Установка для механических испытаний материалов

 

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет повысить достоверность испытанийпри различных скоростях деформирования за счет сокращения участков нарастания и спада скорости деформирования образца 6. На станине 1 соосно ходовому винту 2 с неподвижной в осевом направлении гайкой 3, установлен гидроZZ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 396731?/22-03 (22) 14 ° 10.85 (46) 23.03.87. Бюл. № 11, (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В. Лодус (53) 620.173(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 697867, кл. G 01 N 3/08, 1978.

„„SU„„1298592 А 1 (g1) G 01 N 3/08//E 21 С 39/00 (54) УСТАНОВКА jlJIH МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет повысить достоверность испытаний при различных скоростях деформирования за счет сокращения участков нарастания и спада скорости деформирования образца 6. На станине 1 соосно ходовому винту 2 с неподвижной в осевом направлении гайкой 3, установлен гидро1298592

10

35 цилиндр 7 с поршнями (П) 8 и 9, полость между которыми частично заполнена жидкостью. Винт 2 соединен с

II 88, а П 9 имеет осевой канал 14 и связан с захватами 5 образца 6. С гайкой 3 соединен привод вращения (ПВ) с пускателем. В установке имеется матрица 10 для захватов 5 и приспособление для сброса давления. Последнее выполнено в виде инерционного груза 16 с полостью 17, установленного на П 9 и перекрывающего выход

его осевого канала 14, и сливного клапана 18. Он сообщен с полостью 17 и связан с ПВ 4. Матрица 10 выполнеИзобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов материалов на прочность при различных скоростях деформнрования, и может быть использовано для испытания хрупких материалов, например горных пород чувствительных к изменению скорости деформации.

Цель изобретения — повышение до" стоверности испытаний при различных скоростях деформирования за счет сокращения участков нарастания и спада скорости деформирования образца, На чертеже показана схема установки для механических испытаний материалов.

Установка содержит станину 1, ходовой винт 2 с гайкой 3, неподвижной в осевом направлении, привод 4 вращения с пускателем (не показан), связанный с гайкой 3, захваты 5 для образца 6 испытуемого материала, гидроцилиндр 7 с поршнями 8 и 9, установленный на станине 1 соосно ходовому винту 2, матрицу 10 для захватов 5 и приспособление для сброса давления.

Матрица 10 выполнена в виде размещенной на станине 1 втулки 11 с клиновой внутренней поверхностью для захватов 5 и упора 12, установленного во втулке 11 с возможностью осевого перемещения с помощью винта 13. Поршень 8 гидроцилиндра 7 соединен с ходовым винтом 2, поршень 9 имеет на в виде раэмещенной на станине 1 втулки (В) 11 с клиновой внутренней поверхностью и упора 12, установленного по П 11 с возможностью осевого перемещения. При включении ПВ 4 гайка

3 вращается с нарастающей скоростью.

Винт 2 вместе с П 8 перемещается в полости 15 до соприкосновения с жидкостью в ней. Начинают перемещаться

П 9 с грузом 16 и захваты 5 вдоль клиновой поверхности В 11. В результате происходит деформация образца 6 с заданной скоростью. Такой темп деформации выдерживается до соприкосновения захватов 5 с упором 12. 1 ил.

2 осевой канал 14 и соединен с захватами 5, а полость 15 между поршнями

8 и 9 гидроцилиндра 7 частично заполнена жидкостью.

Приспособление для сброса давления выполнено в виде инерционного груза 16 с полостью 17, установлен-ного на поршне 9 гидроцилиндра 7 и перекрывающего выход осевого канала

14 поршня 9, и сливного клапана 18 с регулируемым давлением срабатывания, сообщенного с полостью 17 инерционного груза и связанного электрически с пускателем привода 4 враще-. ния. Для уде„ HH HH oHHo груза 16 в исходном положении и для регулирования условий срабатывания приспособления для сброса давления на поршне 9 установлены пружина 19 и связанная с ней гайка 20. Фиксация инерционного груза 16 в положении, при котором открыт осевой канал 14 штока 9, осуществляется стопором 21.

Установка содержит также ступенчатую передачу 22, соединяющую гайку

3 с приводом 4 вращения и маховики

23, кинематически соединенные с приводом 4. Захваты 5 образуют с внутренней поверхностью втулки 11 самотормозящуюся клиновую пару. Втулка 11 матрицы 10 служит для того, чтобы в момент соприкосновения захватов 5 с упором 1? не создавалась вибрация на образце 6 иэ-за отскока

1298592 поршня 9, особенно при больших скоростях деформации.

Установка работает следующим образом.

