование предлагаемого устройства в составе различных испытательных средств, что приводит также, к снижению стоимости проведения испытаний. Сокращается цикл проведения испытаний эа счет воэможности испытания одновременно группы деталей (например, тяг), Появляется возможность проведения испытаний в одной группе деталей с различными типоразмерами, с различной величиной предварительного нагружения как по величине, так и по знаку (растяжение, сжатие).

1795343 фиг. 7

Формула изобретения

1. Устройство для предварительного нагружения деталей, монтируемое на установке для испытаний и содержащее основание со средствами крепления в установке для испытаний, захват в виде стержня с буртиком для крепления испытываемой детали, средство предварительного растяжения детали в виде винта, связанного с ней, и гайки, расположенной с возможностью взаимодействия с основанием, и узел контроля нагружения при предварительном растяжении, связывающий захват с основанием,отличающееся тем,что,сцелью расширения эксплуатационных возможностей за счет обеспечения предварительного сжатия при проведении испытаний деталей, захват и средство предварительного растяжения расположены на разных концах основания, узел контроля нагружения при предварительном растяжении выполнен в виде двух телескопически связанных между собой втулок с буртиками, одна их которых — внешняя — закреплена на основании, а другая — внутренняя — связана с захватом, упругого элемента, расположенного между буртиками втулок, и сигнальной шайбы, расположенной между внешней втулкой и буртиком захвата с возможностью контактирования в ними, устройство снабжено колпачковой гайкой, установленной на винте средства предварительного растяжения, 5 и узлом контроля нагружения при предварительном сжатии в виде двух телескопически связанных между собой втулок с буртиками, одна из которых — внешняя— закреплена в основании, а другая — внутрен-.

10 няя — расположена с возможностью взаимодействия с колпачковой гайкой, упругого элемента, расположенного между буртиками втулок, стержня с буртиком, связанного с внутренней втулкой, и сигнальной шайбы, 15 расположенной между буртиком стержня и. внешняя втулкой с возможностью контактирования с ними.

2. Устройство по и .1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительными за20 хватами, средствами предварительного растяжения, узлами контроля нагружения при предварительном растяжении, узлами контроля нагружения при предварительном сжатии и колпачковыми гайками, связанными

25 между собой и основанием аналогично имеющимся, паь з

1795343

/l

Ьариант 7

Варианя 2

Составитель Я.Зупекрман

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор g. cKo

Редактор

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

Заказ 425 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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