Центробежная установка для испытания образцов

 

Изобретение -относится к испытательной технике. Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем изменения нагрузки в ходе испытания образца при сжатии, растяжении, изгибе. Установка содержит корпус 1, на котором вертикально установлен вал 2 с приводом 3 вращенияJ активный 4 и пассивный 5 захваты. На валу 2 закреплены гидроцилиндры (ГЦ) 7-9,- полости которых сообщены с источником 13 давления. С захватом 4 связан груз п № 5 w-и Уло «б V////7//y777y7777////777/.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1}) А1 (SD 4 С 01 N 3/08//Е 21 С 39/00

3(;гг -.;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H Д BT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 Ю75

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3975721/22-03 (22) 15.11.85 (46).23.04.87. Бюл. У 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620.172(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1226126, кл. G 01 N 3/08, 1984. (54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ УСТАНОВКА Д11Я ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения расширение технологических возможностей установки путем изменения нагрузки в ходе испытания образца при сжатии, растяжении, изгибе. Установка содержит корпус 1, на котором вертикально установлен вал 2 с приводом 3 вращения активный 4 и пас) сивный 5 захваты. На валу 2 закреплены гидроцилиндры (ГЦ) 7-9; полости которых сообщены с источником 13 давления. С захватом 4 связан груз

1305562

10, перемещающийся под действием центробежной силы. С захватом 5 жест ко соединена платформа (П) ll. Через шаровые опоры 12 она связана с поршнями всех ГЦ 7-9, которые установлены параллельно друг другу и имеют двухстороннее действие. При этом опоры 12 и захват 5 расположены в плоскости П ll в вершинах четырех-. угольника. Для создания изгибающей нагрузки на образец 6 приводят в дей ствие только один из ГЦ 7-9 в эавиИзобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов материалов, преимущественно горных пород, на прочность при различных,изменяющихся видах нагрузок.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей установки путем измененИя вида нагрузки в ходе испытания образца при сжатии, растяжении, изгибе.

На фиг.l показана схема центробежной установки для испытания образцов, вид сбоку; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — сечение А-А на фиг,l.

Установка содержит корпус 1, установленный на нем вертикально вал 2 с приводом 3 вращения, активный 4 и пассивный 5 захваты для образцов 6, два гидроцилиндра 7 и 8 и дополнительный гидроцилиндр 9, корпуса которых закреплены на валу 2,, груз 10, установленный с возможностью перемещения под действием центробежной силы и связанный с активным захватом

4, платформу ll жестко соединенную с пассивным захватом 5 и соединенную через шаровые опоры 12 с поршнями всех гидроцилиндров 7-9, и источник !

3 давления, установленный в корпусе 1 и сообщенный с полостями гидроцилиндров 7-9 отдельными магистралями 14 управления.

Все гидроцилиндры 7-9 выполнены с возможностью двухстороннего действия и установлены параллельно друг другу, а поршни этих гидроцилиндров 7-9 соесимости от требуемого направления действия изгибающего усилия. Путем изменения соотношений выступающих частей поршней ГЦ 7-9 изменяют ориентацию П !1 с захватами 4 и 5 и гру. зом 10 относительно оси вращения вала и получают крупные изменения вида нагрузок на образце 6 во время его испытания. для изменения уровней нагрузок производят синхронное перемещение поршней ГЦ 7-9 и изменяют скорость вала 2. 3 ил. динены с платформой ll,òàê, что шаровые опоры 12 и пассивный захват 5 расположены в плоскости платформы 11 в вершинах четырехугольника и Ь 5 г .

5 Груз 10 соединен страховочными тросами 15 11.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 3 вращения и приводят во вращение вал 2 вместе с закрепленными на нем гидроцилиндрами 7-9. Вместе с гидроцилиндрами

7-9 вращается платформа il с пассивf5 ным 5 и активным 4 захватами, грузом

10 и образцом 6. Центробежное усилие от груза 10 при показанном на чертеже расположении захватов 4 и 5 относительно оси вала 2 создает сжимающую нагрузку на образце 6, пропорционально увеличивающуюся с ростом скорости вращения вала 2. При достижении заданной скорости вращения вала

2 разгон прекращают, образец 6 остается при действии постоянной сжимающей нагрузки.