Для работы в режиме высоких ско- 5 ростей нагружения, близких к ударным, вращением гайки 20 посредством пружины 19 прижимают инерционный груз

16 к заплечикам поршня 9. На ступенчатои передаче 22 устанавливают вы10 сокую скорость вращения гайки 3 ° Винтом 13 перемещают упор ° 12 в положение, при котором обеспечивается заданная величина деформации на образце

6, Включают привод 4 вращения, в результате работы которого передача 22 вращает гайку 3 и маховики 23 с нарастающей скоростью вращения от нуля до заданной скорости. На этапе вращения гайки 3 с нарастающей скоростью20 ходовой винт 2 вместе с поршнем 8 перемещается с увеличивающейся скоростью и выбирает воздушныи зазор между поршнем 8 и поверхностью жид, кости в полости 15. К моменту сопри косновения поршня 8 с жидкостью он и винт 2 набирают требующуюся постоянную скорость осевого перемещения.

С момента касания поршнем 8 по верхности жидкости в движение приходит поршень 9 с инерционным грузом

16. Поршень 9 имеет начальную скорость, близкую к скорости поршня 8, поскол су в присутствии маховиков 23 скорость поступательного перемещения винта 2 при встрече поршня 8 с жидкостью не изменяется. Премещение поршня 9 вынуждает перемещаться захваты 5 вдоль клиновой поверхности втулки 11 матрицы 10 и деформировать образец 6 сразу со скоростью, близкой к требуемой средней скорости деформации, практически без заметного участка разгона.

В этом этапе идет деформация образца 6 вплоть до соприкосновения захватов 5 с упором 12. В этот момент происходит резкая остановка захватов 5 и поршня 9, в результате чего инерционный груз 16 продолжает свое движение, смещается относительно поршня 9 в направлении его движения и открывает выход осевого канала 14 в поршне 9. Стопор 21 фиксирует ниж55 нее положение груза 16, при котором жидкость из полости 15 через канал

14 заполняет полость 17 в грузе 16 и поступает в полость сливного клапана 18. При этом срабатывает пускатель привода 4 вращения, последний включается, скорость вращения маховиков 23 и гайки 3 падает вместе со скоростью осевого перемещения винта 2 и поршня 8, На этапе замедления движения и остановки поршня 8 его движение тормо— зится сопротивлением жидкости, перетекающей по каналу 14 через клапан

18 на слив. Образец 6 на этом этапе остается неподвижным вместе с захватами 5 и поршнем 9, что обеспечи— вает сокращение до минииума участка падения скорости деформации в момент достижения требуемой вели пины деформации, После .цостижения заданной деформации и с заданной скоростью деформац!п образец 6 вместе с гтулкой

11 снимают с установки и обследуют, величина деформации на образце б сохраняется вследствие саиоторможения пары захват-втулка. Затем втулку !1 с образцом 6 размещают на установке, изменяют положение упора 12 и производят новое дефориировапие образца до следующего уровня деформации с прежней нлп новой скоростью деформации, в зависимости от задачи испытаний.

Действуя таким образом, исследуют влияние постоянной высокой скорости деформации на внутреннее состояние и механические свойства материала образца.

Для работы в режиме медленных скорос.тей деформации инерционный груз

16 с помощью стопора 21 фиксируют в положеции, при котором канал 14 поршня 9 постоянно открыт, Клапан

18 устанавливают на определенное давление срабатывания, величина которого определяется прочностными свойствами испытуемого образца 6 и выбирается иэ условия, обеспечения давления жидкости в полости 15, необходимого для перемещения захватов 5 вдоль матрицы 10. Этап разгона в этом режиме не отличается от укаэанного °

На этапе торможения установки после достижения заданной деформации образца 6, когда захваты 5 входят в контакт с упором 12, работа состоит в . следующем. При остановке поршня 9 движение винта 2 продолжается, давление жидкости в полости 17 груза 16 возрастает до уровня давления сраба1298592 тывания клапана 18, последний срабатывает, жидкость поступает в полость клапана 18 и выключает привод 4, при этом маховики 23 гасят свою скорость вращения, Составитель В. Таяьвойш

Техред Н. Глущенко

Корректор С. Шекмар

Редактор И. Горная.Заказ 879/43 Тираж 777.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписнбе

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

Формула изобретения

Установка для механических испытаний материалов, содержащая станину, ходовой винт с гайкой, неподвижной в осевом направлении, привод вращения с пускателем, связанный с гайкой, и захваты для образца испытуемого материала, связанные с ходовым винтом, отличающаяс я тем, что с целью повышения достоверности испытаний при,различных скоростях деформирования за счет сокращения участков нарастания и спада скорости деформирования образца, она снабжена гидроцилиндром с двумя поршнями, эакрепленньпли HR станин . <. и гно ходовому винту, матрицей для захватов, выполненной в виде размещенной на станине втулки с клиновой внутренней поверхностью, на которой установлены захваты, и упора, установленного во втулке с воэможностью осевого перемещения, и приспособлением для сброса давления, при этом один иэ поршней гидроцилиндра соединен с ходовым винтом, второй поршень имеЕт осевой канал и соединен с захватами, полость гидроцилиндра между поршнями частично заполнена жидкостью, а приспособление для сброса давления выполнено в виде инерционного груза с полостью, установленного на втором поршне гидроцилиндра и перекрывающего выход осевого канала поршня, и сливного клапана с регулируемым давлением срабатывания, сообщенного с полостью инерционного груза и связанного с пускателем привода вращения.