Установка для испытания образцов на усталость

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 63 19 ЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 21) 4383177/25-2822) 23.02.8846) 23.10.89. Бюл. ф 39 71) Всесоюзный научно-исследоваельский институт горной геомехан маркшейдерского дела72) Е.В.Лодус53) 620. 178.322(088.8) 56) Авторское свидетельство СССР 1444653, кл, С 01 И 3/32, 1987,(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ(57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов мате"риалов на прочность при циклическомнагружении. Цель изобретения - расширение видов прикладываемых нагрузок путем осуществления нагруаенияобразца не только знакопеременной1516863 51 О 50 осевой, но и пропорциональной ей повеличине и постоянной по знаку боковой нагрузками. Активный захват 2для образца 4 размещен на платформе5, установленной на торце вала 6, скоторым взаимодействует сфера 7 сприводом 8 вращения. Вал Ь соединенс механизмом 10 возвратно-поступательного перемещения, На образце 4установлены 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, 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 эксцент 1риком 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 сим 20 5 30 35 40 45 55 центробежными грузами 16. При осевомсмещении вала Ь вращающаяся вокруг осисимметрии сфера 7 поворачивается вплоскости, проходящей через ось симметрии сферы 7 и оси вала 6. В результате вал 6 начинает вращатьсявокруг своей оси, и центробежныегрузы 16 нагружают образец 4 боковыминагрузками, 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 неподьих ным, так как линейная скорость сферы 7 в точке контакта равна нулю. Включают привод 11 и посредством эксцентрика 12, рамки 13 и толкателя 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 центробежными 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 рузками регулируются скоростью вращения сферы 7; при повышении скорости вращения сферы 7 боковая нагрузка возрастает при тех же значениях осевой нагрузки. Частота нагружений ре гулируется 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 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 воположных знаков. При этом каждой полуволне цикла осевой нагрузки соответствует полуволна цикла боковой нагрузки, изменяющейся от нуля до максимума только в области нагрузок35 одного знака.Распределение боковой нагрузки по периметру образца 4 регулируется мас 3Осами центробежных грузов 16 и радиусами их вращения. Формула и зобретения Установка для испытания образцов на усталость, содержащая основание, активный и пассигный 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, фрикционный элемент выполненвиде 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.ПлешаковТехред 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, Раушская наб., д. 4/5