Установка для прочностных испытаний длинномерных образцов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Е ИЗОБРЕТЕ П ЕТЕПЬСТ Х ИСПИрасшисти устагеомехацик номерно а 17 по ановле, свяс прильство ССС 3/08, 1984 и 0(71) Всесоюзцыиский институти маркшейдерск(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОЧНОСТ ТАНИЙ ДЛИННОМЕРНЫХ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение относится тельной технике и позволяет рить функциональные возможн новки путем обеспечения нер го нагружения участков обра его длине, На основании 1 у цы винтовые колонны (ВК) 2 занные посредством шестерен1298589 водом 8 вращения, При этом ВК 2 и 3выполнены составными из винтов 4, 5и 6, .7 с разными шагами и направлениями нарезки резьб, На основании 1вертикально закреплены направляющие10, вдоль которых перемещаются червячные колеса (ЧК) 11 и 12. Каждоеиз них находится в зацеплении с обеими ВК 2 и 3. На основании 1 такжерасположены торцовые захваты 15 и16 для образца 17, а на осях ЧК 11и 12 с помощью подшипников 20 качения в ,дополнительные захваты 18 и19 по числу участков нагружения. Вустановке имеются электромагнитные Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов напрочность при одноосном нагружении,и может быть использовано при испытании длинномерных образцов материалов,используемых в горном деле, при испытании анкерных крепей, буровыхштанг и т.п.Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей установки путем обеспечения неравномерногонагружения участков образца по егодлине.,На чертеже показана установкадля прочностных испытаний. длинномерных образцов.Установка содержит основание 1с установленными на нем винтовыми колоннами 2 и 3, которые выполненысоставными из винтов 4 и 5 и 6 и 7соответственно, привод 8 вращения,установленный на основании 1 и связанный посредством шестерен 9 с колоннами 2 и 3, направляющие 10, вертикально закрепленные на основании 1,червячные колеса 11 и 12, установленные с возможностью перемещения понаправляющим 10 и сцепленные: червячное колесо 11 с винтами 4 и 6 колонн 2 и 3, червячное колесо 12 свинтами 5 и 7 колонн 2 и 3, гладкиецентрирующие колонны 13, которые выполнены составными с возможностью 5 Ю 15 20 25 ЗО муфты (ЭМ) 21 и 22, полукорпуг; 2 1,24 которых закреплены соответственно на основании 1 и шестернях 9.Диски 25 сцепления ЭМ 21 и 22 установлены на.ВК 2 и 3 с возможностьюосевого перемещения, При работе установки поочередно подключают М 2 1и 22, вызывая также поочередное вращение каждой из ВК 2 и 3 при неподвижном положечии второй ВК 2, 3. Этоприводит к возвратно-поступательному перемещению ЧК 11 и 12 вдоль ВК 2и 3 и знакопеременному деформированию образца 17 на различных участках. 1 ил. 2регулировки длины в соответствии с длиной колонн 2 и 3, траверсу 14, связывающую колонны 2, 3 и 13 и направляющие 10 с основанием 1, торцо-, вые захваты 15 и 16 для образца 17, закрепленные соответственно на основании 1 и траверсе 14, дополнительные захваты 18 и 19 для образца 17, установленные на осях червячных колес 11 и 12 с помощью подшипников качения 20, и электромагнитные муфты 21 и 22, полукорпуса 23 и 24 которых закреплены соответственно на основании 1 и шестернях 9, а диски 25 сцепления установлены на винтовых колоннах 2 и 3 с возможностью осевого перемещения, Муфты 21 и 22 имеют электрические обмотки 26, установленные на полукорпусах 23 и 24, и отдельные цепи 27 управления, Винты 4 и 6 и 5 и 7 колонн 2 и 3 выполнены с различными шагами и направлениями нарезки резьб в соответствии с требуемой скоростью деформирования участков образца 17.Установка работает следующим образом.Электромагнитные муфты 21 и 22 устанавливают в положение, при котором винты 5 и 7 колонн 2 и 3 соединены с приводом 8 вращения, т.е. когда диски 25 муфт 21 и 22 взаимодействуют с полукорпусами 24 и соответственно с шестернями 9. Включают при3 12985 55 формирования и разрушения фиксируются,од 8 и вращают колонны 2 и 3 с равными угловыми скоростями. Червячныеколеса 11 и 12 вращаются в результате взаимодействия с колоннами 2 и 3 со скоростями, пропорциональными шагам пар винтов 4 и 6 и 5 и 7, а именно, при большем шаге винтов 5 и 7 скорость вращения колеса 12 выше, чем колеса 11.