Установка для испытания материалов на прочность при совместном действии кручения и осевой нагрузки

 

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет расширить эксплуатационные возможности установки. Последняя содержит раму 1, смонтированные на ней активные 2 и пассивные 3 захваты по числу образцов 4 и винтовые нагружающие механизмы в виде гаек 5 с фиксаторами 6 поворота и винтов 7, на торце которых закреплены соответствующие шестерни 8 с активными захватами 2. На шестернях 8 закреплены пары параллельных направляющих 9. На раме 1 установлена траверса 10, на которой размещены платформы 11 с фиксаторами 12 поворота. На платформах 11 закреплены пассивные захваты 3 при помощи пружин 13. На направляющих 9 установлены дополнительные шестерни 14, на которых закреплены пассивные захваты 3. Шестерни 8 сцеплены с зубчатым колесом 15, которое связано с двигателем 16. Между траверсой 10 и рамой 1 установлена пружина 17. Образцы 4 закрепляют в захватах 2, 3 и двигателем 16 вращают колесо 15. Для нагружения совместным действием крутящей и осевой нагрузки фиксаторами 6 и 12 фиксируют соответственно гайки 5 и платформы 11, а дополнительные шестерни 14 разъединяют с соответствующими захватами 3. При вращении колеса 15 происходит осевое перемещение винтов 7 и закручивание пружин 13. При определенном уровне крутящей нагрузки соединяют шестерни 14 с захватами 3. При вращении шестерен 8, 14 происходит догрузка образцов 4 только осевым усилием. Таким образом, при разрушении одного из образцов происходит догрузка остальных только осевыми усилиями, а крутящая нагрузка фиксируется, т.е. энергообмен между нагружающей системой и группой образцов происходит при изменяющемся в процессе нагружения соотношении между осевой и крутящей нагрузкой при фиксированном постоянном уровне крутящей нагрузки, что обеспечивает расширение эксплуатационных возможностей установки. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (10 (я) 4 (01 N 3/00//О 01 И 3/08 3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИ4ЕТЕПЬСТВУ

2 эксплуатационные возможности установки. Последняя содержит раму 1, смонтированные на ней активные 2 и п,. сивные 3 захваты по числу образ" цов 4 и винтовые нагружающие механизмы в виде гаек 5 с фиксаторами 6 поворота и винтов 7, на торце которых закреплены соответствующие шестерни 8 с активными захватами 2.

На шестернях 8 закреплены пары параллельных направляющих g. На раме 1 установлена траверса 10, на которой размещены платформы 11 с фиксаторами 12 поворота. На платформах 11 saкреплены пассивные захваты 3 при поГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ilO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

t (21) 4334956/25-28 (22) 25.11.87 (46) 23.11.89. Бюл. N 43 (7 l ) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620.178.4/6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1330499, кл. G 01 N 5/00, 198Ь. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ NATEÐÈAЛОВ КА ПРОЧНОСТЬ OPH COBNECTHOH ДЕЙСТВИИ КРУ4ЕНИЯ И ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ

{57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет расширить

8

9 1

1Ч

И

11

11

10! 523952

1О мощи пружин 13 ° На направляющих 9 установлены дополнительные шестерни

14, на которых закреплены пассивные захваты 3. Шестерни 8 сцеплены с зуб5 чатым колесом 15, которое связано с двигателем 16. Между траверсой 10 и рамой 1 установлена пружина 17.

Образцы 4 закрепляют в захватах 2,3 и двигателем 16 вращают колесо 15

Для нагружения совместным действием крутящей и осевой нагрузки фиксаторами 6 и 12 фиксируют соответственно гайки 5 и платформы 11, а дополнительные шестерни 14 разъединяют с соответ-15 ствующими захватами 3. При вращении колеса 15 происходит осевое перемещение винтов 7 и закручивание пруИзобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания материалов на проч- 25 ность при совместном действии кручения и осевой нагрузки, Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения энергообмена между нагружающей системой и группой образцов при изменяющемся в процессе нагружения соотношения между осевой и крутящей нагрузками при фиксированном постоянном уровне крутящей нагрузки.

