Установка для испытания образцов на усталость повторными ударами

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 2614 А С 01 Х 3/34 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ М АВТОРСКОМУ. СОИ(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерскогодела(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ ПОВТОРНЫМИ УДАРАМИ(57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет расширить эксплуатационные возможности установки путем обеспечения исследования упругого восстановления при различных величинах деформации образца. Для этого в соосных трубах (Т) 18 и 19 нагружающего механизма расположены соединенные тягой грузы(Г) .15 и 16, В полости Т 18 и 19 входят хвостовики захватов 3 и 4, Поджимающее устройство в виде двух подпружиненных клиньев 21 взаимодействует с 3 4. В торце Т 19 установлена силовая пружина 2, взаимодействующая с Г 16. Фиксаторы на Т 18 и 19 взаимодействуют с вертикальным упором и, перемещаясь вдоль Т, изменяют высоту подьема Г, регулируя силу удара. Перемещением клиньев 21 устраняется реализация энергии упругой деформации образца 5 при отскоке 7. Чередование ударов по различным захватам обеспечивается эксцентриковым приводом в виде установленной на валу редуктора 8 шестерни 14 с зубчатой рейкой 13, связанной с прямоугольной рамкой О и взаимодействующим с ней эксцентричным упором. Меняя расстояние между сторонами рамки 10 и эксцентриситет упора рамки 10, регулируют время выдержки образца под нагрузкой. Для регулирования скорости нагружения между захватом 3, опертым на заплечики в устье Т 18, и Г 15 размещен набор сменных силовых пружин 25 с различной жесткостью. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.1Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытания образцов различных материалов при нагружении их повторными ударами.Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей установки путем обеспечения возможности исследования упругого восстановления при различных деформациях образца, а также регулирование скорости нагружения образца.На фиг. 1 схематично показана уста 510 новка для испытания образцов на усталость повторными ударами; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид сверху,Установка содержит основание 1, установленный на нем горизонтальный вал 2, привод вращения вала 2, захваты 3 и 4 для 15 образца 5, имеющие хвостовики 6, и нагружаюшее устройство. Привод вращения состоит из двигателя 7 с редуктором 8, упора 9, эксцентрично закрепленного на валу редуктора 8, взаимодействующей с упором 9 рамки 10, у которой сторона 11 может смещаться винтом 12, зубчатой рейки13, соединенной с рамкой 10, и установленной на валу 2 шестерни 14, входящей в зацеп. ление с рейкой 13, Нагружающее устройство состоит из грузов 15 и 16. соединенных 25 между собой жесткой тягой 17 и размещенных в направляющих трубах 18 и 19, укрепленных соосно одна другой на валу 2, силовой пружины 20, установленной в торце трубы 19 и взаимодействующей с грузом 16, и поджимающего устройства в виде двух 30 подпружиненных клиньев 21, взаимодействующих с обращенной к ним поверхностью захвата 4, хвостовик 6 которого выступает над поверхностью клиньев 21 для взаимодействия с грузом 16. На направляющих трубах 18 и 19 установлены фиксаторы З 5 22 и 23 положения грузов, взаимодействующие с установленным на основании 1 упором 24. Фиксаторы 22 и 23 установЛены с возможностью изменения их положения вдоль оси труб 18 и 19 для соответствующего изменения высоты подъема грузов 15 и 16 и регулирования этим силы ударов.Установка снабжена также набором пружин 25 с различной жесткостью, устанавливаемых поочередно при необходимости между опертым на заплечики трубы 18 захватом 3 и грузом 15. На трубах 18 и 19 размещены устройства (не показаны) для регистрации высот отскоков грузов 15 и 16.Установка работает следующим образом.Включают двигатель 7 и через редуктор 8 вращают против часовой стрелки упор 9, смещающий рамку 10 и зубчатую рейку 13, которая через шестерню 14 поворачивает вал 2 на 180. При этом направляющие трубы 18 и 19 поворачиваются вместе с валом 2 против часовой стрелки на 180, и 55 когда ось труб занимает вертикальное положение, фиксатор 23 взаимодействует с упором 24 и освобождает груз 16. Падая вниз вместе с грузом 15 и тягой 17, груз наносит удар по хвостовику 6 захвата 4. В момент удара за счет упругой и остаточной деформации образца 5 между захватом 4 и клиньями 21 образуется зазор, который ликвидируется при перемещении клиньев 21 под действием поджимающих пружин. Это устраняет реализацию энергии упругой деформации образца 5 и отскок грузов 15 и 16 осуществляется под действием только упругих деформаций самих