Установка для механических испытаний материалов

,БО 13 О 5566 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики имаркшейдерского дела(56) Авторское свидетельство СССРР 1218313, кл, С 01 Б 3/08, 1984.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет приблизить условия испытания к реальнымпутем обеспечения нагружения образцаударными и пульсирующими нагрузками(ПН) при регулируемом соотношениичастот нагружения и силы удара, Дляэтого установка снабжена установлен1305566 ной на вертикальных направляющих 2тележкой (Т) 11 со стопором (С) 13 ееперемещения, имеющим противовес 14,пружину 15 и упор 16 для его срабатывания с винтом 17. На Т 11 размещеныгруз 21, червячные колеса 12 и винт3, связанный с приводом 22 вращенияи через вилку 8 вращения - с торцовым кулачковым механизмом 7. С помощью винта 17 устанавливают упор 16в положение, обеспечивающее необходимое соотношение между частотами ПН иударной нагрузки и силой удара. Приизвестном шаге резьбы винта 3 времяподъема Т 11 до момента срабатыванияС 13 выбирают таким, чтобы эа это 1Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов горных пород и других материалов на прочность при действии усталостной одноосной нагрузки.Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальным путем обес печения нагружения образца пульсирую. - щими и ударными нагрузками при регули руемом соотношении частот нагружения и силы удара.На чертеже показана схема установфки для механических испытаний материалов, 15Установка содержит основание 1 с вертикальными направляющими 2, винт 3, захваты 4 и 5 для образца 6, торцовый кулачковый механизм 7, соединенный с торцом винта 3 вилкой 8 вра О щения и с захватом 4 через рычаг 9, предотвращающий поворот захвата 4 относительно центратора 10 при вращении кулачкового механизма 7, грузовую тележку 11, установленную с возможностью перемещения по направляющим 2, червячные колеса 12, размещенные на грузовой тележке 11 и сцепленные с винтом 3, стопор 13, включающий противовес 14 и пружину 15 и взаимодейст 30 вующий с одним из червячных колес 12, упор 16 для срабатывания стопора 13, установленный на одной иэ направляю-. щих 2 с возможностью регулировки повремя винт 3 совершил количество оборотов, обеспечивающее нужное количество циклов ПН. При вращении винта 3вилка 8 вращает механизм 7, которыйперемещает установленный в захватах4 и 5 образец 6 и деформирует силовуюпружину 19, соединенную с захватом 5.В результате на образце 6 возникаетПН. Упор 16 поворачивает С 13. Пружина 15 переходит через ось поворотаС 13 и фиксирует его в открытом положении, а Т 11 с грузом устремляетсявниз и наносит удар по механизму 7.Последний вместе с вилкой 8 смещаетсяв сторону и наносит удар по образцу6. 1 ил,ложения посредством винта 17 по шкале 18, силовую пружину 19 с регулирующим ее поджатие винтом 20, соединенную с захватом 5, груз 21, установленный на тележке 11, привод 22 вращения, связанный с винтом 3, и распорный клин 23, предназначенный для удержания грузовой тележки 11 в нижнем положении,Установка работает следующим образом.С помощью винта 17 устанавливают упор 16 в положение, обеспечивающее требуемое соотношение между частотами пульсирующей и ударной нагрузок и силой удара, контролируя положение упора 16 по шкале 18, Соотношение между этими величинами выбирается из следующих соображений. При известном шаге резьбы винта 3 подъем тележки 11 до момента срабатывания стопора 13 выбирается таким, чтобы за время подъема тележки 11 винт 3 совершил количество оборотов, обеспечивающее нужное коли-. чество циклов пульсирующей нагрузки, Удаляют распорный клин 23. Включают привод 22, При вращении винта 3 вилка 8 вращает кулачковый механизм 7 с торцовым кулачковым профилем. Кулачок перемещает рычаг 9 с захватами 4 и 5 и образцом 6 вдоль оси центратора 10 и деформирует силовую пружину 19, в результате чего на образце 6 возникает пульсирующая нагрузка с частотой, 1305566определяемой скоростью