Установка для испытания образцов на прочность

(50 4 Г 01 И ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В,Лодус(56) Авторское свидетельство СССР Р 1065726, кл. С 01 М 3/08, 1982. (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА ПРОЧНОСТЬ, содержащая корпус, установленные в нем пассивный и активный захваты, механизм нагружения образца, включающий барабан в форме двух усеченных конусов, соединенных основаниями, и две связанные с ним тяги, концы которых закреплены на активном захвате, по разные стороны от оси захватов, привод вращения барабана, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей установкипутем обеспечения возможности чередования растяжения и сжатия образцас одновременным изгибом, она снабжена закрепленными на корпусе параллельно оси барабана двумя направляющими винтами с эксцентрично установленными на них с воэможностьюперемещения прижимными втулками, червячным винтом, закрепленным на корпусе, и связанным с ним зубчатым сектором, закрепленным на пассивномзахвате, при этом активный захватвыполнен в виде шаровой опоры, тя шарнирно закреплены на активном захвате, размещены с противоположныхсторон от оси барабана между прижимными втулками и поверхностью барабана и фрикционно связаны с последним, а пассивный захват шарнирноустановлен на корпусе,12574 2 О Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов материалов на сжатие и растяжение с изгибом, и может быть использовано прииспытании образцов горных пород строительных материалов и других хрупкихматериалов.Цель изобретения - расширениетехнологических возможностей установ Оки путем обеспечения возможности чередования растяжения и сжатия образца с одновременным изгибом,На фиг,1 представлена установкадля испытания образцов на прочность, 15общий вид; на фиг.2 - разрез А-А нафиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.Установка содержит корпус 1, установленные в нем пассивный 2 и активный 3 захваты, механизм нагружения, включающий барабан 4 в формедвух усеченных конусов, соединенныхоснованиями и взаимодействующих сдвумя тягами, выполненными в видежестких планок 5 и 6, концы которыхзакреплены на активном захвате 3 поразные стороны от оси захватов 2 и 3.Барабан 4 соединен с приводом 7 еговращения, Планки 5 и 6 фрикционноЗОсвязаны с барабаном 4 и размещены спротивоположных сторон от его осимежду поверхностью барабана 4 и прижимными эксцентриковыми втулками 8и 9, установленными на винтах 10и 11 с возможностью перемещения параллельно оси барабана 4. Планки 5и 6 соединены с активным захватом 3посредством поворотной оси 12, закрепленной на шаровой опоре 13, установленной в захвате 3. На винтах 10 фи 11 установлены шестерни 14 имеющие возможность взаимодействия сзубчатым колесом 15, закрепленнымна барабане 4. Втулки 8 и 9 имеютрукоятки 16, На поверхностях тяг 5и 6, обращенных к поверхности барабана 4, имеются выточки 17 для прекращения фрикционного взаимодействия барабана с тягами при разрушениииспытуемого образца 18, Пассивныйзахват 2 установлен с возможностьюповорота в плоскости расположенияоси барабана, укреплен на оси 19,перпендикулярной поворотной оси 12опоры 13, и соединен с зубчатым сектором 20 и червячным вин гом 21 вращения зубчатого сектора 20, Для регистрации положения тяг 5 и 6 от 51 2носительно оси захватов 2 и 3 на корпусе 1 установлена шкала 22; для регистрации усилий нагружения образца 18 тяги 5 и 6 снабжены динамометрами 23.Установка работает следующим образом,Испытание образца 18, закрепленного в захватах 2 и 3, может прово,циться в режиме ручного или автоматического нагружения. Для работы вручном режиме шестерни 14 выводят иззацепления с колесом 15 и включаютпривод 7, Барабан 4 приходит во вращение, например, против часовойстрелки при взгляде сверху. Для создания на образце 18 растягивающихусилий вращением винта 10 приводятпланку 5 в положение, при которомось совпадает с осью захватов 2 и 3,Поворачивают рукоятку 16 втулки 8так, чтобы планка 5 вошла в соприкосновение с поверхностью барабана 4,За счет трения между планкой 5 и барабаном 4 планка 5 создает на образце 18 растягивающее усилие, передаваемое на захват 3 через ось 12 ишаровую опору 13 соосно с образцом 18,Величина растягивающего усилия пропорциональна усилию прижатия планки 5к барабану 4, регулируется поворотомзксцентриковой втулки 8 и определяется по показаниям динамометра 23.