Центробежная установка для испытания образцов материалов при динамическом нагружении осевой и крутящей нагрузками

(51)4 с О 1 Б 3 НИЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСМАТЕРИАЛОВ ПРИ ДИНИИ ОСЕВОЙ И КРУТЯ вательси и относится к Целью изобр ие испытаний циональное иала осевой постоянной во СССР 1977. СССР 1985.ержит кор Ф союз советскихсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АНИЕ ИЗО(71) Всесоюзный научно-исский институт горной геомехмаркшейдерского дела(54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕ ШЕЙ НАГРУЗКАМИ (57) Изобретение тельной технике. является проведе печивающих пропо ние образца мате щей нагрузками д чины. Установка испытатения .обес" агруаеи крутя-, их вели- ус1428992 платформу 2 с радиальными направляющими 3, привод 4 вращения платформы,связанный с платформой посредствомйолого вала 5, закрепленный на корпусе пассивный захват 7 для образца 8,активный захват б в виде конуса сВершиной, обращенной к захвату 7,элемент приложения крутящей нагрузкик образцу в виде втулки 11 с конусным отверстием, центробежный груз 9,установленный в направляющей и свя,эанньй с втулкой с помощью проходящей через полость вала гибкой тяги 15фиксатор 12 для удержания груза висходном направлении. Втулка служит для Фрикционного .взаимодействияс конусом и Охватывает конус с на-.чальным зазором. Втулка вращается Изобретение относится к испытатель: ной технике, а именно к центробежным: установкам для испытания образцов ма"териалов при динамическом нагруженииосевой и крутящей нагрузками.. Цель изобретения - проведение испытаний, Обеспечивающих пропорциональное нарастание осевой и крутящей нагрузок до постоянной их величины,Ка чертеже йэображена установка,общий вид.Установка содержит корпус 1, установленную на нем платформу 2 с радиальными направляющими 3, привод 4вращения платформы 2, связанный с .платформой 2 посредством полого вала 5, активный и пассивный захваты 6н 7 для образца 8 материала, раэмещенные в направляющих 3 с возможностью перемещения вдоль них центробеИные Грузы 9 и 10, элемент приложе,НЗЩ.;крутящей нагрузки к образцу 8в виде втулки 11 с ионусным отверсти ем, фиксаторы 12 и 13 для удержанияцентробежных грузов 9 и 10 в исходном положении,Захваты 6 и 7 для образца 8 устаиовлены под платформой 2 соосно валу 5, пассивный захват 7 закреплен накорпусе 1 с.помощью болтов 14, Активсовместно с валом и имеет возможность. относительного осевого перемещения, Захваты установлены под платформой соосно валу, После разгона плат от ормы срабатывает фиксатор, Под действием центробежных сил груз перемещается и обеспечивает контакт втулки с конусом, что вызывает нагружение образца осевой и крутящей нагрузками. Нарастание нагрузок происходит про. порционального друг другу. При достижении касательных напряжений между втулкой и конусом максимального значения образец в течение заданного времени остается нагруженным постоянными осевой и крутящей нагрузками при проскальзывании втулки и конуса, 1 з.п.ф-лы, 1 ил. ный захват 6 выполнен в виде конуса, обращенного вершиной к пассивному .1 захвату 7. Втулка 11 служит для Фрикционного взаимодействия с конусом, а также она охватывает конус с начальным зазором и связана с центробежными грузами 9 и О с помощью проходящих в полости вала 5 гибких тяг 15 и 16, Втулка 1 соединена с валом 5 с возможностью совместного с валом 5 вращения и относительного осевого перемещения с помощью стержней 7, размещенных в отверстиях в торце нала 5.Установка снабжена также рамой 18 с отверстиями 9, обеспечивающей соединение пассивного захвата 7 с валом 5. Фиксаторы 2 и 3 имеют приводные механизмы, которые выполнены в виде электромагнитных катушек 20 и 21, ввернутых в платформу 2. При этом Фиксаторы 2 и 13 являются якорями, взаимодействующими с катушками, каждая иэ которых включена в отдельную цепь (не показана) управления.Установка работает следующим образом.