Устройство для контроля усталостно-го разрушения изделий

Союз Советскнк Соцналнстичвскнх РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ Св ИТЕЛЬСТВУ("2) Заявлено 16.0379 (21) 2738682/25-28 (51)М. Кл. с присоединением заявки Но(23) Приоритет С 01 й 3/32 Государственный комитет СССР ио делан изобретений и открытий(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ ИЗДЕЛИЙИзобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствамдля контроля усталостных разрушенийиэделий, и может быть применено в машиностроении.Известно устройство для контроляусталостного разрушения иэделий, содержащее последовательно соединенныепреобразователь действующих напряжений, блок выделения промежуточных циклов, блок преобразования пульсирующихнапряжений в эквивалентное число циклов и накопительный счетчик Щ ,Недостаток устройства - низкаянадежность контроля при долговременных испытаниях изделий.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для контроля усталостногоразрушения иэделий, содержащее преобраэователь действующих напряжений,подкюлоченный через усилитель к регулируемому пороговому элементу и параллельным каналам, каждый иэ которыхвключает последовательно соедикенныепороговый элемент, формирователь,счетчик циклов и блок заполнения, индикатор диапазона, ко входам которогоподключены выходы всех каналов, подключенные также ко входам регулиру-. ЗО емого порогового элемента, которыйподключен выходом к сигнализаторуперегрузки 21 .Недостатком устройства являетсянизкая недежность контроля, котораяопределяется тем, что при отключениинапряжения питания (что неоднократноимеет место при длительном контролесрока службы деталей машин в течениевсего рабочего ресурса машин) устройство теряет всю накопленную доэтого информацию. Кроме того, контроль срока службы в течение всего рабочего ресурса иэделия требует большого объема памяти счетчиков циклов,который обычно недостаточен, Это ограничивает длительность контроля срока службы изделий, т.е. ограничиваетфункциональные воэможности устройства.Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональныхвозможностей устройства,Поставленная цель достигается тем,что устройство снабжено первым коммутатором, включенным между формирователями и счетчиками циклов, вторымкоммутатором, включенным между счетчиками и блоками заполнения, первыми вторым блоками управления и после 815587довательно соединенными блоком вводаинформации, входы которого подключены к выходам счетчиков и блоков управления, ячейкой памяти и блоком устаовки, другие входы которого подключены к первому и второму блокамуправления, а выходы - ко вторым входам счетчикон, второй блок управления входом подключен к выходу блоказаполнения, а выходами подключен кпервому и второму коммутаторам, входам счетчиков, блоку ввода и регулируемого элемента,На фиг, 1 представлена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - график зависимости разрушающих напряжений (Ь )от числа (и) циклов (кривая Велера).Устройство содержит преобразователь 1 действующих напряжений, подключенный через усилитель 2 ко входампараллельных каналов, образованныхпороговыми элементами 3, и ко входу 20регулируемого порогового элемента 4,выходы элементов 3 подключены черезформирователи 5 к первому коммутатору б, выходы которого подключены ксчетчикам 7 циклон. Выходы счетчиков7 циклов соединены со нходами второго коммутатора 8, блока 9 и коммутатора 10 информации счетчикон с цифровым индикатором 11. Один из выходовкоммутатора 8 соецинен со входом коммутатора 6, а другие выходы - со входами схем 12 сравнения кодов, на другие входы которых подключены выходызадатчиков 13 количества циклов.