Установка для испытания образцов на прочность

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1257451

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3863827/22-03 (22) 05.03.85 (46) 15.09.86. Бюл. N 34 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В,Лодус (53) 620.178.4/6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1065726, кл. С 01 N 3/08, 1982. (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА ПРОЧНОСТЬ, содержащая корпус, установленные в нем пассивный и активный захваты, механизм нагружения образца, включающий барабан в форме двух усеченных конусов, соединенных основаниями, и две связанные с ним тяги, концы которых закреплены на активном захвате, по разные сто роны от оси захватов, привод вращения барабана, отличающаяся (50 4 Г 01 N 3/08, Е 21 С 39/00 тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем обеспечения возможности чередования растяжения и сжатия образца с одновременным изгибом, она снабжена закрепленными на корпусе параллельно оси барабана двумя направляющими винтами с эксцентрично установленными на них с воэможностью перемещения прижимными втулками, червячным винтом, закрепленным на корпусе, и связанным с ним зубчатым сектором, закрепленным на пассивном захвате, при этом активный захват выполнен в виде шаровой опоры, тяги шарнирно закреплены на активном захвате, размещены с противоположных сторон от оси барабана между прижимными втулками и поверхностью барабана и фрикционно связаны с последним, а пассивный захват шарнирно установлен на корпусе.

12574

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов материалов на сжатие и растяжение с изгибом, и может быть использовано при испытании образцов горных пород„ строительных материалов и других хрупких материалов.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей установки путем обеспечения возможности чередования растяжения и сжатия образца с одновременным изгибом.

На фиг.1 представлена установка для испытания образцов на прочность, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-b на фиг.1. !

Установка содержит корпус 1, установленные в нем пассивный 2 и активный 3 захваты, механизм нагружения, включающий барабан 4 в форме двух усеченных конусов, соединенных основаниями и взаимодействующих с двумя тягами, выполненными в виде жестких планок 5 и 6, концы которых закреплены на активном захвате 3 по разные стороны от оси захватов 2 и 3.

Барабан 4 соединен с приводом 7 его вращения, Планки 5 и 6 фрикционно

ЗО связаны с барабаном 4 и размещены с противоположных сторон от его оси между поверхностью барабана 4 и прижимными эксцентриковыми втулками 8 и 9, установленными на винтах 10 и 11 с возможностью перемещения параллельно оси барабана 4. Планки 5 и 6 соединены с активным захватом 3 посредством поворотной осй 12, закрепленной на шаровой опоре 13, установленной в захвате: 3. На винтах 10 и 11 установлены шестерни 14„ имеющие возможность взаимодействия с зубчатым колесом 15, закрепленным на барабане 4. Втулки 8 и 9 имеют рукоятки 16. На поверхностях тяг 5 и 6, обращенных к поверхности барабана 4, имеются выточки 17 для прекращения фрикционного взаимодействия барабана с тягами при разрушении испытуемого образца 18, Пассивный захват 2 установлен с возможностью поворота в плоскости расположения оси барабана, укреплен на оси 19, . перпендикулярной поворотной оси 12 опоры 13, и соединен с зубчатым сектором 20 и червячным вин гом 21 вращения зубчатого сектора 20, Для регистрации положения тяг 5 и 6 от51 2 носительно оси захватов 2 и 3 на корпусе 1 установлена шкала 22> для регистрации усилий нагружения образца 18 тяги 5 и 6 снабжены динамометрами 23.

Установка работает следующим образом.

Испытание образца 18, закрепленного в захватах 2 и 3, может прово,циться в режиме ручного или автоматического нагружения. Для работы в ручном режиме шестерни 14 выводят из зацепления с колесом 15 и включают привод 7. Барабан 4 приходит во вращение, например, против часовой стрелки при взгляде сверху. Для создания на образце 18 растягивающих усилий вращением винта 10 приводят планку 5 в положение, при котором ось совпадает с осью захватов 2 и 3, Поворачивают рукоятку 16 втулки 8 так, чтобы планка 5 вошла в соприкосновение с поверхностью барабана 4.

За счет трения между планкой 5 и барабаном 4 планка 5 создает на образце 18 растягивающее усилие, передаваемое на захват 3 через ось 12 и шаровую опору 13 соосно с образцом18.