На чертеже изображена схема предлагаемой установки.

Установка содержит корпус, выполненный в виде силовой рамы 1, на которой установлены активные 2 и пассив-40 ные 3 захваты по числу испытуемых образцов 4 и винтовые нагружающие механизмы по числу пар захватов 2 и 3, каждый из которых выполнен в виде закрепленной на раме 1 гайки 5 с фикса- 45 тором 6 ее поворота и соответствующего винта 7. На торце каждого из винтов 7 закреплен привод вращения последнего, выполненный в виде шестерни 8, на торце которой размещен соответствующий активный захват 2 и пара направляющих 9, параллельных оси соответствующего винта 7. На раме 1 установлена траверса 10, на которой размещена платформа 11 по числу пар захватов 2 и 3. Каждая из платформ 11

55 установлена соосно соответствующей паре захватов 2 и 3 и снабжена фиксатором 12 ее поворота вокруг оси сожин !3. При определенном уровне крутящей нагрузки соединяют шестерни 14 с захватами 3. При вращении шестерен

8,14 происходит догруэка образцов 4 только осевым усилием. Таким образом, при разрушении одного иэ образцов происходит догрузка остальных только осевыми усилиями, а крутящая нагрузка фиксируется, т.е. энергообмен между нагружающей системой и группой образцов происходит при изменяющемся в процессе нагружения соотношении между осевой и крутящей нагрузкой при фиксированном постоянном уровне крутящей нагрузки, что обеспечивает расширение эксплуатационных возможностей установки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ответствующего винта 7. На каждой иэ платформ 11 одним торцом установлена соответствующая цилиндрическая пружина 13, другой торец которой связан с соответствующим пассивным захватом 3. Установка снабжена фиксатором и крутящей нагрузки, каждый из которых выполнен в виде установленной на соответствующей паре направляющих

9 дополнительной шестерни 14, котоpBR имеет воэможность взаимодействия с соответствующим пассивным захватом 3. При этом диаметр шестерни 14 равен диаметру соответствующей шестерни 8, закрепленной на винте

Параллельно винтам 7 нагружающих механизмов установлено прямозубое зубчатое колесо 15, кинематически связанное с основными 8 и дополнительными 14 шестернями и с двигателем 16.

Между траверсой 10 и рамой 1 размещен накопитель энергии, выполненный в виде силовой пружины 17, Установка работает следующим об,разом. !

В захватах 2 и 3 устанавливают образцы 4. Включают двигатель 16 и приводят во вращение колесо 15, Режим нагружения образцов определя" ется положением фиксаторов 6 и 12 и дополнительных шестерен 14. Для нагружения образцов 4 осевой нагрузкой фиксаторами 6 фиксируют соответствующие гайки 5 от поворота вокруг их оси, а дополнительные шестерни 14 соединяют с соответствующими пассивны1523952 6 ми захватами 3. При незафиксированных крутящей нагрузки, à перераспределя платформах 11 винты 7 с шестернями 8 ется энергия сжатия соответствующей и активными захватами 2 перемещаются пружины 13, т.е. происходит приращение вдоль колеса 15 и сжимают соответст- только осевой деформации оставшихся вующие пружины 13, которые передают 5 образцов 4. осевые нагрузки на соответствующие образцы 4. Для нагружения последних Таким образом, взаимодействие докручением дополнительные шестерни 14 полнительных шестерен 14 с приводом разъединяют с соответствующими пассив- вращения винтов 7 в процессе испытания