Для создания на образце 18 растягивающих усилий одновременно с изгибными нагрузками вращением винта 10перемещают втулку 8 вместе с планкой 5 вдоль оси барабана 4. При этом,если рукоятка 16 втулки 8 неподвижна в отношении поворота вокруг осивтулки 8, по мере перемещения планки 5 вдоль барабана 4 постепенноувеличиваются сила трения за счет конусности барабана 4 и угол расхождения оси планки 5 с осью захватов 2и 3. Зто приводит к пропорциональному увеличению осевой растягивающейсилы и изгибающей нагрузки. Величины нагрузок оцениваются по измеренной силе по динамометру 23 и по углу между осью захватав 2 и 3 и осьюсимметрии планки 5, который измеряютпо шкале 22, Для снятия нагрузок рукоятку 16 втулки 8 поворачивают так,чтобы эксцентрик втулки обеспечил зазор между планкой 5 и барабаном 4,Сжимающие нагрузки или сжимающиенагрузки с изгибом на образце созда 12574ют аналогичным образом, но работают с планкой 6, втулкой 9 и винтом 11Для пропорционального изменения осевой и изгибающей нагрузки и для изменения направления действия изгибающего 5 усилия используют захват 2, поворачивая его с помощью червячного винта 21 и зубчатого сектора 20, При этом, если угол между осями захватов 2 и 3 и задействованной планкой 5 или 6 при повороте захвата 2 увеличивается при неизменном положении втулки 8 или 9 и ее рычага, увеличи-. вается доля изгибающей нагрузки и уменьшается доля осевой нагрузки. Действуя таким образом, подвергают образец 18 действию чередующихся сжимающих и растягивающих усилий и изгибающих усилий различных знаков и различной продолжительности дейст вия. В период испытаний, когда достигнуто заданное напряженное состояние и положение рукояток управления не изменяется, на образце 18 в течение длительного времени поддержива ется заданный уровень нагрузок за счет постоянства силы трения между .планкой 5 или 6 и барабаном 4 при вращении последнего. Пройдя запланированный путь нагружения образца 18, ЗО доводят его до разрушения от действия какой-либо нагрузки и определяют предел прочности материала, В момент разрушения образца 18 планка 5 или 6 под действием силы трения перемещается в направлении усилия, действовавшего до разрушения, до того момента, пока выточка 17 не выйдет на 51 4уровень барабана 4. Это исключает силу трения между тягой и барабаном, и опыт прекращается. Затем приступают к испытаниям других образцов из того же материала, но нагружают каждый из них по иному пути, а окончательное разрушение производят одинаковым способом, Сопоставляя разность прочностных показателей с разностью в путях нагружения, выясняют влияние путей нагружения на несущую способность материала.Для работы установки в автоматическом режиме шестерню 14 вводят в зацепление с колесом 15, втулкой 8 или 9 задают начальное усилие, сектором 19 задают начальное соотношение между осевой и изгибной нагрузками. Включают привод 7, при вращении барабана 4 синхронно с ним вращается винт 10 или 11, перемещая втулку 8 или 9 вдоль оси барабана 4, При перемещении втулки 8 или 9 эа счет конусности барабана изменяется усилие поджатия планки 5 или 6 к барабану 4. Это приводит к возрастанию силы трения, изгибающего и осевого усилий. Характер изменения между осевым и изгибающим усилиями задается начальным положением захвата 2. Постепенное возрастание усилий приводит к разрушению образца 18, Разрушающие и текущие нагрузки определяются по динамо- метру 23 и шкале 22 с учетом положения захвата 2. Знак осевого усилия задается выбором соответствующей планки 5 или 6 для взаимодействия с барабаном 4,12574 51 оставитель Л.Климовекред И.Попович Корректор А.Обр Редактор А.Ог 78 подписное аз 49 и 5 ау де Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул. Проект 138 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобре 13035, Москва, Жного ений Рауш мите откр ая н