Установка для испытания образцов на усталость
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов на прочность при циклическом нагружении. Цель изобретения - расширение видов прикладываемых нагрузок путем осуществления нагружения образца не только знакопеременной осевой , но и пропорциональной ей по величине и постоянной по знаку боковой нагрузками. Активный захват 2 для образца 4 размещен на платформе 5, установленной на торце вала 6, с которым взаимодействует сфера 7 с приводом 8 вращения. Вал 6 соединен с механизмом 10 возвратно-поступательного перемещения. На образце 4 установлены боковые захваты 15 с центробежными грузами 16. При осевом смещении вала 6 вращающаяся вокруг оси симметрии сфера 7 поворачивается в плоскости, проходящей через ось симметрии сферы 7 и оси вала 6. В результате вал 6 начинает вращаться вокруг своей оси, и центробежные грузы 16 нагружают образец 4 боковыми нагрузками, пропорциональными осевой. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) 1 63 А( (59 4 G
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР
1 (21) 4383177/25-28 (22) 23.02.88 (46) 23.10.89. Бюл. В 39 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620. 178.322(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 1444653, кл. G 01 N 3/32, 1987.
2 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНЯЯ ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов на прочность при циклическом нагружении. Цель изобретения - расширение видов прикладываемых нагру3оК путем осуществления нагруаения образца не только знакопеременной !
1516863
1О
50 осевой, но и пропорциональной ей по величине и постоянной по знаку боковой нагрузками. Активный захват 2 для образца 4 размещен на платформе
5, установленной на торце вала 6, с которым взаимодействует сфера 7 с приводом 8 вращения. Вал Ь соединен с механизмом 10 возвратно-поступательного перемещения. На образце 4 установлены боковые захваты 15 с
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов и изделий на прочность при циклическом нагружении.
Цель изобретения — расширение видов прикладываемых нагрузок путем осуществления нагружения образца не только знакопеременной осевой, но и пропорциональной ей по величине и постоянной по знаку боковой нагрузками.
На чертеже представлена схема установки, общий вид.
Установка содержит основание 1, активный и пассивный осевые захваты
2 и 3 соответственно для образца 4, J платформу 5 для размещения активного захвата 2 и нагружатель, выполненный в виде вала 6 и взаимодействующего, с его боковой поверхностью фрикционного элемента, который представляет собой сферу 7 с приводом 8 вращения и осевой пружиной 9. Установка снабжена механизмом 10 возвратно-поступательного осевого перемещения вала
6 состоящим из привода 11 с эксцентУ
О риком 12, рамки 13 и толкателя 14, который связан с валом 6 с воэможностью вращения последнего, На образце 4 установлены боковые захваты
15 с закрепленными на них центробежными грузами 16. Платформа 5 закреплена на торце вала 6, а пассивный захват 3 связан посредством силовой пружины 17 с основанием 1. Силовая пружина 17 поджимается винтом 18 и соединена с пассивным захватом 3 с помощью шарнира 19. Сфера 7 установлена с возможностью поворота в плоскости, проходящей через ось вала 6 и перпендикулярную ей ось симметрии сферы 7, и соединена с приводом 8 с возможностью вращения вокруг оси сим20
55 центробежными грузами 16. При осевом смещении вала Ь вращающаяся вокруг оси1 симметрии сфера 7 поворачивается в плоскости, проходящей через ось симметрии сферы 7 и оси вала 6. В результате вал 6 начинает вращаться вокруг своей оси, и центробежные грузы 16 нагружают образец 4 боковыми нагрузками, пропорциональными осевой.
1 ил. метрии, Привод 8 выполнен в виде ротора, жестко связанного со сферой
7, и статора, установленного на оси поворота сферы 7.
Установка работает следуюпдм образом.
