Стенд для испытания многослойных панелей

Полезная модель относится к области исследования прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий (растягивающих и сжимающих статических нагрузок), более конкретно, для статических испытаний многослойных панелей на основе складчатых сотовых структур для определения пределов прочности при сжатии, изгибе, отрыве обшивки, сдвиге и отслаивании. Целью заявляемой полезной модели является разработка универсального стенда с двумя рабочими зонами (растяжения и сжатия). В состав стенда входят основание 1, в котором размещен привод, содержащий электродвигатель 2 с двумя выходными валами, кольцами 3; две муфты 4, два червячно-винтовых домкрата 5 и датчик угловых перемещений 6, колонны 7, винты 8 с элементами крепления, подвижная траверса 9, верхняя (неподвижная) траверса 10, гайки 11, датчик силы 12, датчик силы 13 с выходной осью 14, направляющие 15, кронштейны с конечными выключателями 16, блок управления 17.

Полезная модель относится к области исследования прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий (растягивающих и сжимающих статических нагрузок), более конкретно, для статических испытаний многослойных панелей на основе складчатых сотовых структур для определения пределов прочности при сжатии, изгибе, отрыве обшивки, сдвиге и отслаивании.

Известна машина с механическим приводом типа Р-5 («Испытательная техника» под редакцией В.В.Клюева. Москва. Машиностроение, 1982 г., стр.528) /1/, предназначенная для испытания образцов из металлов на растяжение, сжатие и изгиб. В машину входит электромеханический привод активного захвата и рычажно-маятниковый силоизмеритель. Силовая схема машины - однозонная. Электродвигатель через червячный редуктор и шестерни вращает ходовые винты, перемещая подвижную траверсу с активным захватом. Реакция испытуемого образца, зажатого в захватах, передается через систему рычагов на маятник, который отклоняется на некоторый угол, пропорциональный нагрузке. Одновременно с маятником отклоняется и рабочая стрелка шкалы нагрузок.

Машина имеет следующие недостатки:

1. Сложность конструкции рычажно-маятникового силоизмерителя;

2. Наличие одной зоны нагружения требует переналадку машины с одного вида испытания на другой, что неудобно в обслуживании машины;

3. Отсутствие электрического выхода сигнала нагрузки не позволяет автоматизировать процесс испытания и не позволяет управлять машиной с помощью программы испытаний, а также выдавать протоколы

испытаний с обсчетом основных механических характеристик материалов.

Наиболее близким к предлагаемому является универсальная испытательная машина УММ-5 (Сводный каталог продукции Армавирского завода испытательных машин «Испытательные машины». Москва, 1966 г., стр.27) /2/. Машина предназначена для статических испытаний металлических и других образцов на растяжение, сжатие, изгиб и плотный загиб. Машина двухколонная, однозонная, вертикальная, с механическим перемещением подвижной траверсы нижнего захвата при помощи одного винта и маятниковым силоизмерением.

Кинематически универсальная машина представляет собой жесткую раму, составленную из основания и траверсы, соединенных двумя колоннами, которые одновременно являются направляющими для подвижной траверсы. К основанию рамы крепится коробка скоростей привода нагружения с электродвигателем, к одной из колонн - корпус силоизмерителя, в котором вмонтированы шкала нагрузок и диаграммное устройство. Электродвигателем управляют при помощи кнопок управления и барабанного переключателя, установленных на корпусе силоизмерителя.

Недостатками ближайшего аналога являются:

1. Универсальная машина УММ-5 - однозонная. При переходе с одного вида испытания на другой приходится переналаживать машину (снимать захваты, устанавливать другие приспособления и т.д., что занимает много времени и снижает производительность машины);

2. Сложность маятникового силоизмерения и его громоздкость, снятие показаний только со шкалы силоизмерителя или с диаграммного аппарата, отсутствие выхода электрического сигнала нагрузки исключает возможность автоматизации процесса испытаний, что в конечном итоге снижает точность поддержания нагрузки;

3. Сложная и громоздкая коробка скоростей (наличие 6 скоростей перемещения нижнего захвата от электродвигателя), не позволяющая автоматически

регулировать скорость нагружения в процессе испытания, что сказывается на точности поддержания заданной скорости нагружения.

Целью заявляемой полезной модели является разработка универсального стенда с двумя рабочими зонами (растяжения и сжатия).

Указанная цель достигается за счет того, что в стенд, состоящий из основания, в котором размещен привод, содержащий электродвигатель с двумя выходными валами, двух колонн, жестко закрепленных на основании, двух червячно-винтовых домкратов, соединенных муфтами с электродвигателем, подвижной траверсы с закрепленными на ней винтами, введены верхняя неподвижная траверса, жестко закрепленная к колоннам, датчики силы, один из которых установлен на верхней неподвижной траверсе, а другой - на подвижной траверсе снизу по центру машины, размещенный на правом домкрате датчик угловых перемещений, направляющие для предотвращения проворачивания приспособлений, кронштейны с конечными выключателями, установленные сверху и снизу подвижной траверсы, и блок управления.

