Установка для испытания образцов при нагреве

(51)4 С ГОСУДПО ДЕЛ ЕСОВЗЕЬА БАБ;сЕТЕЛЬСТВУ змом вращеоводным язанным с тепло ния низмом,узки,чиком сполнительным ме ано ком ско креплее ны ханиэо экран в.49-35 2. Установка по п о тл т е т ены параллель си захват в, навыполутреннеи поены по крайн хности пе мере два пр ступа, расп дольн ожен- снаб- одным теплозащитных в ных диаметральн а установким теплопр жена индрич ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Уральский филиал Всесоюзногодважды ордена Трудового КрасногоЗнамени теплотехнического научноисследовательского институтаим. Ф.З, Дзержинского(56) Борздыка А.М. Методы горячихмеханических испытаний металлоМ.: Металлургиздат, 1962, с. 3рис, 287.(54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЬГТАНИ ОБРАЗЦОВ ПРИ НАГРЕВЕ, содержащая основание с установленной на нем печью, в цилиндрическои полости крой размещены нагреватели, термопары, пассивный захват, закрепленныина основании, и активный захват,нагружатель, выполненный в видешарнирно закрепленного на основанирычага, один конец которого соединс активным захватом, а другой - сгрузом, и регулятор нагрузки, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью расширения функциональныхвозможностей путем обеспечения советствия механических нагрузок нер номерному нагреву образца, нагреватели выполнены полыми и установ ЯО 1174825 А краном, размещенным в цилиндричеой полости печи концентрично осиахватов с возможностью вращения округ своеи оси, меха связанным с регулятором насистемой регулирования и длинейных перемещений и датрости деформаций, которыены на регуляторе нагрузкисистему регулирования связполнительным механизмом имом вращения теплопроводно ч а ю щ а я с я тем, что регуляторнагрузки выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого связан с грузом, а система регулирования выполнена в виде двух пусковых блоков,выходы которых связаны с нагревателями, двух задатчиков линейныхперемещений, двух преобразователейсигналов, подключенных к соответствующим входам пусковых блоков,к каждому из которых подключен датчик линейных перемещений, блокасравнения, один вход которого соединен с исполнительным механизмом,а два других - с выходами преобразователей сигналов, регулятора скорости деформации, связанного с выходом блока сравнения и соединенногос датчиком скорости деформациии исполнительным механизмом, блокиратора сигналов, соединенного с выходом регулятора скорости деформации, и блока задержки времени, через который блокиратор сигналов сое динен с механизмом вращения, а термопары подключены к соответствую 1174825щим входам преобразователей сигналов.Изобретение относится к испытательной технике, в частности, к установкам для испытания образцов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем 5 обеспечения соответствия механических нагрузок неравномерному нагреву образца.На чертеже изображена предлагаемая установка (печь изображена в двух проекциях) .Установка содержит основание 1 с рамой 2. На раме 2 закреплена печь 3 с цилиндрической полостью 4, внутри которой размещен пассивный захват 5, установленный на основании 1. На основании 1 закреплен нагружатель, выполненный в виде шарнирно закрепленного рычага 6, один конец которого соединен с ак тивным захватом 7, размещенным в полости 4 печи 3, а другой конец - с грузом 8. Пассивный 5 и активный 7 захваты предназначены для крепления испытуемого образца 9. На 5 внутренней поверхности печи 3 выполнены по крайней мере два продольных теплозащитных выступа 10 и 11, разделяющих поло сть 4 на р азличные температурные зоны А и Б. Нагрева тели 12, установленные параллельно оси захватов 5 и 7, подключены к источнику напряжения (не показан) и могут служить как для нагрева, так и для охлаждения испытуемого образца 9.,В полости 4 печи 3 установлен цилиндрический теплопроводный экран 13, размещенный концентрично оси захватав 5 и 7 и устраняющий локальный перегрев испытуемого 40 образца 9, Экран 13 размещен на подшипйиках 14 с возможностью вращения, вокруг своей оси и связан с механизмом 15 вращения. Регулятор нагрузки выполнен в виде гидроцилиндра 16, шток 17 которого связан с грузом 8, а рабочие полости ",8 и 19 соединены с перепускным клапаном 20, связанным с исполнительным механизмом 21. На гидроцилиндре 16закреплены датчик 22 линейных перемещений и датчик 23 скорости деформации, которые также соединены соштоком 17,Система регулирования выполненав виде пусковых блоков 24 и 25,через выходы которых на нагреватели 12 подается электрическое напряжение или хладагент. Входы пусковыхблоков 24 и 25 соединены с задатчиками 26 и 27 линейных перемещений,датчиком 22 линейных перемещенийи преобразователями 28 и 29 сигналов, входы которых соединены с термопарами 30 и 31, а выходы - с блоком 32 сравнения, Вход блока 32 сравнения с исполнительным механизмом21, а выход - с регулятором 33 скорости деформации, входы которогосоединены с датчиком 23 скоростидеформации исполнительным механиз/мом 21 и задатчиком 34 измененияскорости деформации испытуемогообразца 9. Выход регулятора 33 скорости деформации соединен исполнительным механизмом 21 и блокиратором 35, который в свою очередь через блок 36 задержки времени связанс механизмом 15 вращения тепловогоэкрана 13.