Установка для испытаний материалов на усталость

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) Я,М 3/34 1)5 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ включении двигателя 13 приводятся во вращение образец 2, ведомый шпиндель 11 и корпус 21 возбудителя динамический колебаний. Две шестерни 26 и 27 обкатываются по неподвижной третьей шестерне 28, чем обеспечивается вращение в одну сторону двух эксцентриков 24 и 25. Вертикальные составляющие центробежных сил создают в плоскости вращения пару сил, которая через корпус возбудителя нагружает образец 2 циклическим крутящим моментом, С помощью муфты 32 приводят во вращение шестерню 28 двигателем 33, изменяя частоту и направление вращения, т.е. величину крутящего момента и частоту нагружения. 1 ил,вкам ь при ии и про- При ОЯ 77 78(Л ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Институт проблем прочности(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА.УСТАЛОСТЬ(57) Изобретение относится к устано для испытаний материалов на усталост чистом сдвиге и статическом нагружен позволяет расширить диапазон частот кладываемых крутящих моментов. 1835500 АИзобретение относится к испытательной технике, э именно к установкам для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе и статическом осевом нагружении,Целью изобретения является расширение диапазона частот прикладываемых крутящих моментов,На чертеже изображена кинематическая схема установки.Установка содержит основание 1, устройство для нагружения образца 2 чистымизгибом, включающее тяги 3 и 4, траверсу 5 и подвеску 6 с грузом 7, зажимы 8 и 9 образца 2, установленные в ведущем 10 и ведомом 11 шпинделях, корпус 12 первого из которых шарнирно соединен с основанием 1, и приводной двигатель 13, вал 14 которого посредством муфты 15 соединен с ведущим шпинделем 10, на котором закреплен маховик 16, центр тяжести которого расположен на пересечении осей вращения и поворота шпинделя 10.Установка содержит также устройство для осевого нагружения образца в виде пру-. жины 17 и гайки 18, Корпус 19 шпинделя 11 установлен с возможностью осевого перемещения в гильзе 20, которая шарнирно соединена с основанием 1, Кроме того, установка содержит возбудитель динамических колебаний, корпус 21 которого жестко закреплен на конце ведомого шпинделя 11 и содержит две оси 22.и 23, проходящие параллельно оси вращения веЧомого шпинделя 11, на которых соответственно расположены эксцентрики 24 и 25 и две шестерни 26 и 27, связанные между собой третьей шестерней 28, закрепленной на валу 29, установленном соосно со,шпинделем 11, в подшипниковом узле 30.Вал 29 снабжен механизмом торможения, например, в виде электромагнитной муфты, подвижная часть 31 которой закреплена на валу 29, а неподвижная 32 - . в корпусе 19 ведомого шпинделя 11, и соединен с валом двигателя 33, также установленным на корпусе 19.Установка работает следующим образом.Образец 2 закрепляют в зажимах 8 и 9. Установкой груза 7 на подвеску 6 производят нагружение образца 2 чистым изгибом и включают приводной двигатель 13, который приводит во вращение образец 2. Вращение от ведомого шпинделя 11 передается через корпус 21 возбудителя динамических колебаний шестернями 26 и 27, которые, обкатываясь по шестерне 28, обеспечивают вращение в одну сторону двух эксцентриков 24 и 25, чем достигается уравновешивание горизонтальных составляющих центробежных сил. Вертикальные составляющие этих сил создают в плоскости вращения пару сил, которая через корпус возбудителя 21 нагру жает образец 2 крутящим моментом, т.е,эксцентрики размещены таким образом, что силы инерции создают синусоидально изменяющийся крутящий момент относительно оси ведомого шпинделя, в результате чего возбудитель совершает угловые колебания относительно своей продольной оси. При этом маховик 16, обладая большой инерцией, служит массой, относительно которой закручивается образец.Установка может работать в четырех режимах.