Установка для ударных испытаний материалов

1 С 39/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ НИЯ . 1 ПЬСТ ВТОРСКОМУ СВИ(57кам ового Крас в час грчнт атель мар оло ского дела(21) (22) (46) (71) ного инсти шейде (72) (53) (56) У 118 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ИСАНИЕ ИЗО 3876059/22-0301,04,8515,12,86, Бюл.Р 46Всесоюзный ордена ТруЗнамени научно-исследтут горной геомеханик,ЯО, 1276952 п 1) 4 С 01 И 3/30 СТАНОВКА ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙАЛОВ зобретение относится к установя ударных испытаний материалов, ности горных пород и связных в, Оно позволяет расширить техческие возможности установки т испытания с регулируемой скоперемещения исследуемого об- (ИО) в направлении удара. Для установка имеет два ступенчатыхг Ю1276952 барабана (Б) 3 и 4 с валами 5 и 6,установленными соосно с возможностьювращения. На валах 5 и 6 нанесенырезьбы противоположного направления,по которым перемещаются инерционныегрузы (ИГ) 7 и 8 и взаимодействуютсо стопорами вращения Б 3 и 4, Валы5 и 6 соединяются втулкой 14, котораявзаимодействует через упоры 22 с выступами 23 ИГ 7 и 8. Втулка 14 связана со сбрасываемым грузом 1 гибкойтягой 15, навитой на нее, Захваты 11и 12 для ИО 13 имеют связь с грузом1 в виде зубчатых реек 16, которые Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к установкам для ударных испытаний образцов материалов, преимущественно горных пород и связных грунтов, 5Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения испытаний с регулируемой скоростью перемещения образца в направлении удара, 10На чертеже представлена установка для ударных испытаний материаловУстановка содержит сбрасываемый груз 1, вертикально установленные направляющие 2 для груза 1, два сту пенчатых барабана 3 и 4 с валами 5 и 6, установленные на направляющих 2 с возможностью вращения, инерционные грузы 7 и 8, установленные на валах 5 и 6 с возможностью перемещения по 20 резьбам, выполненным на валах 5 и 6 с противоположным направлением нарезки, стопоры вращения ступенчатых барабанов Э и 4, выполненные в виде подпружиненных стержней 9, размещен ных в направляющих 2, и закрепленных на валах 5 и 6 шайб 10, в отверстия которых входят стержни 9, взаимодействующие с инерционными грузами 7 и 8, захваты 11 и 12 для образца 13, 30 втулку 14, соединяющую валы 5 и б ступенчатых барабанов 3 и 4 и связанную с сбрасываемым грузом 1 гибкой тягой 15, навитой на поверхность втулки 14, и средство для связи заперемещаются и взаимодействуют с захватами 1 и 12, и шестерен 17,18,каждая из которых сцеплена с соответствующей рейкой 16 и Б 19. Они размещаются на осях шестерен 17,18 исоединяются с Б 3 и 4 с помощью дополнительных гибких тяг 20, Регулируяскорости и направления перемещениязахватов 11, 2 и изменяя место расположения ИО 13, исследуют механические свойства материала при разныхскоростях движения ИО 13, т,е, приразных инерционных силах массы ИО 1 Э,1 ил. хватов 11,12 со сбрасываемым грузом 1, выполненное в виде зубчатых реек 16, взаимодействующих с захватами 11 и 12, шестерни 17 и 18, каждая из которых сцеплена с соответствующей рейкой 16, и барабанов 19, закрепленных на осях шестерен 17 и 18 и соединенных со ступенчатыми барабанами 3 и 4 дополнительными гибкими тягами 20. Под рейками 16 установлены центрирующие шестерни 21, имеющие диаметры, отличные от диаметров шестерен 17 и 18, и соединенные с барабанами, на которые при необходимости навиваются тяги 20. Втулка 14 имеет упоры 22, взаимодействующие с выступами 23 инерционных грузов 7 и 8, Установка содержит также фиксатор 24 для сбрасываемого груза 1, подъемный механизм сбрасываемого груза 1, состоящий из привода 25, тяги 26, барабана 27 и Фиксатора 28 для соединения втулки 14 с валом б.Устанорка работает следующим образом.Фиксатором 24 освобождают сбрасываемый груз 1, который перемещается вниз по направляющим 2. Под действием груза 1 тяга 15 приводит во вращение втулку 14, которая с помощью упоров 22 и выступов 23 вовлекает во вращение инерционные грузы 7 и 8, Последние набирают скорость вращения и перемещаются по резьбам валов 5 и 6 в направлении ступенчатых бараба1276952 нов 3 и 4, При приближении инерционных грузов 7 и 8 к шайбам 10 грузы торцовой поверхностью перемещают стержни 9 и одновременно выступы 23 перемещаются вдоль упоров 22, Насту пает момент, когда торцовые поверх,ности грузов 7 и 8 входят в контакт с шайбами 10, При этом стержни 9 ныхо" дят иэ отверстий в шайбах 10, а упоры 22 выходят из контакта с выступао ми 23, С этого момента валы 5 и 6 приводятся во вращение инерционными грузами 7 и 8, груз 1 достигает основания установки и прекращает движение, Валы 5 и 6 приводят но враще 5 ние ступенчатые барабаны 3 и 4, которые наматывают на себя тяги 20 и вращают барабаны 19 и соединенные с ними шестерни 17 и 18. Скорости вращения шестерен 17 и 18 зависят от того, на какую ступень