Задатчики 13 количества циклов совместно со схемами 12 сравнения кодонобразуют блоки 14-16 заполнения счетчиков (до заданного уровня). Выходыблоков 14-16 заполнения счетчиковподклкчены ко входам блока 17 команди параллельно к другим входам регулируемого порогового элемента 4, кроме того, выход блока 16 заголнениясчетчиков соединен со входом второгоблока 18 управления, выходы которогоподключены к одному из входон коммута тора 6 и коммутатора 8, ко входамблока установки н "0" счетчиков 7циклон, к одному из входов регулируемого порогового элемента 4, блок 9ввода и блока 17 команд, выход кото- Орого подключен к регистоатору 19 диапазонов нагружения. Блок 17 командсовместно с регистратором 19 образуют индикатор 20 диапазона нагружения,К выходу регулируемого порогового 55элемента 4 подключен сигнализатор 21перегрузки, Выход блока 9 ввода соединен с ячейкой 22 памяти, выход которой подключен к одному из входовблока 23 установки, а к его другомувходу подключен один из выходов перного блока 24 управления, его другойвыход подключен к управляющему входублока 9 ввода. Выходы блока 23 устаовки подключены ко входам внешнейу -тановки счетчиков 7 циклов и ко 65 входу нешней установки второго блока 18 управления.Принцип работы устройства основанна реализации зависимости, изображенной на фиг. 2. Зависимость разрушающих напряжений Ъ от числа и цикловнагрузки для каждого элемента конструкции характеризуется кривой Велера(поз 24 на фиг. 2), График предельнодопустимых напряжений в зоне ограниченной выносливости изображаетсякривой (поз, 25), Область выше предела долговременной выносливости дразбивается на уровни, Ъ, Ь .В результате разбиения получаетсяколичество циклов и и , пЗ, допустимых при работе с нагрузками, непревышающими соотнестненно 3 3Ъп 4 - предельное количество цикловнагружений, соответствующее механическому напряжению долговременнойвыносливостиУстройство работает следующим образом,Полученное количество циклов нагружений, н результате разбиения наподдиапазоны чагружений, задается вустройстве задатчиками 13 количества циклов. Преобразователь 1 действующих напряжений устанавливаетсяна изделие, Устачавлйвается нужнаяинформация н ячейке 22 памяти, ивключается питающее напряжение, Приэтом первый блок 24 управления вмомент включения питания подает сигнал запрета на блок 9 ввода, исключая, таким образом, возмжность записи информации с триггеров счетчиков 7 циклон з ячейку 22 памяти, Кроме того, а момент включения питаниянторыи блоком8 управления формируется короткий импульс, устанавливающий в "0" триггеры счетчиков 7.После установки в "0" счетчиков 7блок 24 управления вырабатывает короткий импульс для блока 23 установки, по которому этот блок информацию,записанную в ячеике 22 памяти, уста"навливает , используя входы блока 23устанонки, в счетчиках 7 циклов иблоке 18 управления. После окончанияпроцесса принудительной установки инФормации первый блок 24 управленияубирает сигнал запрета с блока 9 ввода, подавая вместо него сигнал разрешения, осуществив, таким образом,разрешение поступления информациии ячейки 22 памяти для ее записи.Сигнал с преоб,"зонателя 1 действующих напряжений через усилитель 2поступает на четыре параллельно включенных пороговых элемента 3, настроенных каждый на опрецеленный уровеньОо, Ъ, Ьу, и на регулируемыйпороговый элемент 4. При достижениинапряжением определенного уровня соответствующий пороговый элемент 3пропускает сигнал к формирователю 5,Формула изобретения Устройство для контроля усталостного разрушения иэделий, содержащее преобразователь действующих напряжений, подключенный через усилитель к регулируемому пороговому элементу и параллельным каналам, каждый из которых включает последовательно соединенные пороговый элемент, формирователь, счетчик циклов и блок заполнения, индикатор диапазона, ко входам которого подключены выходы всех каналов, поцключенные также ко входам регулируемого порогового элемента, который подключен выходом к сигнализатору перегрузки, о т л и ч а ю щ е ес я .тем, что, с целью повышения который через коммутатор 6 приводитв действие соответствующий счетчик 7циклов, изменившаяся информация которого через блок 9 ввода записывается в ячейке 22 памяти, а также поступает через второй коьыутатор 8 насхему 12 сравнения кодов. При достижении в счетчике 7 циклов количествациклов заданного задатчиков 13 циклов схема 12 сравнения кодов выдаетсигнал на блок 17 команд, ксторыйвыдает, в свою очередь, соответствующий сигнал на индикатор, который сигнализирует о новом диапазоне разрешенных нагружений для изделия, Такжесигнал со схемы 12 сравнения кодовпоступает на вход регулируемого порогового элемента 4, переключив егопорог (Ьр, Ь, Ь, Ь,) на более низкийуровень допустимых нагружений. Привозникновении напряжений в иэделии,по величине доходящих до соответствующего порогового значения регули уемого порогового элемента 4, включается сигнализатор 21 перегрузки.