При первом режиме работы электродвигатель 33 не вращается, электромагнитная муфта 32 отключена. В этом случае скорость вращения ведущего шпинделя 10, маховика 16, образца 2 ведомого шпинделя 11 возбудителя динамических колебаний 21, вала 29 электродвигателя 30 с полумуфтой 31 определяется скоростью вращения п 1 вала 14 приводного двигателя 13, Образец 2 подвергается круговому изгибу с наложением осевой растягивающей силы путем сжатия пружины 17 гайкой 18.Второй режим работы установки обес. печивается включением электромагнитноймуфты, при этом из-за сцепления полумуфт 31 и 32 вал 29 электродвигателя 30 жестко зэщемляется, обеспечивая неподвижность шестерни 28 возбудителя динамических колебаний, Корпус 21, вращаясь со скоростью, равной скорости вращения п 1 вала 14 приводного двигателя 13; обеспечивает обкатывание шестерен 26 и 27 по неподвижной шестерне 28, а следовательно, и вращение эксцентриков 24 и 25. В этом случае образец 2 подвергается круговому изгибу с наложением осевой растягивающей силы от пружины 17 и циклически изменяющегося крутящего момента, амплитуда которого определяется частотой возбуждения п 1,При третьем режиме работы установки электромагнитная муфта отключена, а вал 14 приводного двигателя 13 и вал 29 двигателя 30 ведомого шпинделя 11 вращаются в одну сторону соответственно со скоростью п 1 и п 2. В этом случае частота вращения эксцентриков 24 и 25, а следовательно, и амплитуда крутящего момента определяются разностью скоростей п 1 и пъ т.е. образец будет подвержен действию кругового изгиба с частотой, равной частоте п 1 вращения приводного двигателя, и действию крутящего момента с частотой, равной частоте пр вращения дополнительного двигателя,1835500 Ф ар мула изобретен ия Установка для испытаний материалов на усталость, содержащая основание, обойму, ведущий и ведомый шпиндели, корпус первого из которых связан с основанием посредством шарнирной опоры, а корпус второго установлен с возможностью осевого перемещения в обойме, связанной с осСоставитель Н.МузыкаТехред М,Моргентал Корректор С.Лисина Редактор М. Кузнецова Заказ 2980 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 При равенстве скоростей п 1 - п 2 крутильных колебаний ведомого шпинделя не будет и образец будет подвержен действию только кругового изгиба.В четвертом режиме работы установки вала 14 и 29 двигателей 13 и 30 вращаются в противоположные стороны. В этом случае частота вращения эксцентриков 24 и 25 будет равна сумме скоростей п 1 и п 2, т.е. образец будет подвержен действию кругового изгиба с частотой, равной п 1, и действию крутящего момента с частотой, равной п 1+ п 2Таким образом, предлагаемая установка позволяет расширить функциональные возможности, поскольку испытания образцов на чистый изгиб можно проводить при действии статической осевой нагрузки, кругового изгиба и циклически изменяющегося крутящего момента, частоту которого можно изменять в широких пределах,нованием посредством шарнирной опоры, зажимы образца материала, закрепленные на шпинделях, устройство для статического нагружения, выполненное в виде раэме щенной на корпусе ведомого шпинделя подпружиненной к обойме гайки, устройство для нагружения чистым изгибом, приводной двигатель, связанный с ведущим шпинделем, вал с шестерней, жестко закрепленный 10 на корпусе ведомого шпинделя соосно сним, и устройство для циклического кручения, выполненное в виде закрепленного на ведущем шпинделе маховика, центр тяжести которого расположен в точке пересече ния шарнирной опоры и оси шпинделей, ивозбудителя динамических колебаний, имеющего корпус, жестко закрепленный на ведомом шпинделе, и две параллельные валу оси с закрепленными на каждой из них по 20 крайней мере по одному эксцентрику и поодной шестерне, связанной с шестерней вала, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем расширения диапазона частот 25 прикладываемых крутящих моментов, онаснабжена соединительной муфтой, одна часть которой закреплена на валу с шестерней, и приводом вращения, на выходном валу которого закреплена другая часть сое динительной муфты.