Устройство для испытаний материалов на усталость при кручении

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСГ 1 УБЛИН 3/ сссрРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСНОМУСВИД ог дова- ехани во СС81 в УСТР 0 ЙСТВ 0ОВ НА УСТАЛОСТЬе захваты образи взаимодействуюпластину, предначи нагрузки наа ю щ е е с яширения возможня образца симме ДЛЯ ИСПЫТАНИЙРИ КРУЧЕНИИ а, силовозщую с ним(э 4)(57) МАТЕРИАЛ содержащ будитель упругую: для перед о т л и целью р значе образе тем, чт остей п а н тричн Ю(71) Всесоюзный ордена ТрудоКрасного Знамени научно-исслтельский институт горной геоми маркшейдерского дела(прототип). ЯО 113219 и асимметричными знакопеременными циклами напряжений с различными эако нами и частотами их изменения, силовозбудитель выполнен в виде пары находящихся в зацеплении зубчатых колес с приводом их вращения, имеющих упоры на их плоских поверхностях установленные с возможностью измене- ния расстояний от упоров до осей ращения соответствующих колес, а пластина установлена в плоскости симметрии зубчатых колес с возможностью взаимодействия с упорами.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что пластина выполнена изменяемой длины.3. Устройство по п. 1, о т л и. - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью нагружения образца циклическими . напряжениями с различной амплитудой) оно снабжено средством изменения жесткости пластины.Изобретение относится к испытательной технике, а именно, к устройствам для усталостных испытанийматериалов при кручении,Известно устройство для испытаний 5материалов на усталость при кручении, содержащее захваты образца,сйтовозбудитель в виде вращающегосяот привода эксцентрика и взаимодействующую с ним одним концом упругую 1 Опластину, другим через коромысло,винты и каретки, связанную с образцов и предназначенную для передачинагрузки на образец симметричнымизнакопеременными циклами, изменяющимися только по синусоиде 11.Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет нагружать образцы симметричными и асимметричными циклами напряжений с раз Оличными законами, частотами иамплитудами их изменения,Цель изобретения - расширение воэ.можностей устройства путем нагружения образца симметричными и асимметричными знакопеременными цикламинапряжений с различными законами,частотами и амплитудами их изменения.Указанная цель достигается тем,что в устройстве для испытанийматериалов на усталость при кручении, содержащем захваты образца,силовозбудитель и взаимодействующу 1 ос ним упругую пластину, предназначенную для передачи нагрузки на образец,З 5силовозбудитель выполнен в виде парынаходящихся в зацеплении зубчатыхколес с приводом их вращения, имеющих упоры на их плоских поверхностях,установленные с воэможностью измене Ония расстояний от упоров до .осей.вращения соответствующих колес, апластина установлена в плоскости симметрии зубчатых колес с воэможностьювзаимодействия с упорами.451Пластина может быть выполнена изменяемой длины.Кроме того, с целью нагруженияобразца циклическими напряжениями сразличной амплитудой, устройствоснабжено средством изменения жесткос г.ти пластины;На фиг. 1 изображена схема уст. -ройства; на фиг. 2 - то же, видсбоку.55Устройство содержит станину 1,пассивный захват 2, выполненный ввиде цилиндра с призматическим осевым отверстием под головку образца 3 изакрепленный одним торцом .на станине1, активный захват 4, выполненный ввиде стакана с призматическим осевымотверстием в днище под другую головку образца 3 и надетый соосно со.стороны открытого торца на пассивныйзахват 2, фиксирующий болт 5 на активном захвате 4, который входит вкольцевую выточку б пассивного захвата 2, обеспечивая только взаимныйповорот захватов 2 и 4, упругуюпластину 7, выполненную с возможностью изменения ее изгибной жесткости,например, в виде двух слоев, одиниз которых состоит из двух частей,при необходимости соединяемых спомощью винта 8. Один конец пластины7 связан с активным захватом 4, адругой - с насадкой Э, обеспечивающей изменение длины пластины.Силовозбудитель устройства выполнен в виде пары находящихся в зацеплении зубчатых колес 10 и 11 с приводом их вращения, состоящим изэлектродвигателя 12 и редуктора 13.На плоских поверхностях зубчатыхколес 10 и 11 имеются упоры,количество которых может бытьразличным, например, упоры 14 и 15на колесе 10 и упоры 16 и 17 на колесе 11, которые могут устанавливатьсяна различных расстояниях от осейколес, например в отверстиях 8, иимеют возможность контактироватьс насадкой 9 упругой пластины 7,симметрично расположенной относительно зубчатых колес 10 и 11,Устройство работает следующимобразом.Образец 3 размещают в захватах 2 и 4 и включают электродвигатель 12, который через редуктор 13 приводит во вращение пару зубчатых колес 10 и 11. При этом упоры 14-17 поочередно контактируют с насадкой 9 упругой пластины 7 и иэгибают ее, стремясь повернуть пластину вокруг оси симметрии образца 3, а вместе с ней и один конец образца 3, связанный с активным захватом 4 относительно неподвижного его конца, связанного с пассивным захватом 2.Таким образом, происходит нагружение образца крутящими моментами вплоть до его разрушения. Поколичеству циклов нагружения судят о выносливости материала образца., ул,Проектн Закон нагружения образца задают расположением упоров 14-17 в реэьбовьж отверстиях 18 на поверхностях колес О н 11 и длиной сменной насадки 9 во время остановки привода. 5Если длина пластины 7 обеспечивает плавный ее контакт с упорами, например 14 и 16, которые находятся на одинаковых расстояниях от осей вращения соответствующих колес 10,11 и О жесткость пластины при изгибе остается постоянной, то образец 3 нагружается симметричными знакопеременными синусоидальными циклами напряжений. Если задан асимметричный цикл нагру жения образца 3, то упоры на колесах 10 иразмещают в отверстиях 18, находящихся на различных расстояниях от их осей. Уменьшая длину пластины 7, осуществляют срыв ее с упора и тем самым воспроизводят заданное .мгновенное ступенчатое/разгружение образца 3 в цикле. Заданную частоту циклов нагружения образца 3 получают путем изменения частоты вращения привода.Необходимую амплитуду циклических напряжений получают изменением жесткости упругой пластины 7, соединяя или разъединяя один нз ее слоев, оставляя между ними заданный зазор или обеспечивая заданную степень поджатия винтом 8. Изобретение позволяет проводить испытания различных, материалов на усталость при кручении образцов, нагружая их симметричными и асимметричными циклами напряжений с различными законами, частотами и амплитуда ми их изменения, и приблизить тем самым условия испытания материалов к реальным условияи нагружения, встречающимся для большого числа деталей машин и механизмов.