Центробежная установка для испытания образцов материалов при динамическом нагружении осевой и крутящей нагрузками

 

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является проведение испытаний, обеспечивающих пропорциональное нагружение образца материала осевой и крутящей нагрузками до постоянной их величины . Установка содержит корпус I, 10(3 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51) 4 G Ol N 3/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l ) 4132487/25-28 (22) 13.10.86 (46) 07.10.88.Бюл. И 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620.178.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 655926, кл. G 01 N 3/08, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 1257453, кл. G 01 N 3/30, 1985. (54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ ОСЕВОЙ И КРУТЯШЕЙ НАГРУЗКАМИ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения . является проведение испытаний, обеспечивающих пропорциональное нагружение образца материала осевой и крутя-, щей нагрузками до постоянной их величины. Установка содержит корпус 1, 1428992 платформу 2 с радиальными направляющими 3, привод 4 вращения платформы, связанный с платформой посредством йолого вала 5, закрепленный на корпусе пассивный захват 7 для образца 8, активный захват 6 s виде конуса с вершиной, обращенной к захвату 7, элемент приложения крутящей нагрузки к образцу в виде втулки 11 с конусным отверстием, центробежный груз 9, установленный в направляющей и свя,:эанньй с втулкой с помощью проходя щей через полость вала гибкой тяги 15 фиксатор 12 для удержания груза в исходном направлении. Втулка служит для фрнкционного .взаимодействия с конусом и охватывает конус с на-. чальным зазором. Втулка вращается

Изобретение относится к испытатель: ной технике, а именно к центробежным

; установкам для испытания образцов материалов прн динамическом нагружении осевой и крутящей нагрузками. . Цель изобретения - проведение испытаний, Обеспечивающих пропорциональное нарастание осевой и крутящей нагрузок до постоянной их величины

На чертеже Изображена установка, общий внд.

Установка содержит корпус 1, установленную на нем платформу 2 с ра- 15 .днальнымн направляющими 3, привод 4 вращения платформы 2, связанный с . платформой 2 посредством полого вала 5, активный н пассивный захваты 6 н 7 для образца 8 материала, раэме- 20 щенные в направляющих 3 с возмож- . ностью перемещения вдоль них центробФиные Грузы 9 н 10, элемент приложен ц .:,Крутящей нагрузки к образцу 8 в виде втулки 11 с нонусным отверсти-25 ем, фиксаторы 12 и 13 для удержания центробежньас ryysos 9 и 10 s исходном положении.

Захваты 6 н 7 для образца 8 уста™ новлены под платформой 2 соосно валу 5, пассивный захват 7 закреплен на корпусе 1 с.помощью болтов 14, Активсовместно с валом и имеет возможностьотносительного осевого перемещения.

Захваты установлены под платформой соосно валу. После разгона плат от ормы срабатывает фиксатор, Под действием центробежных сил груз.перемещается и обеспечивает контакт втулки с конусом, что вызывает нагружение образца осевой и крутящей нагрузками.

Нарастание нагрузок происходит про. порционального друг другу. При достижении касательных напряжений между втулкой и конусом максимального значения образец в течение заданного времени остается нагруженным постоянными осевой и крутящей нагрузками при проскальзывании втулки и конуса, 1 з.п.ф-лы, l ил. ный захват 6 выполнен в виде конуса, обращенного вершиной к пассивному .

1 захвату 7. Втулка 11 служит для фрикционного взаимодействия с конусом, а также она охватывает конус с начальным зазором и связана с центробежными грузами 9 и IO с помощью проходящих в полости вала 5 гибких тяг

15 и 16. Втулка !1 соединена с валом

5 с возможностью совместного с валом 5 вращения и относительного осевого перемещения с помощью стержней

l7, размещенных в отверстиях в торце нала 5.

Установка снабжена также рамой l8 с отверстиями 19, обеспечивающей соединение пассивного захвата 7 с валом

5. Фиксаторы 12 и 13 имеют приводные механизмы, которые выполнены в виде электромагнитных катушек 20 и 21, ввернутых в платформу 2. При этом фиксаторы 12 и 13 являются якорями, взаимодействующими с катушками, каждая из которых включена в отдельную цепь (не показана) управления.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 4 и разгоняют платформу 2 до заданной скорости вращения. Вместе с платформой 2 вращаются размещенные на ней груэы 9 и IO, 1428992 з втупка 11 с тягами 15 и 16, Образец

8 с захватами 6 и 7 остается при этом неподвижным. Для нагружения образца

8 до уровня нагрузок первой ступе-

5 ни подают ток в цепь управления катушки 20 и освобождает груз 9 ° Груз 9 перемещается вдоль направляющей Э и через тягу 15 перемещают втулку 11.