вращения винта 3 и профилем кулачкового механизма 7, Одновременно стопор 13 удерживает от вращения одно из червячныхколес 12, в результате чего грузоваятележка 11 с грузом 21 поднимается,вверх до момента соприкосновениястопора 13 с упором 16. К моментусрабатывания стопора 13 винт 3 черезкулачковый механизм 7 сообщает образцу б заданное количество пульсаций,приходящееся на одно ударное нагружение, Упор 16 поворачивает стопор 13,пружина 15 переходит через ось пово -рота стопора 13 и фиксирует его в открытом положении. Грузовая тележка11 вместе с грузом 21 устремляетсявниз и наносит удар по кулачковомумеханизму 7, который по вилке 8 смещается в направлении захвата 4 и наносит удар по образцу б. В момент нанесения удара в результате резкого торможения тележки 11 противовес 14 стопора 13 поворачивает его в закрытоеположение, а пружина 15 переходит ось 25поворота стопора 13 в обратном направлении и фиксирует стопор 13 в закрытом положении. Колесо 12 стопоритсяи тележка 11 начинает свой подъемвверх при непрерывном вращении винта 303. Так осуществляется пульсирующеенагружениеобразца 6 .с его ударнымнагружением при определенном соотношении частот нагружений.Для изменения соотношений частот нагружения 35вращают винт 17 и изменяют положениеупора 16, а также уровень подъематележки 11 до срабатывания упора 16,т.е. изменяют число оборотов винта 3до полного подъема тележки 11. С увеличением уровня подъема тележки 11увеличивается сила удара, с уменьшением подъема сила ударов падает.Таким образом, соотношение частотсвязано с силой ударов так, что чем 45больше пульсирующих нагружений приходится на один удар, тем больше силаэтого удара, и регулируется это соотношение изменением положения упора16. Осуществляется нагружение, соответствующее режиму работы в натурныхусловиях: чем реже происходят обрушения кровли, тем больше обнажение,больше циклов нагружения при отработке, больше сила удара при обрушении, 55Для сохранения силы удара при изменении соотношения частот нагруженийизменяют массу груза 21,Нижний предел пульсирующей нагрузки задают поджатием винта 20, верхний предел - характеристикой силовой пружины 19 и профилем кулачкового механизма 7. Частота нагружения изменяется скоростью вращения винта 3 приводом 22,Для работы установки в режиме пульсирующей нагрузки без ударных нагружений устанавливают распорный клин 23, а стопор 13 устанавливают в открытое положение. В этом случае тележка 11 с грузом 21 удерживается клином 23 в нижнем положении и не совершает подъема вверх, а образец 6 нагружается пульсирующей нагрузкой кулачковым механизмом 7.Для работы .установки в режиме ударных повторных нагружений без пульсирующей нагрузки удаляют вилку 8 вращения и распорный клин 23. В этом случае вращение винта 3 не приводит в действие кулачковый механизм 7, а тележка 11 с грузом 21 работает в режиме повторных ударных нагружений. Формула и з обретения Установка для механических испытаний материалов, преимущественно горных пород, содержащая основание с вертикальными направляющими, захваты для образца, винт, связанный с одним из захватов, червячные колеса, входящие в зацепление с винтом, торцовый кулачковый механизм, соединенный с винтом, и привод вращения, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к реальным путем обеспечения нагружения образца пульсирующими и ударными нагрузками при регулируемом соотношении частот нагружения и силы удара, она снабжена грузовой тележкой, установленной с возможностью перемещения по вертикальным направляющим, стопором перемещения грузовой тележки, упором для срабатывания стопора, установленным с возможностью изменения гголожения на одной из направляющих, и силовой пружиной, связанной с вторым захватом, при этом червячные колеса размещены на грузовой тележке, торцовый кулачковый механизм соединен с торцом винта вилкой вращения и установлен с возможностью взаимодействия с грузовой тележкой, а винт соединен с приводом вращения,