Предлагаемая полезная модель представлена на рисунках 1, 2, 3 и 4.

Стенд для испытания многослойных панелей представляет собой электромеханическое устройство с двумя зонами нагружения.

Верхняя зона, зона растяжения, предназначена для проведения испытаний на отрыв обшивки и отслаивание

Нижняя зона, зона сжатия, предназначена для проведения испытаний на сжатие, изгиб и сдвиг.

В состав стенда входят основание 1, в котором размещен привод, содержащий электродвигатель 2 с двумя выходными валами и кольцами 3, два червячно-винтовых домкрата 5. Электродвигатель 2 и червячно-винтовые домкраты соединены муфтами 4. На правом домкрате установлен датчик угловых перемещений 6. На основании 1 жестко закреплены

колонны 7. Винты 8 с элементами крепления установлены на подвижной траверсе 9. Основными элементами стенда являются также верхняя (неподвижная) траверса 10, гайки 11, датчик силы 12, датчик силы 13 с выходной осью 14, направляющие 15, кронштейны с конечными выключателями 16, блок управления 17.

Работа стенда для испытания многослойных панелей заключается в следующем.

Крутящий момент от валов электродвигателя 2 через муфты 4 передается валам червяков и связанных с ними червячных колес, и затем винтам 8 с элементами крепления домкрата 5. Винты 8 с элементами крепления жестко закреплены на подвижной траверсе 9 и, поэтому, вращательное движение червячных колес преобразуется в поступательное движение винтов 8. Кольца 3 служат для быстрой разборки и снятия муфт. На верхней траверсе 10 (неподвижной) закреплен датчик силы 13 с выходной осью 14.

Верхняя зона используется как зона растяжения, а датчик силы 13 с выходной осью 14 для измерения нагрузки растяжения. С помощью приспособлений верхняя зона используется для испытания на отрыв обшивки и для испытаний на отслаивание.

Для испытаний на сжатие, изгиб и сдвиг используется нижняя зона, с помощью приспособлений. Нагрузка измеряется датчиком силы 12, установленном на подвижной траверсе 9 снизу по центру машины. С помощью винтов 8 с элементами крепления, при передаче крутящего момента от привода, при перемещении траверсы 9 «вверх» производится установочный ход для настройки рабочих зон стенда «растяжение» или «сжатие». Нагружение стенда производится при движении подвижной траверсы 9 «вниз». Положение подвижной траверсы 9 контролируется конечными выключателями 16, закрепленными на кронштейнах и установленными на колонне 7, сверху и снизу подвижной траверсы 9.

Направляющие 15 служат для предотвращения проворачивания приспособлений.

Управление работой стенда осуществляется с блока управления 17.

Датчик угловых перемещений 6 позволяет измерять перемещение и деформацию образца, которые индицируются на цифровом табло индикатора блока управления 17. Показания нагрузки с датчиков силы 12 и 13 индицируются на индикаторах блока управления 17.

Таким образом, наличие в заявляемой полезной модели двух зон нагружения с двумя датчиками силы, один из которых установлен на верхней неподвижной траверсе, а другой - на подвижной траверсе снизу по центру машины, позволяет проводить испытания без переналадки стенда с одного вида испытаний на другой, что повышает производительность стенда.

Электрические сигналы датчиков силы и датчика угловых перемещений индицируются на цифровом табло индикатора блока управления, подключенного к ЭВМ, что дает возможность автоматизировать процесс испытаний и обработку результатов испытаний. В результате достигается высокая точность поддержания нагрузки и заданной скорости нагружения (скорости перемещения подвижной траверсы).

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ:

1. «Испытательная техника» под редакцией В.В.Клюева. Москва. Машиностроение, 1982 г., стр.528.

2. Сводный каталог продукции Армавирского завода испытательных машин «Испытательные машины». Москва, 1966 г., стр.27.

Стенд для испытания многослойных панелей, предназначенный для испытаний на сжатие, изгиб, отрыв обшивки, сдвиг и отслаивание, состоящий из основания, в котором размещен привод, содержащий электродвигатель с двумя выходными валами, двух колонн, жестко закрепленных на основании, двух червячно-винтовых домкратов, соединенных муфтами с электродвигателем, подвижной траверсы с закрепленными на ней винтами, отличающийся тем, что в него введены верхняя неподвижная траверса, жестко закрепленная к колоннам, датчики силы, один из которых установлен на верхней неподвижной траверсе, а другой - на подвижной траверсе снизу по центру машины, размещенный на правом домкрате датчик угловых перемещений, направляющие для предотвращения проворачивания приспособлений, кронштейны с конечными выключателями, установленные сверху и снизу подвижной траверсы, и блок управления.