Для того, чтобы узнать, сколькоциклов отработала машина по какомулибо диапазону нагружений, достаточно скоммутировать информацию соответствующего этому диапазону счетчика 7 циклов коммутатором 10 информации =четчиков на цифровой индикатор11,При работе устройства. нагружениявысших уровней учитываются также ина счетчиках циклов низких уровней.В случае достижения, например, вобласти 1, граничного числа. цикловп 2 сигналиэатор 20 диапазона нагружений информирует разрешение работымашины только в области 111, соответственно порог регулируемого порогового элемента 4 переключается 40на максимально допустимое напряжение,равное Ь. В случае достижения издесь предельного числа циклов остается воэможность работы только принапряжениях, не превышающих пределавыносливости 3 р . При этом, сигнал сблока 1 б заполнения счетчика до заданного уровня поступает на второйблок 18 управления коммутаторами,который вырабатывает сигнал на комму- отаторы 6 и 8, в результате которогоавтоматически перекоммутируются входные и выходные связи счетчиков 7циклов. Ко входу счетчика 7 цикловбывшего 111 диапазона нагружений подключается выход формирователя 5 порогового элемента с порогом 34(фиг.2),Выход этоо счетчика циклов подключается к счетному входу бывшего счетчика циклов 11 диапазона нагружений,выход которого, в свою очередь, соединен со входом бывшего счетчика циклов 1 диапазона нагружений. Остальные связи счетчиков циклов остаютсяпрежними. В результате такой перекоммутации получается новый счетчик 65 циклов долговременного диапазона нагружений с емкостью, значительно превосходящей емкость каждого из бывших счетчиков циклов, взятл в отдельности, Второй блок 18 управления коммутаторами выдает также сигнал на индикатор 20 диапазона нагружений для индикации разрешения работы машины только в долговременном диапазоне нагружений и на регулируемый пороговый элемент 4 для установки его порога равным Ьу, Изменившееся состояние блока 18 управления коммутаторами через блок 9 ввода записывается в ячейку 22 памяти.По окончании процесса перекоммутации счетчиков циклов блок 18 управления выдает импульс для установки элементов нового счетчика циклов в "0", соответственно их нулевая информация записывается и в ячейке 22 памяти,Работа счетчика циклов долговременного диапазона нагружений аналогична работе для счетчиков других диапазонов нагружений, с той лишь разницей, что информация о подходе к предельному числу циклов нагружений изделия получается путем коммутации составных частей счетчика циклов долговременного диапазона нагружений на цифровой индикатор 11.Работа устройства в режиме испытаний аналогична работе в режиме контроля. В режиме испытаний при по- моши пороговых элементов устанавливаются нужные уровни допустимых на-пряжений и производится подсчет циклов по полученным диапазонам нагружений. По состоянию детали после или в процессе испытаний делается вывод о правильности выбора количества циклов нагружений.Применение предлагаемого устройства позволяет осуществить испытания и контроль усталостного разрушения иэделий, подвергаемых знакопеременной нагрузке на протяжении всего ресурса работы изделий.815587 акаэ 1024/71 Тираж 907 Подписное ИИП илиал ППП Патент", г.ужгород, ул,Проектная,4 надежности и расширения функциональных возможностей, оно снабжено первымкоммутатором, подключенным между формирователями и счетчиками циклов,вторым коммутатором подключенным междусчетчиками и блоками заполнения, первым и вторым блоками управления и последовательно соединенными блоком ввода информации, входы которого подключены к выходам счетчиков и блоковуправления, ячейкой памяти и блокомустановки, другие входы которогоподключены к первому и второму блокам управления, а выходы - ко вторым входам счетчиков, второй блок управления входом подключен к выходу блоказаполнения, а выходами подключен кпервому и второму коммутаторам, входам счетчиков, блоку ввода и регулируемого элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 504939, кл. С 01 Н 3/32.2. Патент ФРГ Р 1958257,кл, 0 01 Н 3/32, 1977 (прототип),