10 ными захватами 3, фиксатором 12 фик- обеспечивает энергообмен между насируют соответствующие платформы ll гружающей системой и группой образцов от поворота вокруг осей винтов 7, при изменяющемся в процессе нагружеа гайки 5 освобождают от соответствую- ния соотношение между осевой и крущих фиксаторов б. При этом вращение

l5 тящей нагрузками при условии фиксишестерен 8 приводит к закручиванию рования постоянного уровня крутящей соответствующих пружин 13, что приво- нагрузки, что обеспечивает расширение дит к скручиванию образцов 4. Для на- эксплуатационных возможностей устагружения последних совместным круче- новки, нием и осевой нагрузкой фиксаторами б 20 фиксируют соответствующие гайки 5 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я от поворота вокруг их оси, фиксаторами 12 фиксируют соответствующие плат- 1. Установка для испытания материаформы 11 от поворота вокруг осей вин- лов на прочность при совместном дейсттов 7, а дополнительные шестерни 14 25 вии кручения и осевой нагрузки, содерразьединяют с соответствующими пас- жащая корпус, установленные в нем пассивными захватами 3. При этом при сивный и активный захваты для образца вращении шестерен 8 происходит пере- материала, связанный с активным замещение винтов 7 и сжатие пружин 13 хватом нагружающий винтовой механизм„ и одновременное закручивание послед- гайка которого установлена на корпусе

У них, а образцы 4 нагружаются совмест- с возможностью фиксированного повороным действием кручения и осевых на- та вокруг своей оси, платформу, устагрузок. Для изменения в процессе на- новленную с возмо,кностью фиксировангружения соотношения между осевой и ного поворота вокруг оси винта и крутящей нагрузками на определенном жестко связанную с пассивным захватом, уровне фиксируют уровень крутящей З5 цилиндрическую пружину, установленную нагрузки, для чего соответствующую между платформой и одним из захватов, дополнительную шестерню 14 соединяют и привод вращения винта, включающий с пассивным захватом 3. В результате шестерню, закрепленную на винте о т1 одновременного вращения шестерен 8 л и ч а ю щ а я с я тем, что с це40 у и 14 даннои пары захватов 2 и 3 про- лью расширения эксплуатационных возисходит догружение соответствующего можностей путем обеспечения энергообобраэца 4 только осевой нагрузкой за мена между нагружающей системой и счет дальнейшего сжатия соответст- группой образцов при изменяющемся в вующей пру>нины 13. По мере роста осе- процессе нагру>кения соотношении между вых усилий на образцах 4 перемещает- осевой и крутящей нагрузками при фик45 ся траверса 10 и деформируется пру- сированном постоянном уровне крутящей жина 17, аккумулируя при этом энер- нагруэки, активный захват закреплен гию нагружающей системы. При разру- на шестерне привода вращения винта

l шении отдельных образцов происходит пружина установлена между платформой догрузка остальных образцов 4 осевой и пассивным захватом, а установка

50 нагрузкой за счет энергии пружи- снабжена установленными аналогично ны 17. При этом передача крутящего основной дополнительными парами заусилия при разрушении одного из об- хватов, нагружающими винтовыми меха" разцов на другие образцы 4 не проис" ниэмами с установленными на их винтах ходит, поскольку соответствующая до- шестернями, взаимодействующими с при55 полнительная шестерня 14 продолжает водом пружинами, и платформами по вращение вокруг своей оси и фиксирует числу пар дополнительных захватов

1 заданный в процессе нагружения уровень парами направляющих, закрепленных на

1523952

Составитель И. Матюшин

Редактор Н.Бобкова Техред к.Кравчук Корректор M.Ïoæo

Заказ 7035/45 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитега по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )i(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул.Гагарина, 101 соответствующих шестернях параллельно оси их винтов, и фиксаторами крутящей нагрузки по числу пар захватов, выполненными в виде установленных с возможностью фиксированного перемещения и взаимодействия с соответствующими пассивными захватами на соответствующих направляющих дополнительных шестерен, диаметр которых равен диаметру соответствующих шестерен-винтов, а привод вращения винта кинематически связан с дополнительными шестернями.

2. Установка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена установленной с возможностью перемещения вдоль оси захватов траверсой, на которой размещены платформы с пассивными захватами, и накопителем энергии, выполненным в виде „ пружины, размещенной между траверсой и корпусом.