Включают привод 4 и разгоняют платформу 2 до заданной скорости вращения. Вместе с платформой 2 вращаются размещенные на ней груэы 9 и О,1428992 звтупка 11 с тягами 15 и 16, Образец 8 с захватами 6 и 7 остается при этом неподвижным. Для нагружения образца 8 до уровня нагрузок первой ступе-5 ни подают ток в цепь управления катушки 20 и освобождает груз 9Груз 9 перемещается вдоль направляющей 3 и через тягу 15 перемещают втулку 11. Последняя вступает во фрикционное взаимодействие с активным захватом 6 и нагружает образец 8 осевой нагрузкой растяжения и крутящей нагрузкой. Величина осевой нагрузки опре-. деляется массой груза 9, скоростью 15 вращения платформы 2 в момент нагружения образца 8, длиной тяги 15 в момент нагружения. Крутящая нагруз - ка определяется силой трения между конусом и втулкой 11 и зависит от 20 величины осевой нагрузки, коэффициента трения между поверхностями соприкосновения конуса и втулки 11 и от площади контакта между конусом и втулкой 11. Последнее регулируется 25 путем замены втулки 11, что определяет соотношение между осевой и крутящей нагрузками, После нагружения образца 8 до первой ступени вращение платформы 2 продолжают с прежней ЗС скоростью, что обеспечивает постоянство осевой и крутящей нагрузок на образце 8 в течение заданного времени. Для нагружения образца 8 до уровня нагрузок второй ступени подают ток в цепи управления катушкой 21. Этим приводится в действие груз 10, который, перемещаясь вдоль направляющих 3, производит погружение образца 8 осевой и крутящей нагрузками 40 аналогично действию груза 9. После подгружения образца 8 нагрузки второй ступени поддерживаются на заданном уровне путем вращения платформы 2 с неизменной угловой скоростью. Затем 45 переходят к подгружению до уровня нагрузок следующей ступени, и так далее, по программе, испытаний, вплоть до разрушения образца 8.Для бесступенчатого разрушения 50 образца 8 осевой и крутящей нагрузками после разгона платформы 2 в действие приводятся грузы 9 и 10 одновременно. 55Для испытания образца 8 при осевом нагружении (ступенчатом или однократном используют раму 18, для чего болты 14 устанавливают в отверстия 19. При раскручивании платформы2 образец 8 с захватами 6 и 7 такжевращается со скоростью вращения платформы 2, а при приведении в действиегрузов 9 и 1 О описанным выше образом 1втулка 11 нагружает образец осевойнагрузкой без нагрузки кручения. Выдержка образца 8 под неизменной нагрузкой производится описанным вышеобразом. 1Установка позволяет выполнить йа , ней опыты как при нагружении осевой и крутящей нагрузками или плавно нарастающими нагрузками до разрушения образца 8, так и при нагружении с последующей выдержкой образца 8 при заданных уровнях комбинированной или осевой нагрузок, Установка обеспечивает также ступенчатое нагружение образца 8 в режиме нарастания нагрузок с последующей выдержкой при неизменных нагрузках, что на других центробежных установках не выполняется. Формула изобретения 1. Центробежная установка для.испытания образцов материалов при динамическом нагружении осевой и крутя - щей нагрузками, содержащая корпус, установленную на нем платформу с рв" диальными направляющими, привод вращения платформы, связанный с платформой посредством вала, активный и пассивный захваты для образца, размещен" ный в направляющих с возможностью перемещения вдоль них центробежный груз, элемент приложения крутящей нагрузки к образцу, через который центробежный груз связан с активным захватом, фиксатор для удержания центробежного груза в исходном поло жении, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью проведения испытаний, обеспечивающих пропорциональное нарастание осевой и крутящей нагрузок до постоянной их величины, вал платформы выполнен полым, захваты для образца установлены под платформой соосно с валом, пассивный захват зак" реплен на корпусе, активный захват выполнен в виде конуса, обращенноговершиной к пассивному захвату, а элемент приложения крутящей нагрузки - в виде втулки с конусным отверс1428992 Составитель Б.МешковскийРедактор Е.Папп Техред Л.Сердюкова . . Корректор М.Васильева,Заказ 5116/39 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раувская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул Проектная, 4 ткем для фрикционного взаимодействия с конусом, охватывающей конус с на.чальным зазором и связанной с помощью проходящей в полости вала гибКой тяги с центробежным грузом, при этом втулка соединена с валом с возМожностью относительного осевого перемещения и совместного с валом вращения. 2, Установка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью проведения испытаний при ступенчатом нагружении, она снабжена установленными в радиальных направляющих платформы дополнительными центробежными грузами, связанными с втулкой гибкими тягами, и индивидуальными фиксаторами 10 дополнительных грузов.