При ненагруженном положении пружины 17 и нейтральном положении сферы 7, когда она соприкасается с валом 6 точкой, лежащей на оси симметрии сферы 7, подают ток в обмотку статора и приводят во вращение ротор привода 8 вместе со сферой 7 вокруг ее оси симметрии. Вал 6 при этом остается неподьижным, так как линейная скорость сферы 7 в точке контакта равна нулю. Включают привод 11 и посредством эксцентрика 12, рамки 13 и -.îëêàòåëÿ 14 смещают вал 6 в осевом направлении. Сфера 7 поворачивается вокруг оси поворота и взаимодействует с поверхностью вала новыми точками, располагающимися на увеличивающемся радиусе вращения по мере поворота сферы 7. Линейные скорости точек контакта сферы 7 с валом 6 будут возрастать, что приведет к вращению вала 6 вокруг своей оси с увеличивающейся скоростью, нарастающей пропорционально осевому перемещению вала
6 и повороту сферы 7. При осевом перемещении вала 6 вместе с ним перемещается платформа 5 с размещенным на ней активным захватом 2 для образца
4, в результате чего пружина 17 нагружает образец 4 осевой (растягивающей или сжимающей) нагрузкой, нарастающей с увеличением перемещения вала 6. Вместе с тем возрастающая скорость вращения вала 6 приведет к рос ту боковых усилий, создаваемых цент1 робежными грузами 16. При обратном движении вала 6 лсевая и боковые нагрузки уменьшаются и становятся рав5 151686 ными нулю при нейтральном положении сферы 7. При дальнейшем перемещении вала 6 он начинает вращаться в противоположном направлении со скоростью, 5 пропорциональной осевому перемещению.
Образец 4 нагружается пропорционально изменяющимися осевой, но обратного знака и боковой нагрузками. Соотношения между осевой и боковой наг- 1О рузками регулируются скоростью вращения сферы 7: при повышении скорости вращения сферы 7 боковая нагрузка возрастает при тех же значениях осевой нагрузки. Частота нагружений регулируется приводом 11.
Для проведения испытания при действии только циклической осевой нагрузки останавливают привод 8 вращения сферы 7 и испытания проводят без 20 вращения вала 6.
Для проведения испытания при дейст- вии только циклической боковой нагрузке не применяют пружину 17.
При начальном поджатии или растя- 25 женин пружины 17 при помощи винта 18 получают синусоидальные циклические осевые нагрузки со смещением среднего уровня нагрузки в область сжатия или растяжения, т.е. нагрузок проти- 30 воположных знаков. При этом каждой полуволне цикла осевой нагрузки соответствует полуволна цикла боковой нагрузки, изменяющейся от нуля до максимума только в области нагрузок
35 одного знака.
Распределение боковой нагрузки по периметру образца 4 регулируется мас3 о сами центробежных грузов 16 и радиусами их вращения.
Формула изобретения
Установка для испытания образцов на усталость, содержащая основание, активный и пассивHbtH осевые захваты образца, платформу для размещения активного захвата и нагружатель, выполненный в виде вала и взаимодействующего с его боковой поверхностью фрикционного элемента с приводом вращения и осевой пружиной, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения видов прикладываемых нагрузок путем осуществления нагружения образца не только знакопеременной осевой, но и пропорциональной ей по ,величине и постоянной по знаку боковой нагрузками, она снабжена механиз,мом возвратно-поступательного осевога перемещения вала, боковыми захватами образца и центробежными грузами, установленными на соответствующих боковых захватах, Арикционный элемент выполнен ; виде сферы, установленной с возможностью поворота в плос. кости, проходящей через ось вала и перпендикулярную ей ось симметрии сферы, платформа закреплена на торце вала, пассивный захват связан посредством силовой пружины с основанием, а сфера соединена с приводом с возможностью вращения вокруг оси симметрии.
Составитель В.Плешаков
Техред А. Кравчук Корректор О,Кравцова
Редактор С.Пекарь
Заказ 6381/43
Тираж 789
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101