барабана 3 и 4 навивается соединенная с ним тяга 20, а направление вращения шестерен 17 и 18 зависит от направления навивки тяги 20 на барабан 19 шестерни. Для изображенного на чертеже случая шестерня 17 вращается против часовой стрелки с меньшей скоростью, чем шестерня 18, вращающаяся по часовой стрелке, Вращающиеся шестерни 17 и 18 приводят в движение зубчатые рейки 16, движение которых будет встречным и с различными скоростями, а именно рейка с захватом 11 будет иметь меньшую скорость, чем рейка с 35 захватом 12, Образец 13, перемещающийся со скоростью захвата 1, встречает приближающийся к нему захват 12, деформируется и разрушается со скоростью нагружения ударной нагрузкой, 40 равной сумме скоростей движения захватов 11 и 12, Работа разрушения образца 13 определяется по изменению скоростей вращения инерционных грузов 7 и 8 с учетом их массы, присоеди ненных вращающихся масс, диаметров ступеней барабанов 3 и 4, с которыми соединены тяги 20, Регистрируется степень дробления материала образца 13, другие параметры его разрушения. 50 Затем приводят установку в исходное состояние, для чего фиксатором 28 соединяют втулку 14 с валом 6, включают привод 25 и с помощью тяги 26 вращают барабан 27 и вал 6, Втулка 1455 навивает на себя тягу 15 и поднимает груз 1 до срабатывания фиксатора 24. Удаляют упоры 22, и обратным вращениел инерционьх грузов 7 и 8 возвращают их в исходное положение, после чего возвращают упоры 22 в гнезда на втулке 14, Удаляют фиксатор 28, а стержни 9 вводят в отверстия в шайбах 10, Рейки 16 возвращают в исходное положение, навивая тяги 20 на барабаны шестерен 17 и 18, и на этом подготонка установки заканчивается. Второй опыт проводят также с той разницей, что образец 13 в исходном состоянии размещают на захвате 2, В этом случае образец 13 нагружается с такой же, как и в предыдущем опыте, скоростью ударной нагрузки, но перемещается уже со скоростью захвата 12, Отличие н опытах состоит только н том, что образец 13 перед ударами перемещается с различной собственной скоростью в направлении удара, и поэтому ответственность за различие в результатах опыта ложится на инерционные силы массы образца 13, Установка может быть собрана так, что в исходном состоянии захваты 11 и 12 находятся на расстоянии, равном длине образца 13, а обе рейки 16 перемещаются в одном направлении, причем скорость рейки с захватом, перемещащимся впереди, меньше скорости рейки с отстающим захватом. В этом случае скорость движения образца 13 направлена вдоль направления нанесения удара. Если н исходном состоянии один из упоров 22 удален, то при работе установки захват, взаимодействующий с инерционным грузом с отсутствующимупором, остается неподвижным к моменту разрушения образца. Таким образом, регулируя скорости и направления перемещения захватов 11 и 2 и изменяя место расположения образцов 13, исследуют механические свойства материала при различных скоростях движения образцов, т,е, при различных инерционных силах массы образца, Изменение скоростей перемещения захватов осуществляется использованием различных ступеней барабанов 3 и 4, шестерен 17 и 18 различных диаметров, сбрасыванием грузов 1 различных весов, различной массой инерционных грузов 7 и 8, различной высотой падения сбрасываемого груза 1, Регулировка высоты падения производится раз - мещением подставок различной высрты под основание сбрасываемого груза.Заказ бб 59/35 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная,4 Формула изобретения Установка для ударных испытаний материалов, содержащая сбрасываемый груз, вертикально установленные направляющие для груза, ступенчатый барабан с валом, установленный с возможностью вращения и связанный со сбрасываемым грузом посредством гиб кой тяги, захваты для образца и средство для связи захватов с грузом, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей установки путем обеспече ния испытаний с регулируемой скоростью перемещения образца в направлении удара, она снабжена дополнительным ступенчатым барабаном с валом, установленным с возможностью вращения 20 соосно первому ступенчатому барабану, инерционными грузами, установленными на валах ступенчатых барабанов с возможностью перемещения по реэьбам,выполненным на валах с противоположными направлениями нарезки, стопорами вращения ступенчатых барабанов,взаимодействующими с инерционнымигрузами, и соединяющей валы ступенчатых барабанов втулкой, котораяконтактирует посредством упоров синерционными грузами и связана сосбрасываемым грузом гибкой тягой,навитой на ее поверхности, при этомсредство для связи захватов с сбрасываемым грузом выполнено в видедвух зубчатых реек, установленныхс воэможностью перемещения и взаимодействующих с захватами, шестерен,каждая из которых сцеплена с соответствующей рейкой, и барабанов, закрепленных на осях шестерен и соединенных со ступенчатыми барабанамипосредством дополнительных гибкихтяг,