Установка для испытания образца материала на усталость при осевом нагружении

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1820289 5 601 ИЗ 3 ПАТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОВЕДОМСТВО СС(71) Ухтинский индустриальный институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 1273773, кл. 6 01 й 3/30,опублик, 1986.2. Авторское свидетельство СССРЬ 1335848, кл, 6 01 й 3/ЗР, 1986,(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦА МАТЕРИАЛА НА УСТАЛОСТЬ ПРИОСЕВОМ НАГРУЖЕНИИ(57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам дляиспытания образца материала на усталостьпри осевом нагружении. Цель изобретения- расширение диапазона нагрузок за счетобеспечения нагружения образца растяжением с последующим сжатием, только растяжением или только сжатием как при ударном нагружении, так и при циклическом нагружении с любым периодом. Установка содержит корпус 1, установленное на нем устройство для периодического подъема груза 2, являющегося возбудителем ударной нагрузки, и кривошипно - шатунный механизм с приводом 23, предназначенный для возвратно поступательного перемещения клина 18, В клине 18 выполнены два фасонных паза 24 и 25, в которых размещены ролики 26 и 27, передающие свои перемещения через соответствующие тяги 32 и 33 соответствующим пружинам 37 и 42, которые нагружают образец 35 растяжением с последующим сжатием, только растяжением или только сжатием ударной нагрузкой, если перемещение клина 18 вызывается падающим грузом 2, или циклическими нагрузками, если перемещение клина 18 вызывается кривошипно-шатунным механизмом, 2 ил.Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образца материала на усталость при осевом нагружении.Цель изобретения - расширение диапазона нагрузок за счет обеспечения нагружения образца растяжением с последующим сжатием, только растяжением или только сжатием как при ударном нагружении, так и при циклическом нагружении с любым периодом,На фиг.1 представлена схема предлагаемой установки, вид спереди; на фиг,2 - разрез А - А на фиг,1 (устройство передачи нагрузки на образец),Установка содержит корпус 1, возбудитель ударной нагрузки в виде падающего груза 2 с направляющими 3, гибкую тягу 4, одним концом соединенную с грузом 2, охватывающую блок 5 и другим концом закрепленную на барабане 6, на валу которого закреплено ведомое зубчатое колесо 7, находящееся в периодическом зацеплении с ведущим зубчатцм колесом 8, на котором на части зубчатого венца имеется гладкая выборка. для периодического подъема груза 2 привод 9, состоящий из мотор-редуктора, на выходном валу которого закреплено ведущее зубчатое колесо 8. Груз 2 соединен гибкими тягами 10 с пружинами 11 в средней части с направляющей 12, в которой выполнены отверстия 13 для размещения в них фиксатора 14, соединяющего упор 15 в виде кольца с направляющей 12. Пружины 11 соединены с корпусом пружинами 16. Направляющая 12 имеет жестко соединенный с ней ограничитель 17 и соединена с клином 18, который другим концом соединен с второй направляющей 19. Эта направляющая соединена через ось 20 и шатун 21, состоящий из двух частей для регулирования его длины, с кривошипом 22, закрепленным на валу привода 23 для возвратно-поступательного перемещения клина 18,В клине 18 выполнены фасоннце пазы 24 и 25, одни участки которых параллельны продольной оси клина, а другие параллельны между собой и наклонены к оси клина в сторону образца. В фасонных пазах размещенц с малым зазором ролики 26 и 27. Эти ролики установлены на соответствующих осях 28 и 29 и могут на них вращаться при перемещении по поверхности фасонного паза. Оси 28 и 29 с распорными втулками 30 и 31 соединены с соответствующими тягами 32 и 33, расположенными в отверстия корпуса. К тяге 33 прикреплен захват 34 образца 35. Тяга 32 состоит из двух стержней, соединенных планкой 36, к которой прикреплены одними концами пружины растяжения 37. Другими концами эти пружинысоединены со стержнем 38, свободно перемещающимся в продольном пазу 39 тяги 40и периодически взаимодействующим с этой5 тягой, соединенной с захватом 41. Междупружинами растяжения 37, параллельно им,установлена пружина сжатия 42, упирающаяся одним концом в тягу 40, а другим - врегулировочный винт 43, установленный в10 планке 36,Установка работает следующим образом.