Установка для механических испытаний материалов

9) 1111 51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ СКИХ ИСПИ(54) УСТА 1ГАНИП МАТЕ(57) Изобртательной ВКА ДЛЯИАЛОВ 731/22-0310.8503.87. Бюл.союзный наутитут горноерского дел.173(088.8)орское свидкл, С 01 ыз и сить дост личных ск стани ия об ходов счет сок и спада сразца б.винту 2 ельство С 3/08, 197 м нан гидр влении(21) 396 (22) 14(46) 23. (71) Все ский инс маркшейд (72) Е,В (53) 620 (56) Авт Р 697867 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Е ИЗОБРЕТЕНИВИДЕТЕЛЬСТВ У Р 11,чно-исследователй геомеханики иа 3/08//Е 21 С 39/О етение относится к технике и позволяе верность испытаний ростях деформирова щения участков нар орости деформирова а станине 1 соосно неподвижной в осев гайкой 3, установл1298592 5 10 20 30 35 цилиндр 7 с поршнями (П) 8 и 9, полость между которыми частично заполнена жидкостью, Винт 2 соединен сП 8, а П 9 имеет осевой канал 14 исвязан с захватами 5 образца 6. Сгайкой 3 соединен привод вращения(ПВ) с пускателем. В установке имеется матрица 10 для захватов 5 и приспособление для сброса давления. Последнее выполнено в виде инерционногогруза 16 с полостью 17, установленного на П 9 и перекрывающего выходего осевого канала 14, и сливногоклапана 18. Он сообщен сполостью 17и связан с ПВ 4. Матрица 10 выполнеИзобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов материалов на прочность при различных скоростях деформирования, и может быть использовано для испытания хрупких материалов, например горных пород чувствительных к изменению скорости деформации.Цель изобретения - повышение до" стоверности испытаний при различных скоростях деформирования за счет сокращения участков нарастания и спада скорости деформирования образца,На чертеже показана схема установки для механических испытаний материалов.Установка содержит станину 1, ходовой винт 2 с гайкой 3, неподвижной в осевом направлении, привод 4 вращения с пускателем (не показан), связанный с гайкой 3, захваты 5 для образца 6 испытуемого материала, гидро- цилиндр 7 с поршнями 8 и 9, установленный на станине 1 соосно ходовому винту 2, матрицу 10 для захватов 5 и приспособление для сброса давления.Матрица 10 выполнена в виде размещенной на станине 1 втулки 11 с клиновой внутренней поверхностью для захватов 5 и упора 12, установленного во втулке 11 с возможностью осевого перемещения с помощью винта 13. Поршень 8 гидроцилиндра 7 соединен с ходовым винтом 2, поршень 9 имеет на в виде раэмещенной на станине 1втулки (В) 11 с клиновой внутреннейповерхностью и упора 12, установленного по П 11 с возможностью осевогоперемещения. При включении ПВ 4 гайка3 вращается с нарастающей скоростью.Винт 2 вместе с П 8 перемещается вполости 15 до соприкосновения с жидкостью в ней. Начинают перемещатьсяП 9 с грузом 16 и захваты 5 вдольклиновой поверхности В 11. В результате происходит деформация образца 6 с заданной скоростью. Такой темпдеформации выдерживается до соприкосновения захватов 5 с упором 12. 1 ил. 2осевой канал 14 и соединен с захватами 5, а полость 15 между поршнями 8 и 9 гидроцилиндра 7 частично заполнена жидкостью.Приспособление для сброса давления выполнено в виде инерционного груза 16 с полостью 1, установленного на поршне 9 гидроцилиндра 7 и перекрывающего выход осевого канала 14 поршня 9, и сливного клапана 18 с регулируемым давлением срабатывания, сообщенного с полостью 17 инерционного груза и связанного электрически с пускателем привода 4 враще-, ния, Для удержания инерционного груза 16 в исходном положении и для регулирования условий срабатывания приспособления для сброса давления на поршне 9 установлены пружина 19 и связанная с ней гайка 20. Фиксация инерционного груза 16 в положении,при котором открыт осевой канал 14штока 9, осуществляется стопором 21. Установка содержит также ступенчатую передачу 22, соединяющую гайку 3 с приводом 4 вращения и маховики 23, кинематически соединенные с приводом 4. Захваты 5 образуют с внутренней поверхностью втулки 11 само" тормозящуюся клиновую пару, Втулка 11 матрицы 10 служит для того, чтобы в момент соприкосновения захватов 5 с упором 12 не создавалась вибрация на образце 6 иэ-за отскокапоршня 9, особенно при больших скоростях деформации.Установка работает следующим образом.