Устрановка работает следующимобразом.Испытуемый образец 9 закрепляютв захватах 5 и 7. Задатчиками 26 и 27 линейных перемещений устанавливают промежуточные и конечную величины удлинения образца 9. Например, конечная величина удлинения образца 9 составляет 50 мм, а промежуточные интервалы удлинения составляют по 10 мм каждый, Каждому промежуточному интервалу удлинения задают промежуточные температуры в температурных зонах А и Б печи 3.Например, в интервале удлиненияобразца 0-10 мм в зоне А темпераотура составляет 600 С, и в зонеБф С, а при удлинении 10-20 ммтемпература в зоне А составляет650 С, в зоне Б - 550 С и т.д. Задато очиком 34 устанавливают заданные скорости деформации образца 9 для каждого из промежуточных интервалов уд.линения. После включения установкирегулирование температуры в печи 3осуществляется путем нагрева заданного количества нагревателей 12, через которые при необходимости пропускают хладагент. Поскольку температурные зоны А и Б изолированы другот друга теплозащитными выступами11 и 10 и теплопроводным экраном13, то в каждой из них поддерживается заданная температура, причемтемпература поверхности теплопроводного экрана 13 соответствует температуре зоны, в которой она находится.Неравномерный нагрев испытуемогообразца 9 при этом обеспечиваетсяза счет разности температур на по-верхностях теплопроводного экрана13, находящихся в различных температурных зонах А и Б.При достижении заданных начальных температур испытаний, например,в зоне А 600 С и в зоне БС,преобразователи 28 и 29 сигналов,поступающих с термопар 30 и 3 1,подают сигналы на входы блока 32сравнения.При появлении двух сигналов блок32 сравнения выдает их разностьна вход регулятора 33 скоростидеформации, который подает сформйрованный сигнал на испытательныймеханизм 21 перепускного клапана 20,который полностью открывается. В результате полного открытия перепускного клапана 20 с выхода исполнительного механизма 21 поступаетсигнал на свободный вход блока 32сравнения, снимающего выходной сигнал на входе регулятора 33 скоростидеформации до конца испытаний,При открытии перепускного клапана 20 включается гидроцилиндр 16,шток 17 которого пбд действиемгруза 8, установленного на рычагеб, начинает перемещаться в гидроцилиндре 16, поворачивая рычаг 6и нагружаянеравномерно нагретыйобразец 9 механической нагрузкой. В результате воздействия тепловой и механической нагрузки происходит растяжение образца 9. Приудлинении образца 9 в заданном5 интервале, например 0-10 мм, с датчика 22 линейных перемещений поступает дискретный сигнал на входыпусковых блоков 24 и 25, с помощьюкоторых автоматически изменяется1 О температура в зоне А с 600 до 650 С,оа в зоне Б с 500 до 550 С путемизбирательного включения нагревателей 12. При перемещении штока 17датчик 23 скорости деформации генери 15 рует сигнал на вход регулятора33 скорости деформации, а датчик22 линейных перемещений - в пуско:вые блоки 24 и 25.Так как выходной сигнал блока20 32 сравнения на входе регулятора33 скорости деформации снят, дальнейшее регулирование степени открытия перепускного клапана 20 будетосуществляться по сигналу от дат 25 чика 23 скорости деформации и сравниваться с сигналом задатчика 34изменения скорости деформации испытуемого образца 9,Под действием меняющейся тепловой нагрузки в начальный момент.нагружения скорость деформации образца 9 отклоняется от величины, заданной задатчиком 34. Сохранениезаданного значения скорости дефор 35 мации образца 9 происходит по сигналу, подаваемому с датчика 23 скорости деформации на регулятор 33скорости деформации, который воздействует на исполнительный меха 40 низм 21, устанавливающий необходимую степень открытия перепускногоклапана 20. В результате этого изменяется величина механической нагрузки на образец 9. Поскольку45 шток 17 гидроцилиндра 16 непрерывно взаимодействует с нагружающимрычагом 6, происходит непрерывноеизменение механической нагрузкив промежуточных интервалах удлине 50 ния образца 9 синхронно с изменением его температуры. Величина линейной деформации образца 9 контролируется датчиком 22 линейных перемещений.55 Для усиления эффекта неравномерного нагрева теплопроводный экран13 с помощью механизма 15 вращенияповорачивается в подшипниках 141174825 Составитель В, Гриненкоанкулич Техред А.Бабинец Корректор А. Зимокосов актор 5 Тираж 897 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, каз 517 Подписно комитета СССР открытий ушская наб.д. 4 илиал ППП "Патент", г. Ужгород,Оект на заданные углы. Маятниковый поворот теплопроводного экрана 13производится при появлении сигналана механизме 15 вращения с выходарегулятора 33 скорости деформациичерез блокиратор 35 и блок 36 задержки времени. По истечении заданного времени блок Зб задержкивремени снимает сигнал с блокиратора 35 и теплопроводный экран 13становится неподвижным, Повороттеплопроводного экрана 13 позволяет без дополнительных включений нагревателей 12 расширить степень неравномерности нагрева по перимет ру образца. 9. Испытания проводят до достиженияобразцом 9 заданного удлинения в условиях неравномерного нагрева, О после чего определяют его прочность,по которой судят о влиянии температуры и механической нагрузки насвойства материала образца 9.