В требуемый момент времени включают источник 13 давления среды и про изводят манипуляции с гидроцилиндрами 7-9 с целью изменения вида нагруз30 ки на образце 6. Так, при одновремен- ном перемещении всех трех поршней гидроцилиндров ?-9 внутрь этих гидроцилиндров сжимающие усилия от центробежного действия груза 10 падают с

35 сначала до нуля, по мере уменьшения радиуса вращения груза 10, а затем переходят в растягивающие усилия, когда центр массы груза 10 переходит .

1305562 на противоположную сторону от оси вравращения вала 2 относительно пассивного захвата 5. Рост растягивающего усилия происходит до прекращения перемещения поршней гидроцилиндров 5

7-9.

Для создания изгибающей нагрузки приводят в действие только один иэ цилиндров 7-9 в зависимости от требуемого направления действия изги- 1О бающего усилия. Так,. если требуется создать изгиб в вертикальной плоскости, проходящей через оси захватов 4 и 5,. то перемещают поршень гидроцилиндра 9. При этом платформа 15

11 поворачивается относительно линии, соединяющей точки а, 6 (фиг.3), груз IO с захватом 4 поднимается .или опускается над плоскостью вращения захвата 5 и происходит изгиб образ- 20 ца 6 вверх или вниз по чертежу в вертикальной плоскости. Если при этом центр массы груза IQ расположен на оси вращения вала 2, получают .. чистый изгиб, а при смещении груза

10 относительно оси вала 2 получают изгиб со сжатием или с растяжением в зависимости от направления перемещения груза 10 и его положения относительно оси вала 2 и пассивного захвата 5.

Для изгиба образца 6 в горизонтальной плоскости, совпадающей с плоскостью вращения пассивного захвата 5, приводят в действие гидроцилиндры 7 и 8 и поворачивают платформу 11 относительно линии, соединающей точки 8, z (фиг.3), Это приводит к отклонению груза 10 от ради. ального положения относительно оси вала 2 и к появлению изгибающего усилия, действующего совместно со сжимающим или растягивающим усилием.

При определенном положении платформы l!, когда ось захватов 4 и 5 направлена по касательной к окружности вращения пассивного захвата 5 или перпендикулярна радиусу вращения, получают чистый изгиб образца 6.

Действуя таким образом, путем изменения соотношений выступающих частей поршней гидроцилиндров 7-9 изменяют ориентацию платформы 1! с захватами 4 и 5 и грузом IO относительно оси вращения вала 2 и получают нужные изменения вида нагрузок на образце 6 во время его испытания. Для изменения уровней нагрузок производят синхронное перемещение всех трех поршней гидроцилиндров 7-9, а также изменяют скорость вращения вала 2.

Для выдержки образца 6 при постоянных уровнях нагрузок не изменяют ни скорость вращения, ни взаимное положение поршней гидроцилиндров 7-9;

Скорость перехода от одного вида нагрузки к другому задают скоростью подачи жидкости в полости гидроцилиндров 7-9, что регулируют производительностью источника 13 давления среды. При разрушении образца 6 груз 10 с захватом 4 удерживаются тросами 15;

В результате серии опытов с различными образцами, проведенных при различных путях нагружения, определяют зависимости прочностных, деформационных характеристик и характера разрушения материалов при различных порядках смены видов нагруз-. ки, при различных временах выдержки под нагрузками, при различных скоростях перехода ат одного вида нагрузки к другому.

Ф о р ы у л а и з о б р е т е н и я

Центробежная установка для испытания образцов, содержащая корпус, установленный на нем вертикально вал с приводом вращения, активный и пассивный захваты для образца, два гидроцилиндра, корпуса которых закрепле- ны на валу, груз, установленный с воэможностью перемещения под действием центробежной силы и связанный с активным захватом,H источник давления, установленный в корпусе и сообщенный с пОлОстями гидроцилиндрОВ, О т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем изменения вида нагрузки в ходе испытания образца при сжатии, растяжении, изгибе, она снабжена дополнительным гидроцилиндром, корпус которого закреплен на валу, а полости сообщены с источником давления и платформой, соединенной жестко с пассивным захватом и через шаровые опоры с поршнями всех гидроцилиндров, при этом все. гидроцилиндры выполнены с возможностью двухстороннего действия и установлены параллельно друг другу, а поршни гидроцилиндров соединены с платформой так, что шаровые опоры и пассивный захват расположены в плоскости платформы в вершинах четырехуголь.- . ника.

1305562

А-А

Сос тавитель В . Т аль войш

Редактор А.Козориз Техред Н.Глущенко Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1421/40 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, П-35, Раушская наб., д. 4/5

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