Последняя вступает во фрикционное взаимодействие с активным захватом

6 и нагружает образец 8 осевой нагрузкой растяжения и крутящей нагрузкой. Величина осевой нагрузки опре-деляется массой груза 9, скоростью 15 вращения платформы 2 в момент нагружения образца 8, длиной тяги 15 в момент нагружения. Крутящая нагруз— ка определяется силой трения между конусом и втулкой 11.и зависит от 20 величины осевой нагрузки, коэффициента трения между поверхностями соприкосновения конуса и втулки 11 и от площади контакта между конусом и втулкой 11. Последнее регулируется путем замены втулки ll, что определяет соотношение между осевой и крутящей нагрузками. После нагружения образца 8 до первой ступени вращение платформы 2 продолжают с прежней ЗС скоростью, что обеспечивает постоянство осевой и крутящей нагрузок на образце 8 в течение заданного времени. Для нагружения образца 8 до уровня нагрузок второй ступени подают ток в цепи управления катушкой 21.

Этим приводится в действие груз 10, который, перемещаясь вдоль направляющих 3, производит погружение образца 8 осевой и крутящей нагрузками 40 аналогично действию груза 9. После подгружения образца 8 нагрузки второй ступени поддерживаются на заданном уровне путем вращения платформы 2 с неизменной угловой скоростью. Затем 45 переходят к подгружению до уровня нагрузок следующей ступени, и так далее, по программе, испытаний, вплоть до разрушения образца 8.

Для бесступенчатого разрушения образца 8 осевой и крутящей нагрузками после разгона платформы 2 в действие приводятся грузы 9 и 10 одновременно.

Для испытания образца 8 при осевом нагружении (ступенчатом или однократном используют раму 18, для чего болты 14 устанавливают в отверстия 19. При раскручивании платформы

2 образец 8 с захватами 6 и 7 также вращается со скоростью вращения платформы 2, а при приведении в действие грузов 9 и 10 описанным выше образом i втулка ll нагружает образец осевой нагрузкой без нагрузки кручения. Выдержка образца 8 под неизменной нагрузкой производится описанным выше образом.

Установка позволяет выполнить йа, ней опыты как при нагружении осевой и крутящей нагрузками или плавно нарастающими нагрузками до разрушения образца 8, так и при нагружении с последующей выдержкой образца

8 при заданных уровнях комбинированной или осевой нагрузок. Установка обеспечивает также ступенчатое нагружение образца 8 в режиме нарастания нагрузок с последующей выдержкой при неизменных нагрузках, что на других центробежных установках не выполняется.

Формула изобретения

1. Центробежная установка для.испытания образцов материалов при динамическом нагружении осевой и крутя— щей нагрузками, содержащая корпус, установленную на нем платформу с радиальными направляющими, привод spaщения платформы, связанный с платформой посредством вала, активный и пассивный захваты для образца, размещенный в направляющих с возможностью перемещения вдоль них центробежный груз, элемент приложения крутящей нагрузки к образцу, через который центробежный груз связан с активным захватом, фиксатор для удержания центробежного груза в исходном поло жении, отличающаяся тем, что, с целью проведения испытаний, обеспечивающих пропорциональное нарастание осевой и крутящей нагрузок до постоянной их величины, вал платформы выполнен полым, захваты для образца установлены под платформой соосно с валом, пассивный захват зак" реплен на корпусе, активный захват выполнен в виде конуса, обращенного вершиной к пассивному захвату, а элемент приложения крутящей нагрузки — в виде втулки с конусным отверс1428992

Составитель Б.Мешковский

Редактор Е.Папп Техред JI.Сердюкова . Корректор N.Âàñèëüeâ

Заказ 5116/39

Тираж 847

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул„ Проектная, 4 ткем для фрикционного взаимодействия с конусом, охватывающей конус с на.! чальным зазором и связанной с помощью проходящей в полости вала гибКой тяги с центробежным грузом, при этом втулка соединена с валом с возМожностью относительного осевого перемещения и совместного с валом вращения.

2, Установка по п.1 о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью проведения испытаний при ступенчатом нагружении, она снабжена установленными в радиальных направляющих платформы дополнительными центробежными грузами, связанными с втулкой гибкими тягами, и индивидуальными фиксаторами

10 дополнительных грузов.