грузов и деталей установки. С момента падения грузов 15 и 16 упор 9 продолжает вращательное движение, не взаимодействует с рамкой 10 до тех пор, пока он не подойдет к стороне 11 рамки 10. Все это время трубы 18 и 19 сохраняют вертикальное положение, а фиксатор 22 стопорит грузы 15 и 16, удерживая груз 15. С момента контакта упора 9 со стороной 11 рейка 13 перемешается в обратном направлении и поворачивает через шестерню 14 вал 2 и трубы 18 и 19 на 180 по часовой стрелке. При достижении вертикального положения труб 18 и 19 фиксатор 22 взаимодействует с упором 24 и освобождает грузы 15 и 16, а упор 9 к этому времени выходит из контакта со стороной 11 рамки 10. Грузы 15 и 16 устремляются вниз, сжимают пружину 20 и наносят удар по хвостовику захвата 3. При этом образец 5 деформируется на величину, пропорциональную силе удара, часть энергии удара идет на необратимые деформации, часть энергии удара переходит в упругую энергию образца 5, которая переходит затем в работу по подъему грузов 15 и 16 в форме их отскока, По известной массе грузов 15 и 16, высоте их падения, характеристике пружины 20 и зафиксированной высоте отскока определяют работу упругого восстановления образца 5 после первого удара.После отскока грузы 15 и 16 наносят повторный удар меньшей силы и так далее с уменьшающейся силой ударов вплоть до остановки грузов. В результате получают зависимость энергии упругого восстановления образца 5 при уменьшающейся силе ударов, т. е. на различных участках модуля разгрузки при фиксированной деформации образца. Во время нанесения повторных ударов упор 9 проходит путь от горизонтального положения, при котором он вышел из контакта со стороны 11 до контакта с противоположной стороной рамки 10, и за это время трубы 18 и 19 сохраняют вертикальное положение. Затем рейка 13 вновь вращает трубы 18 и 19 против часовой стрелки, грузы 15 и 16 наносят новый одиночный удар, клинья 21 фиксируют новую деформацию образца 5. Последующая серия уменьшающихся ударов уже приходится на образец 5, имеющий иное соотношение между упругой и остаточной деформациями, так как доля остаточной деформации увеличилась при повторном одиночном ударе. Таким образом, чередуя одиночные удары с сериями затухающих ударов, получают зависимость работы упругого восстановления материала образца от его деформации и от величины импульса силы. Для изучения зависимости работы упругого восстановления от скорости нагружения перед 5 опытом устанавливается пружина 25, и при нанесении серии повторных ударов каждый удар передается на образец 5 через пружину 25. В зависимости от характеристики пружины 25 (жесткости, длины) изменяется время приложения нагрузки, а значит, и скорость нагружения образца 5.Для регулирования времени выдержки материала образца 5 под нагрузкой между ударами изменяют эксцентриситет упора 9 и расстояние от стороны 11 до противополож ной стороны рамки 10, исходя из условия обеспечения заданных перемещений рейки 13 в обоих направлениях. Формула изобретения201. Установка для испытания образцов на усталость повторными ударами, содержащая основание, установленный на нем горизонтальный вал, привод вращения вала, захваты для образцов, связанные с валом, и нагружающее устройство, имеющее два радиально расположенные груза, связанных тягой и взаимодействующих с захватами, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей установки путем обеспечения возможности исследования упругого восстановления при различных деформациях образца, она снабжена двумя направляющими трубами с фиксаторами для грузов и заплечиками в одной из труб для захвата, силовой пружиной, установленной в торце другой трубы и взаимодействующей с размещенным в ней грузом, и поджимающим устройством в виде двух подпружинен ных клиньев, взаимодействующих с вторым захватом и установленных в плоскости, перпендикулярной оси захватов, при этом захваты выполнены с хвостовиками, обращенными в полость труб, а привод вращения выполнен в виде установленной на валу шестерни с зубчатой рейкой, прямоугольной рамки с регулируемым расстоянием между парой параллельных сторон, связанной с рейкой, и упора, эксцентрично закрепленного на оси вращения и взаимодействующего с рамкой,2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью регулирования скорости нагружения образца, она снабжена набором сменных силовых пружин с различной жесткостью, размещаемых между опертым на заплечики захватом и грузом.ойшКорректор АПодписноеитета СССРткрытийя наб д. 4/ул, Проектна Редак Заказ рН 35 кулич мокосо Составитель В. ТальвТехред И. Верес Тираж 778ВНИИПИ Государственного компо делам изобретений и о 113035, Москва, Ж - 35, Раушска лиал ППП Патент, г. Ужгород,