Устанавливают образец 35 в захваты 34и 41. Перемещением планки 36 относительно тяги 32 выбирают люфт в пружинах 37, авинтом 43 - в пружине 42.Для создания циклического нагруженияобразца 35 отсоединяют тяги 10 от направляющей 12,Для создания циклического растяжения20 с последующим сжатием устанавливают такой радиус кривошипа, чтобы клин 18, перемещаясь иэ одного крайнего положения вдругое, прошел путь, равный За. Затем устанавливают клин 18 в крайнее верхнее поло 25 жение (по чертежу) и устанавливают длинушатуна 21 такой, чтобы между ограничителем 17 и корпусом 1 был незначительныйзазор. Упор 15 поднимают выше (по чертежу) и соединяют фиксатором 14 со следую 30 щим отверстием в направляющей 12.Включают привод 23, который приводит ввозвратно-поступательное перемещениеклин 18. При перемещении клина 18 на расстояние а ролик 26 перемещает тягу 32 вме 35 сте с планкой 36, а ролик 27 не перемещаеттягу 33. В результате пружины 37 оказываются нагруженными, и усилия передаютсячерез стержень 38, тягу 40 и захват 41 наобразец 35. Происходит растяжение образ 40 ца 35. При прохождении клином 18 второгорасстояния а в том же направлении тяга 32остается неподвижной, а тяга ЗЗ перемещается роликом 27 в сторону образца. В результате происходит разгрузка образца 35.45 При дальнейшем движении клина 18 в томже направлении тяга 32 по-прежнему остается неподвижной, а тяга 33 продолжаетперемещаться в там же направлении, вызывая укорочение пружины 42, которая через50 тягу 40 и захват 41 нагружает образец 35сжатием, При этом пружины 37 остаются ненагруженнцми, так как стержень 38 свободно перемещается в продольном пазу 39 относительно тяги 40. Пройдя третье55 расстояние а, клин 18 переместится в нижнее крайнее положение. При обратном возвращении клина 18 в верхнее крайнееположение произойдет разгрузка образца35 от сжатия, затем нагрузка растяжениеми разгрузка, После этого описанный про 1820289цесс нагружения образца 35 циклически повторяется.Для создания только циклического растяжения устанавливают такой радиус кривошипа, чтобы клин 18, перемещаясь изодного крайнего положения в другое, прошел путь. равный а. Затем устанавливаютклин 18 в крайнее положение и устанавливают длину шатуна 21 такой, чтобы междуограничителем 17 и корпусом 1 был неэначительный зазор. Включают привод 23.Клин 18, совершая возвратно-поступательные движения, вызывает через ролик 26 иось 28 возвратно-поступательные перемещения тяги 32 с планкой 36, которые пере- "5даются пружинам 37, а тяга 33 с захватом 34при этом остается неподвижной, Пружины37 периодически нагружаются и разгружаются. создавая циклическое растяжение образца 35.20Для создания только циклического сжатия устанавливают такой радиус кривошипа, чтобы клин 18, перемещаясь из одногокрайнего положения в другое, прошел путьне более 2 а. Затем устанавливают клин 18 в 25крайнее верхнее положение и устанавливают длину шатуна 21 такой, чтобы между ограничителем 17 и корпусом 1 былорасстояние, равное а. При этом пружины 37и 42 не нагружены, и в них отсутствует люфт, 30что достигается перемещением планки 36относительно тяги 32 и винтом 43, Включают привод 23. Клин, совершая возвратнопоступательные движения, вызывает черезролик 27 и ось 29 возвратно-поступательные перемещения тяги 33, которые передаются пружине 42, а тяга 32 при этомостается неподвижной. Пружина 42 периодически нагружается и раэгружается, создавая циклическое сжатие образца 35.Для создания ударного нагружения образца 35 отсоединяют шатун 21 от направляющей 19, а тяги 10 соединяют снаправляющей 12,Для создания ударного нагружения образца 35 растяжением с последующим сжативм устанавливают упор 15 на расстоянии,равном За, от корпуса 1, при этом ограничитель 17 контактирует с корпусом 1, Ведомоезубчатое колесо 7 находится на выходе иззацепления с ведущим колесом 8. Пружины 5011 нагружены усилием, превышающим весклина 18 с направляющими 12 и 19 с такимрасчетом, чтобы ограничитель 17 контактировал с корпусом 1. Включают привод 9.