Установка для испытания материалов на усталость

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 50 С 01 Н 3/ КОМИТЕТ СССРРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ГОСУДАРСТВЕН ГЮ ДЕЛАМ ИЗ ОБРЕТЕНИВЩПВЪСТВУ(71) Всесоюзный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский институт горной геомехани маркшейдерского дела(56) 1. Тимощук Л.Т, и др. Испытастали повторными растягивающими урами,- Сборник трудов ЦНИИЧИ, "Нометоды испытаний металлов", ч. 2,вып. 32. И., 1963, с. 146-148.2. Патент ГДР У 57726,кл. 42 К 34/04, 1967 (прототип) . ОПИ САНИК АВТОРСКОМ(54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ, содержащая основание, установленный на нем горизонтальный вал, привод вращения вала и радиально расположенные тяги с захватами для крепления образца, одна из которых соединена с валом, и устройство для нагружения образца, , о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с. целью проведения испытаний на усталость при чередующихся изгибающей и ударной растягивающей нагрузках, вал выполнен со сквозным радиальным отверстием, в котором с возможностью перемещения установлена тяга,.а устройство для нагружения образца содержит два груза, закрепленных на сво. бодных концах тяг.1099240 ния с грузами. 1 О 30 35 40 45 2, Установка по п. 1, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюпроведения испытаний на усталостьпри чередующихся изгибающей и ударной ФИзобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов,а именно к установкам для испытанияматериалов на усталость.Известна установка для испытанияматериалов на усталость, содержащаясбрасываемый груз, раму с вертикальными направляющими для груза, взаимодействующую с грузом наковальню,захваты для крепления образца испытуемого материала, один из которых закреплен на верхней части рамы, а второй связан с наковальней, и механизмподъема и сброса груза, Установкапозволяет проводить испытания материалов на усталость при действии растягивающих ударных нагрузок 1 13Наиболее близкой по техническомусуществу к изобретению является установка для испытания материалов наусталость, содержащая основание, установленный на нем горизонтальныйвал, привод вращения вала и радиально расположенные тяги с захватамидля крепления образца, одна из которых соединена с валом, и устройстводля нагружения образца.Устройство для нагружения образ"ца содержит один груз, закрепЛенныйна свободном конце второй тяги. Установка позволяет проводить испытанияматериалов на усталость при действииизгибающих нагрузок23.Недостатком известных установокявляется невозможность проведенияиспытаний материалов на усталостьпри чередующихся изгибающей и осевойударной нагрузках. Такого вида испы"тания необходимы для исследованияработы шахтной крепи вблизи очистныхвыработок,Целью изобретения является проведение испытаний на усталость при чередующихся изгибающей и ударной растягивающей или сжимающей нагрузках.Поставленная цель достигается тем,что в установке для испытания материсжимающей нагрузках, она снабженасъемной наковальней, расположеннойна основании с возможностью соударе 2алов на усталость, содержащей основание, установленный на нем горизонтальный вал, привод вращения вала и ,радиально расположенные тяги с захва 5 тами для крепления образца, одна из которых соединена с валом, и устройство для нагружения образца, вал выполнен со сквозным радиальным отверстием, в котором с возможностью перемещения установлена тяга, а устройство для нагружения образца содержитдва груза, закрепленных на свободных концах тяг,Установка может быть снабженасъемной наковальней, расположеннойна основании с возможностью соударения с грузами. Это позволяет проводить испытания на усталость при чередующихся изгибающей: и ударной сжимающей нагрузках.Такая конструкция установки обеспечивает приложение к образцу ударных осевых нагрузок в моменты, когда тяги принимают вертикальное положение и падают вместе с грузами, один из которых соударяется либо с валом,либо с наковальней, причем в эти моменты изгибающая нагрузка равна нулю.На фиг, 1 схематически изображена описываемая установка, общий вид, (для случая испытания на усталость нескольких образцов); на фиг, 2 -разрез А-А на фиг, 1 Установка содержит основание 1, установленный на нем горизонтальный вал 2, привод вращения вала 2, включающий редуктор 3 и двигатель 4, радиально расположенные тяги 5 и 6 с захватами 7 для крепления образцов 8 и устройство для нагружения образцов 8 в виде двух грузов 9 и 10, закрепленных на свободных концах тяг 5 и 6. Вал 2 выполнен со сквозными радиальными отверстиями 11, в которых с воэможностью перемещения установлены тяги 5 и 6. Установка также снабжена съемной наковальней 12, рас.ужгород, уд,Проекты ППШ ффша 3 10992 положенной на основании 1 с возможностью соударения с грузами 9 и 10.Установка работает следующим образом.При включении двигателя 4 вал 2 через редуктор 3 приходит во вращение, при этом тяги 5 и 6 вместе с образцами 8 поворачиваются, и грузы 10 .создают на образцах 8 изгибающий момент, сначала увеличивающийся, при 1 ООподъеме до угла 90, затем уменьшающийся. При повороте вала 2 на угол, близкий к 180, тяги 5 и 6 вместе с образцами 8 и грузами 9 и 10 скользят в отверстиях1 вала 2 вниз, и 15 в нижней точке груз О тормозится о вал 2, а груз 9 продолжает свое движение по инерции и сообщает образцу 8 растягивающую нагрузку, величина которой пропорциональна весу груза 9. 20 При дальнейшем повороте вала 2 образцы 8 вновь испытывают изгибающий момент от груза 9, а затем растягивающую нагрузку от груза 10, Такой вид/испытаний осуществляется на трех 25 левых образцах. Крайний правый образец, приходящийся на отверстие 11 вала 2, под которым установлена наковальня 12, испытывается при изгибе с ударной сжимающей нагрузкой. Здесь при повороте вала 2 на каждые 180 происходит удар нижним грузом 9 о наковальню 12, а верхний груз 10 в это время сообщает образцу сжимающееусилие, пропорциональное весу груза 10. Величины изгибающих моментов подбираются изменением длин тяг 5 и 6 и весов грузов 9 и 10, величины осевых нагрузок подбираются весами грузов 9 и 10. Для уменьшения величины крутящего момента на валу 2 отверстия 11 в нем высверливаются под углом одно к другому,Преимущество предлагаемой установки заключается в расширении видов испытаний и приближении тем самым условий проведения эксперимента к условиям реальной работы материала, что значительно повышает достоверность и надежность получаемых результатов.