Величина растягивающего усилия пропорциональна усилию прижатия планки 5 к барабану 4, регулируется поворотом зксцентриковой втулки 8 и определяется по показаниям динамометра 23.

Для создания на образце 18 растягивающих усилий одновременно с изгибными нагрузками вращением винта 10 перемещают втулку 8 вместе с планкой 5 вдоль оси барабана 4. При этом, если рукоятка 16 втулки 8 неподвижна в отношении поворота вокруг оси втулки 8, по мере перемещения планки 5 вдоль барабана 4 постепенно увеличиваются сила трения за счет конусности барабана 4 и угол расхождения оси планки 5 с осью захватов 2 и 3. 3ro приводит к пропорциональному увеличению осевой растягивающей силы и изгибающей нагрузки. Величины нагрузок оцениваются по измеренной силе по динамометру 23 и по углу между осью захватав 2 и 3 и осью симметрии планки 5, который измеряют по шкале 22, Для снятия нагрузок рукоятку 16 втулки 8 поворачивают так, чтобы эксцентрик втулки обеспечил зазор между планкой 5 и барабаном 4.

Сжимающие нагрузки или сжимающие нагрузки с изгибом на образце созда12574 ют аналогичным образом, но работают с планкой 6, втулкой 9 и винтом 11 °

Для пропорционального изменения осевой и изгибающей нагрузки и для изменения направления действия изгибающего усилия используют захват 2, поворачивая его с помощью червячного винта 21 и зубчатого сектора 20. При этом, если угол между осями захватов

2 и 3 и задействованной планкой 5 или 6 при повороте захвата 2 увеличивается при неизменном положении втулки 8 или 9 и ее рычага, увеличи-. вается доля изгибающей нагрузки и уменьшается доля осевой нагрузки.

Действуя таким образом, подвергают образец 18 действию чередующихся сжимающих и растягивающих усилий и изгибающих усилий различных знаков и различной продолжительности дейст- 20 вия. В период испытаний, когда достигнуто заданное напряженное состояние и положение рукояток управления не изменяется, на образце 18 в течение длительного времени поддерживается заданный уровень нагрузок за счет постоянства силы трения между .планкой 5 или 6 и барабаном 4 при вращении последнего. Пройдя запланированный путь нагружения образца 18, 30 доводят его до разрушения от действия какой-либо нагрузки и определяют предел прочности материала. В мо.мент разрушения образца 18 планка 5 или 6 под действием силы трения перемещается в направлении усилия, действовавшего до разрушения, до того момента, пока выточка 17 не выйдет на

5l 4 уровень барабана 4. Это исключает силу трения между тягой и барабаном, и опыт прекращается. Затем приступают к испытаниям других образцов из того же материала, но нагружают каждый из них по иному пути, а окончательное разрушение производят одинаковым способом. Сопоставляя разность прочностных показателей с разностью в путях нагружения, выясняют влияние путей нагружения на несущую способность материала.

Для работы установки в автоматическом режиме шестерню 14 вводят в зацепление с колесом 15, втулкой 8 или 9 задают начальное усилие, сектором 19 задают начальное соотношение между осевой и изгибной нагрузками. Включают привод 7, при вращении барабана 4 синхронно с ним вращается винт 10 или 11, перемещая втулку 8 или 9 вдоль оси барабана 4. При перемещении втулки 8 или 9 эа счет конусности барабана изменяется усилие поджатия планки 5 или 6 к барабану 4.

Это приводит к возрастанию силы трения, изгибающего и осевого усилий.

Характер изменения между осевым и изгибающим усилиями задается начальным положением захвата 2. Постепенное возрастание усилий приводит к разрушению образца 18, Разрушающие и текущие нагрузки определяются по динамометру 23 и шкале 22 с учетом положения захвата 2. Знак осевого усилия задается выбором соответствующей планки 5 или 6 для взаимодействия с барабаном 4, !

1257451

Щиа. 2

Составитель Л.Климов

Текред И.Попович Корректор А.Обручар

Редактор А.Orap

Заказ 4907138 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул. Проектная, 4