Для работы в режиме высоких ско ростей нагружения, близких к ударным, вращением гайки 20 посредством пружины 19 прижимают инерционный груз 16 к заплечикам поршня 9. На ступенчатои передаче 22 устанавливают выч10 сокую скорость вращения гайки 3Винтом 13 перемещают упор 12 в положение, при котором обеспечивается заданная величина деформации на образце 6, Включают привод 4 вращения, в результате работы которого передача 22 вращает гайку 3 и маховики 23 с нарастающей скоростью вращения от нуля до заданной скорости. На этапе вращения гайки 3 с нарастающей скоростью 20 ходовой винт 2 вместе с поршнем 8 перемещается с увеличивающейся скоростью и выбирает воздушныи зазор между поршнем 8 и поверхностью жид, кости в полости 15. К моменту сопри косновения поршня 8 с жидкостью он и винт 2 набирают требующуюся постоянную скорость осевого перемеще" ния.30С момента касания поршнем 8 по- верхности жидкости в движение приходит поршень 9 с инерционным грузом 16. Поршень 9 имеет начальную скорость, близкую к скорости поршня 8, посколЮ у в присутствии маховиков 23 35 скорость поступательного перемещения винта 2 при встрече поршня 8 с жидкостью не изменяется. Премещение поршня 9 вынуждает перемещаться захваты 5 вдоль клиновой поверхности втулки 11 матрицы 10 и деформировать образец б сразу со скоростью, близкой к требуемой средней скорости деформации, практически без заметного участка разгона.В этом этапе идет деформация образца 6 вплоть до соприкосновения захватов 5 с упором 12. В этот момент происходит резкая остановка захватов 5 и поршня 9, в результате чего инерционный груз 16 продолжает свое движение, смещается относительно поршня 9 в направлении его движения и открывает выход осевого канала 14 в поршне 9. Стопор 21 фиксирует ниж 55 нее положение груза 16, при котором жидкость из полости 15 через канал 14 заполняет полость 17 в грузе 16 и поступает в полость сливного клапана 18. При этом срабатывает пускатель привода 4 вращения, последний включается, скорость вращения маховиков 23 и гайки 3 падает вместесо скоростью осевого перемещения винта 2 и поршня 8,На этапе замедления движения и остановки поршня 8 его движение тормозится сопротивлением жидкости, перетекающей по каналу 14 через клапан18 на слив. Образец б на этом этапе остается неподвижным вместе с захватаьп 5 и поршнем 9, что обеспечивает сокращение до минииума участкападения скорости деформации в моментдостижения требуемой величины деформации, После,цостижения заданнойдеФормации и с заданной скоростьюдеформац 1 пс образец б вместе с гтулкой11 снимают с установки и обследуют,величина деформации на образце б сохраняется вследствие саиоторможенияпары захват-втулка. Затем втулку 1с образцом 6 размещают на установке,изменяют положение упора 12 и производят новое дефориировапие образцадо следующего уровня деформации спрежней нлп новой скоростью деформации, в зависимости от задачи испытаний.Действуя таким образом, исследуютвлияние постоянной высокой скоростидеформации на внутреннее состояниеи механические свойства материалаобразца.Для работы в режиме медленных скоростей деформации инерционный груз1 б с помощью стопора 21 фиксируютв положеции, при котором канал 14поршня 9 постоянно открыт, Клапан18 устанавливают на определенноедавление срабатывания, величина которого определяется прочностныии свойствами испытуемого образца 6 и выбирается иэ условия, обеспечения давления жидкости в полости 15, необходимого для перемещения захватов 5вдоль матрицы 10. Этап разгона в этомрежиме не отличается ьт укаэанного.На этапе торможения установки последостижения заданной деформации образца 6, когда захваты 5 входят в контакт с упором 12, работа состоит в .следующем. При остановке поршня 9движение винта 2 продолжается, давление жидкости в полости 17 груза 16возрастает до уровня давления сраба1298592 тывания клапана 18, последний срабатывает, жидкость поступает в полость клапана 18 и выключает привод 4, при этом маховики 23 гасят свою скорость вращения,Составитель В. ТаяьвойшТехред Н.Глущенко Корректор С. Шекмар Редактор И. Горная,Заказ 879/43 Тираж 777. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уп. Проектная, 4 Формула изобретения Установка для механических испытаний материалов, содержащая станину, ходовой винт с гайкой, неподвижной в осевом направлении, привод вращения с пускателем, связанный с гайкой, и захваты для образца испытуемого материала, связанные с ходовым винтом, отличающаяс я тем, что, с целью повышения достоверности испытаний при,различных скоростях деформирования за счет сокращения участков нарастания и спада скорости деформирования образца, она снабжена гидроцилиндром с двумя поршнями, эакрепленньпи на станин .и гно ходовому винту, матрицей для захватов, выполненной в виде размещеннойна станине втулки с клиновой внутренней поверхностью, на которой установлены захваты, и упора, установленногово втулке с воэможностью осевого перемещения, и приспособлением длясброса давления, при этом один иэпоршней гидроцилиндра соединен с ходовым винтом, второй поршень имеЕтосевой канал и соединен с захватами, полость гидроцилиндра между поршнями частично заполнена жидкостью,а приспособление для сброса давлениявыполнено в виде инерционного грузас полостью, установленного на второмпоршне гидроцилиндра и перекрывающеговыход осевого канала поршня, и сливного клапана с регулируемым давлениемсрабатывания, сообщенного с полостьюинерционного груза и связанного спускателем привода вращения.