Перемещение червячных колес 11 и 12 вдоль винтов 4-7 отсутствует, Разгоняют колонны 2 и 3 до заданных скоростей вращения и, в зависимости от требуемого знака деформации образца 17,переключают муфту 21 или 22на режим соединения ее диска 25 сполукорпусом 23, закрепленным на основании 1. Одне из колонн 2 или 3,муфта 21 или 22 которой переключена,тормозится и прекращает вращение,вторая колонна вращается с прежнейскоростью. В результате червячнымколесом 11 и 12 сообщается перемещение вдоль винтов 4-7, причем скорость перемещения пропорциональнашагу резьбы червячного колеса 11 и12 и скорости вращения колонны, направление перемещения зависит от направления нарезки резьбы. Перемещения червячных колес 11 и 12 вызываютсоответствующие перемещения захватов18 и 19 и деформирование образца 17на участках между захватами 15 и 18,18 и 19, 19 и 16. Скорость деформирования образца 1 и знак деформации на участке между захватами 15 и 18определяются направлением и скоростью движения червячного колеса 11,на участке между захватами 18 и 19 -алгебраической разностью скоростейперемещения червячных колес 11 и 12,на участке между захватами 19 и 16направлением и скоростью перемещенияколеса 12 относительно торцового захвата 16. Образец 17 подвергаетсясложному неравномерному деформированию по участкам в соответствии с задачами испытаний и реальной модельюнагружения конкретного элемента конструкции. Процесс деформирования материала осложнен взаимным проникновением процессов деформации на соседние участки, алгебраическим суммированием напряжений, нарастающих с различными скоростями по криволинейным зависимостям от величин деформаций в соответствии с диаграммой нагружения за пределом упругости. Параметры де 15 20 25 30 35 40 45 50 89Следующий опыт проводят при переключении другой муфты 21 и 2 при прежнем направлении вращения колонн 2 и 3 и скорости их вращения. В результате получают деформирование с зеркально противоположным направлением развития деформаций на сходных ,участках образца 17: захваты 18 и 19 перемещаются в направлении, противоположном по отношению к перемещению в первом опыте, но с такими же скоростями перемещения. Сравнение результатов испытаний выявляет влияние эффекта наложения деформаций противоположных знаков при сложном распределении деформаций по длине образца 17,Для регулировки скоростей деформирования образца 17 кроме изменения шага нарезки используется изменение скорости вращения привода 8 на момент переключения муфт 21 и 22: чем выше скорость вращения колонн 2 и 3 в момент переключения и торможения одной из них, тем выше скорость деформации образца 17 на всех участках. Таким образом, скорости деформации регулируются скоростью вращения колонн 2 и 3 приводом 8, соотношение скоростей - соотношением шагов резьб винтов 4 и 6 и 5 и 7, направление деформирования - направлением нарезки резьб и порядком переключения колонн 2 и 3.Для работы установки в знакопеременном режиме нагружения используются поочередное ручное или автоматическое переключение электромагнитных муфт 21 и 22. Поочередное переключение муфт 21 и 22 вызывает поочередное вращение каждой из колонн 2 и 3 при неподвижном положении второй колонны, что приводит к возвратно- поступательным перемещениям колес 11 и 12 вдоль колонн 2 и 3 и к знакопеременному деформированию образца на различных участках. 11 араметры деформирования задаются, как и в других режимах, соответствующей сборкой колонн 2 и 3 из винтов 4-7 с заданными шагами и направлениями нарезки резьб и подбором соответствующих червячных колес 11 и 12.Во всех режимах число винтов, составляющих колонны 2 и 3, определяется потребным числом участков нагружения образца 17. В соответствии с длиной винтовых колонн 2 и 3 составляются гладкие направляющие колонны1.9 г э 11 отТоннами, и торцовые захваты для разца. Составитель В. Тальвойш Редактор И, Горная Техред Н.Глущенко Корректор О, ЛуговаяЗаказ 879/43 Тираж 777 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Г 1 рот 1 зттоТтственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Гроектт 1 ая, 4 13, на прав,ляющие 10, Использованиеподшипников качения 20 для размещения захватов 18 и 19 в червячных колесах 11 и 12 исключает возникновениекрутящих моментов на образце 17 привращении колес 11 и 12 до нагруженияи при деформировании образца 17. Формула изобретения10 Установка для прочностных испытаний длинномерных образцов, содержащая основание с установленными на нем винтовыми колоннами, привод вращения, установленный на основании и 15 связанный посредством шестерен с Винтовыми колоннами, направляющие, вертикально закрепленные на основании, червлчныг колеса установленпые с возможттос 1 ью перемещения тздоль 20 тТа 1 лавлятвщих и связае 1 ные с Винтовыми стт.Т азтТВ, з т тт н л л к щ:1 г тттем чл). ТтелтРт 1)ьт 11 т 11111 тлТтитт ф",ттк 1 инальных возможностей установки ттуттиобеспечения неравномерного нагруженияучастков образца по его дттттне, онаснабжена электромагнитными муфтами,полукорпуса которых закреплены соответственно на основании и шестернях,а диски сцепления установлены навинтовых колоннах с возможностью осевого перемещения, и дополнительнымизахватами для образца по числу участков нагружения, закрепленными на осяхчервячных колес, при этом каждое изчервячных колес находится в зацеплении с обеими винтовыми колоннами, авинтовые колонны выполнены составными из винтов с различными ша -гами и направлениями нарезки резьбв соответствии с требуемой ско -ростью деформирования участков об