Центробежная установка для испытаний образцов материалов

(7 1) Всесоюзный ордеКрасного Знамени наутельский институт гоки и маркшейдерскогонои геомеханидела льство СС /08, 1977(54)(57) 1. ЦЕНТРОБЕЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ, содержащая корпус, размещенный в нем привод вращения, платформу с диаметральным пазом для размещения образца, установленную на корпусе и связанную с приводом вращения посредством вала, захваты для образца, установленные с возможностью перемещения вдоль паза платформы, коническое зубчатое колесо, закрепленное в корпусе соосно валу, коничесЮ . рФ Ю.7 ЮЮ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ кую шестерню, взаимодействующую сколесом, и рычажный механизм дляразъединения шестерни с колесом, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения испытания образцов ударными нагрузками присовместном действии осевого, крутящего и срезающего усилий, она.снабжена грузом, установленным в центре платформы и связанным посредствомшаровой опоры с конической шестерней,фиксатором груза, связанным с рычажным механизмом, и насадкой в видеусеченного конуса, закрепленной наодном из захватов, при этом коническая шестерня установлена в пазу платформы и соединена с вторым захватом,в корпусе симметрично оси паза выполнен кольцевой желоб, угол конусностикоторого совпадает с углом конусностинасадки, ширина основания равна диаметру большего основания насадки, аглубина превышает высоту насадки, ЛГИ Ф1257453 груза. 2. Установка по и, 1, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что с цельюрегулирования величины.и знака осево-,го усилия, она снабжена силовой пружиной с регулятором усилия поджатия,установленной в пазу платформы соосно, оси захватов и взаимодействующейс грузом с противоположной стороныотносительно захватов,3. Установка по п,1, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с целью Изобретение относится к установкамдля испытаний образцов материалов, вчастности образцов горных пород, напрочность при сложном напряженномсостоянии,Цель изобретения - расширениетехнологических возможностей установки путем обеспечения испытания образцов ударными нагрузками при совместном действии осевого, крутящего исрезающего усилий.На Фиг.1 представлена схема центробежной установки для испытания образцов материалов; на фиг.2 - то же,вид сверху,1Установка содержит корпус 1, размещенный в нем привод 2 вращения,платформу 3 с диаметральным пазом 4для размещения образца 5, установленную на корпусе 1 и связанную посредством вала 6 с приводом 2, захваты 7;и 8 для образца 5, установленные свозможностью перемещения вдоль паза 4, поперечное сечение которогоимеет форму окружности, коническоезубчатое колесо 9, закрепленное вкорпусе 1 соосно валу 6, груз 10 сфиксатором 11, установленный в центре платформы 3, коническую шестерню 12, размещенную в пазу 4 и скрепленную с захватом 7 и посредствомшаровой опоры 13 с резьбовым хвосто-.виком с грузом 10, насадку 14 в видеусеченного конуса, прикрепленную кзахвату 8 и предназначенную для взаимодействия с кольцевым конусообразным желобом 15 корпуса 1, рычажныймеханизм для разъединения шестерни 12,и колеса 9, выполненный в виде рыча-; обеспечения комбинирования видов усилий, она снабжена съемным тормозом,выполненным в виде втулки с коничес,кой внутренней поверхностью, закрепленной на торцовой части паза платФормы, при этом угол конусности втул-.ки совпадает с углом насадки, а шаровая опора установлена с возможностьюизменения ее положения относительно га 16 и подпружиненного четырехзвенника 17, связанного с валом 6 и фиксатором 11, силовую пружину 18 с регулятором 19 усилия поджатия, размещенную в пазу 4 соосно оси захватов 5 7 и 8 и взаимодействующую с грузом 10,Реэьбовой хвостовик шаровой опоры 13позволяет изменять ее положение относительно груза 1 О и выводить темсамым шестерню 12 из контакта с колесом 9 и изменять радиус вращенияобразца 5 в исходном состоянии установки.