Установка для испытания материалов на кавитационное разрушение

О П И С А Н И Е 1875264ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСНО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Со 1 оз СоветскикСоциалистическиеРеспублик(51) М. Кл,6 О 1 й 3/56 Ъаударствеииый комитет СССР ао делам изооретеиий и отврмтий(53) УДК 620,178. ,16(088.8) Дата опубликования описания 23,10,81 станция НАТИ(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА КАВИТАЦИОННОЕ РАЗРУШЕНИЕИзобретение относится,к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях различных материалов на стойкость против кавитационйого разрушения.5Известна установка для испытания ,материалов на кавитационное разрушение, содержащая цилиндрическую камеру с рабочей абразивной средой, держатель образца, размещенный в среде,10 генератор импульсов и счетчик импульсов 11.Недостатком этой установки является низкое качество испытаний из"за недостаточной точности воспроизве 15 дения в лабораторных условиях кавитационных режимов, характерных для работы гидромашин в условиях эксплу" атации.Кроме того, установка не позволяет воспроизводить кавитационное разрушение, сказываемое на материал единичным кавитациоцным ударом жидкости, содержащей абразивные примеси. Цель изобретения - повышение качества испытаний,Эта цель достигается тем, что установка снабжена размещенным коаксиалько камере стаканом с лопатками повнутренней его поверхности, со стороны держателя образца, приводом вращения стакана, стойками, жестко закрепленными перпендикулярно на днекамеры внутри стакана, плитой, размещенной на стойках с возможностью относительного перемещения, двумя экранами, установленными на плите со сто.роны держателя образца с возможностью перемещения по ее поверхности,разрядником; размещенным на плитемежду экранами и электрически связанным с генератором импульсов, и приводом вращения держателя образца, электрически связанным с генератором импульсов. На чертеже представлена установка,общий вид.Установка содержит камеру 1, заполненную абразивной средой 2 с абразивом 3. Внутри камеры 1 размещен стакан 4, верхняя часть которого соединена с валом 5 привода 6 вращения стакана, В основании 7 камеры 1 выполнено отверстие для вала 8, одним концом кинематически связанного с приводом 9 держателя 10 образца На стойках 11 и 12, закрепленных на основании 0 7, установлена плита 13, которая может перемещаться по указанным стойкам относительно основания 7 камеры и фиксироваться в заданном положении стопорами 14 и 15. На плите 13 выполнены направляющие ( на чертеже не показаны 1 для двух экранов 16 и 17, которые с помощью приводов 18 и 19, установленных на подвижной плите 13, могут перемещаться по этим направляющим, На плите 13 между экранами 16 и 1.7 раз. мещен разрядник, содержащий два электрода 20 и 21, закрепленных в держателях 22 и 23, установленных на пли 1те 13. Установка содержит также генератор 24 импульсов, подключенный к электродам 20 и 21 и имеющий счетчик 25 импульсов. Испытываемый образец 26 закрепляется на держателе 10 образцов. В качестве привода 9 держателя образца может быть установлен шаговый электродвигатель, цепь управления которого через элемент 27 задержки подключена к генератору 24 импульсов.35На внутренней поверхности стакана 4 закреплены лопатки 28. Для доступа к приводам 18 и 19, а также к стопорам 14 и 15 в стакане 4 выполнены40 окна (на чертеже не показаны). Экраны 16 и 17 выполнены в виде пластин с плоскими или криволинейными стенками,Установка работает следующим образом.45Перед началом испытаний подвижную плиту 13 опускают и фиксируют на стойках 11 и 12, так, чтобы между экранами 16 и 17 и поверхностью образца 26 оставался минимальный зазор, 50 обеспечивающий беспрепятственное вращение образца 26; Перемещая электроды 20 и 21 в держателях 22 и 23 и сами держатели 22 и 23 по подвижной плите 13, устанавливаюг необходимое 55 положение электродов 20 и 21 относительно поверхности образца 26. С по 1 мощью приводов 18 и 19 экраны 16 и 17 располагают на заданном расстоянии от электродов 20 и 21.Включают привод 6, вращающий стакан 4, лопатки 28 которого перемеши"вают абразив 3, При подаче импульсаот генератора 24 между электродами 20 и 21 образуется электрический разряд, создающий в жидкости сферическую волну, распространяющуюся по всем/направлениям. Отразившись на экранах1 8 и 1 7, сферические волны складываются в определенном месте, вызываютлокальное повышение давления, формирующее кумулятивную струю жидкости,направленную на испытываемый образец.Под действием этой кумулятивнойструи в сочетании с абразивом 3 образец 26 подвергается кавитационномуразрушению, После окончания ударакумулятивной струи привод 9 под действием импульса, поступающего наего цепь управления через элемент 27задержки, поворачивает испытываемыйобразец 26 на определенный угол, подготавливая образец 26 для следующегоудара кумулятивной струи жидкости.Осуществив заданное число ударов,регистрируемое по счетчику 25 импульсов, испытываемый образец 26вынимают из камеры . При этом наиспытываемом образце образуются распеложенные по окружности впадины отединичных воздействий кавитационныхударов. Измеряя параметры впадин,оценивают стойкость материала против кавитационного разрушения. Интенсивность воздействия кавитационного удара кумулятивной струи жидкости удобно предварительно подбирать экспериментально на образцеиз мягкого пластичного материала,например свинца, обладающего малойстойкостью против кавитационного разрушения,При этом величина впадинпропорциональна силе удара, котораязависит от расстояния экранов 16 и17 до электродов 20 и 21 и от расстояния от электродов до поверхности образца 26. Изменяя эти расстояния,а также энергию разряда, можно добиться требуемой силы удара,Технико-экономический эффект отвнедрения предложенной установки состоит в повьппении долговечности гидромашин, работающих в условиях кавитационного разрушения.Формула изобретенияУстановка для испытания материалов на кавитационное разрушение,752 б 4 15 ВНИИП Подписно аказ 932368 Тираж лиал ППП Патент", г, Ужгород ул. Проектная содержащая цилиндрическую камеру срабочей абразивной средой, держательобразца, размещенный в среде, генератор импульсов и счетчик импульсов,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повьпрения качества испытаний, она снабжена размещенным коак"сиально камере стаканом с лопаткамипо внутренней его поверхности со стороны держателя образца, приводомвращения стакана, стойками, жесткозакрепленными перпендикулярно на днекамеры внутри стакана, плитой, размещенной на стойках с возможностью относительного перемещения, двумя зкранами, установленными на плите состороны держателя образца с возможностью перемещения по ее поверхности,разрядником, размещенным на плите между экранами и электрически авязаннымс генератором импульсов, и приводомвращения держателя образца, электрически связанным с генератором импульсов1 О Источники информации;принятые во внимание при экспертизе 1. Киэпп Р. и др, Кавитация. М., "Мир", 1974, с. 450, Фиг. 9, 8 (прототип),