Зубчатое колесо 7 выходит иэ зацепления с 55колесом 8. Груз 2 падает, тяги 10 с пружинами 11 отводятся в сторону предварительнонатянутыми пружинами 16. Падающий груз2 ударяет при встрече по направляющей 12 и перемещает клин на величину, равную За. Происходит ударное нагружение образца растяжением с последующим сжатием. Затем колесо 8 входит в зацепление с колесом 7, и происходит сначала подьем груза 2, пока не натянутся тяги 10, затем вместе с грузом поднимается и клин 18 в исходное положение. При подъеме груза, а затем клина образец 35 находится вначале под постоянным сжатием, затем разгрузка, нггружение растяжением и разгрузка. Далее описанный цикл нагружения образца повторяется.Для создания ударного нагружения образца растяжением устанавливают упор 15 на расстоянии, равном а, от корпуса 1, при этом ограничитель 17 контактирует с корпусом 1. Остальные операции только что описаны, с тем отличием, что клин при ударе груза 2 по направляющей 12 перемещается только на величину, равную а. Происходит ударное нагружение образца растяжением, При подъеме груза и клина образец находится под постоянным растяжением, а затем происходит разгрузка. Затем процесс ударного нагружения образца растяжением повторяется.Для создания ударного нагружения образца сжатием устанавливают между ограничителем 17 и корпусом 1 расстояние, равное а, а упор 15 устанавливают на расстоянии, равном а или 2 а, от корпуса 1. Остальные операции описаны выше. Клин 18 при ударе груза 2 по направляющей 12 проходит расстояние, равное а или 2 а. Происходит ударное нагружение образца сжатием, При подъеме груза и клина образец находится под постоянным сжатием, затем происходит разгрузка. Далее процесс ударного нагружения образца сжатием повторяется.Изменяя углы наклона рабочих поверхностей клина 18 на равные величины, создают разные скорости деформирования образца при ударном нагружении и разные усилия в образце при циклическом нагружении,Изменяя жесткость пружин 42 и 37 путем их замены, изменяют жесткость нагружения при ударной нагрузке и усилия в образце при циклическом нагружении. Формула изобретения Установка для испытания образца материала на усталость при осевом нагружении, содержащая корпус, захваты образца, возбудитель ударной нагрузки с грузом. узел передачи нагрузки на захваты образца, выполненный в виде клина, направляющей клина, двух тяг, расположенных в одной плоскости.и одними концами связанных с"У Составитель .8.Юрасов ктор С.Кулакова Техред М;Моргентал Корректор А.м(выдь ТиражОодписйое Государственного комитета по изобретениям и открытюм приХКНТ СССР 113035, Москва, ЖЗб, Раушская наб., 4%акаэ 2026 ВНИИПИ ственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул Гагарина, 101 Пр соответствующими рабочими поверхностями клина, а другими - с соответствующим захватом образца, и регулировочный винт, от л и ч а ю ща я с я тем, что, с целью расширения диапазона нагрузок за счет 5 обеспечения нагружения образца растяжением с последующим сжатием, только растяжением или только сжатием как при ударном нагружении, так и при циклическом нагружении с любым периодом, она снаб жена устройством для периодическогоподъема груза, выполненным в виде зубчатой передачи, ведущее колесо которой имеет гладкую выборку на части зубчатого венца, барабана, на валу которого установ- .16 .лено ведомое колесо зубчатой передачи, блока, гибкой тяги, охватывающей блок и закрепленной одним концом на барабане, а , другим - на грузе, упругими тягами, подпружиненными к корпусу в плоскости, перпен дикулярной их осям, и предназначенными для соединения груза с направляющей клина, и устройством для возвратно"поступательного перемещения клина. узел передачи нагрузки на захваты образца имеет упор, установленный на направляющей клина с возможностью. перемещения вдоль нее, два ролика, соединенные каждый с соответствующим концом первой и второйтяг, силовые пружины, соединенные одними концами с вторым концом второй тяги, дополнительную тягу с продольным пазом, предназначенйую для соединения с вторым захватом образца, и стержень, установленный в продольном пазу лерпендикулярно его оси и соединенный с другими концами силовых пружин, регулировочный винт установлен на втором конце второй тяги, а на рабочих поверхностях клина вЫполнены со. ответствующие фасонные пазы, каждый иэ которых предназначен для размещения в нем соответствующего ролика.