Угол конусности насадки 14 совпадает с углом конусности желоба 15,ширина основания которого равна диаметру большего основания насадки 14,а глубина превышает высоту насадки 14, чтобы контакт между насадкой 14 и желобом 15 осуществлялся подвум диаметрально противоположнымлиниям на боковых поверхностях желоба 15 и насадки 14 по всей высотенасадки 14.Установка снабжена также съемнымтормозом в виде втулки 20 с внутренней конической поверхностью, уголконусности которой равен углу .конусности насадки 14. Втулка 20 закрепляется при необходимости на торцовой части паза 4. Для выпрессовкинасадки 14 иэ втулки 20 служитвинт 21. Средства крепления образца 5 взахватах 7 и 8 и средства регистрации параметров испытаний не показаны,Установка работает следующим образом.3 125745Испытуемый образец 5 закрепляют в захватах 7 и 8. Включают привод 2, вращают вал 6 с патформой 3 и направляющими, образующими паэ 4. При вращении платформы 3 шестерня 12 5 обегает колесо 9 и вращает захват 7, образец 5 и захват 8 с насадкой 14 вокруг их общей оси. Одновременно шестерня 12 с захватами 7 и 8 и образцом 5 вращается вместе с пазом 4 вокруг оси вращения платформы 3. Наращивают скорость вращения платформы 3 до заданной, после чего нажимают на рычаг 16 и четырехзвенником 17 смещают фиксатор 11 вниз до выхода 15 его из отверстия в грузе 10. С этого момента захваты 7 и 8 с образцом 5, шестерней 12 и грузом 10 начинают движение вдоль паза 4 по направлению к корпусу 1 и продолжают свое вра О щенке вокруг оси платформы 3, а захваты 7 и 8 с образцом 5 и шестерней 12 вращаются еще и вокруг оси захватов. Движение вдоль паза 4 идет с нарастающей линейной скоростью эа счет увеличения центробежных сил при росте радиуса вращения движущейся сис.темы деталей. Если тормоз 20 отсутствует, движущаяся система деталей достигает торца паза 4 и наносит 30 удар по корпусу 1, при котором насадка 14 попадает в желоб 15 и тор- мозится в нем. Вместе с насадкой 14 тормозится захват 8, а захват 7 по инерции продолжает свое вращение вок- З 5 руг своей оси за счет вращения массы захвата 7 и шестерни 12 и этим создает крутящую нагрузку на образце 6. Захват 7 продолжает движение и вокруг оси платформы 3 вместе с нап равляющими паза 4, что создает усилие среза на образце 5. Кроме этого, при торможении движения захвата 8 груз 10 и соединенные с ним шестерня 12 и захват 7 наносят удар по об 3 4разцу 5, создавая на нем осевую нагрузку, Величина и знак осевой нагрузки определяются весом груза 10 и предварительным поджатием пружины 18. Если пружина 18 предварительно поджата, в момент нанесения удара центробежная сила груза 10 суммируется с усилием поджатия пружины 18 и образец 5 получает импульс сжимающей нагрузки. Если пружина 18 предварительно растянута, в момент нанесения удара центробежная сила груза 10, захвата 7 и шестерни 12 нейтрализуется усилием растяжения пружины 18, а центробежная сила от веса захвата 8 и насадки 14 создает на образце 5 импульс растягивающей нагрузки.При использовании съемного тормоза 20 установка работает аналогично описанному с тем отличием, что удар наносится не по желобу 15 корпуса 1, а по конусной поверхности тормоза 20. Такое торможение захвата 8 создает крутящее усилие на образце 5 за счет вращения захвата 7 вокруг своей оси и осевое усилие от центробежных сил груза 10 и усилия пружины 18; Таким образом осуществляют опыты на осевую нагрузку с кручением без среза. После разрушения образца 5 платформу 3 поворачивают так, чтобы ось паза 4 совпала с осью винта 21, и вращением винта 21 выпрессовывают насадку 14 с захватом 8 из тормоза 20.При размещении шаровой опоры 13 относительно груза 10 на расстоянии, при котором шестерня 12 не взаимодействует с колесом 9, работа установки происходит при отсутствии вращения образца 5 и захватов 7 и 8 вокруг своей оси и при нанесении удара по желобу 15 получают нагружение образца 5 осевым усилием и срезом, а при нанесении удара по тормозу 20 " только осевым усилием..ТальвоишКорректор М.Самборска Подпимитета СССРоткрытийя наб д, 4/5