Установка для испытаний образцов и натурных деталей на усталость при чистом изгибе

и 1991250 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) ПриоритетОпубликовано 230183. Бюллетень М 3 Р 11 М К з6 01 й 3/34 ь 01 й 3/36 Государственный комитет СССР по делам изобретений иоткрытий(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ И НАТУРНЫХ ДЕТАЛЕЙ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ ЧИСТОМ ИЗГИБЕИзобретение относится к определению прочностных свойств материалов, а именно к установкам для испытания образцов материалов и натурных деталей на усталость при чистом изгибе с вращением.Известна установка для испытаний на усталость при чистом изгибе с вращением, содержащая станину, размещенные на ней захваты для крепления образца, связанные с ними ведущий и ведомый шпиндели, нагружающие и опорные подшипники, размещенные на станине с воэможностью самоустановки на цапфах корпусов, привод вращения образца и рычажное устройство для создания в образце напряжений чистого изгиба Г 11.Однако такая установка имеет недостаточную точность результатов испытаний вследствие возникновения осевых нагрузок при изгибе образца.Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является установка для испытаний образцов и натурных деталей на усталость при чис.том изгибе, содержащая станину, размещенные на ней захваты для крепления образца, связанные с ними ведущий и ведомый шпиндели, каждый иэ которых установлен в нагружающем и опорном подшипниках, размещенных в раздельных самоустанавливающихся корпусах, привод вращения образца, нагружающее устройство для создания в образце напряжений чистого изгиба, связанное с корпусами нагружающих подшипников, причем стойка кор-. пуса опорного подшипника. ведомого шпинделя и стойка нагружающего устройетва, связанного с корпусом на гружающего подшипника ведомого шпинделя, закреплены на каретке, имеющей возможность осевого перемещения по станине. В этой установке каждая иэ указанных стоек закреплена на отдельной каретке (2 1.Элементом, ограничивающим долговечность известной установки, являются подшипниковые узлы, в которых используются крупногабаритные сФерические самоустанавливающиеся подшипники, ресурс работы которых значительно меньше, чем гарантированный ресурс работы высокооборотных крупногабаритных подшипников качения с цилиндрическими роликами и специальными сепараторами без буртов на внут ренней или наружной обоймах. Подшипники последнего типа обладают наи 991250более высокой работоспособностью извсех выгускаемых промышленностью крупногабаритных высокоскоростнЫх тяжелонагруженных подшипников качения эасчет большей длины площадки контактаролика цилиндрической формы с обоймами и возможности их .свободного перемещения в направлении образующей пообойме, наружной или внутренней, неимеющей ограничительных буртов,Такие подшипники в нагружающем10устройстве известной установки применить невозможно, так как при работе установки, особенно при испытании крупногабаритных образцов идеталей, неизбежно происходило быизменение исходного относительногоположения между стойкой корпуса опорного подшипника и стойкой нагружающего устройства ведомого шпинделявследствие того, что конструкцией 20установки не предусмотрена жесткаявзаимосвязь перемещения вдоль станиныупомянутых стоек.Вследствие осевых усилий, возникающих при нагрузке, обоймы высокооборотных подшипников качения с цилиндрическими роликами вместе с вышеуказанными стойками могут сместитьсяи выйти иэ соприкосновения с роликами. Действие осевых усилий на образец снижает точность испытаний.Цель изобретения - повышение долговечности установки эа счет применения нагружающих подшипников в видеподшипников качения с цилиндрическими роликами без буртов на обойме иповышение точности испытаний.Указанная цель достигается тем,что в установке для испытаний образцов и натурных деталей на усталостьпри чистом изгибе, содержащей станину, захваты для крепления испытуемого образца, связанные с ними ведущий и ведомый шпиндели, каждый иэкоторых установлен в нагружающеми опорном подшипниках, размещенныхв раздельных самоустанавливающихсякорпусах, привод вращения образца,нагружающие устройства для созданияв образце напряжений чистого изгиба, связанные с корпусами нагружающихподшипников, причем стойка корпусаопорного подшипника ведомого шпинделя и стойка нагружающего устройства,связанного с корпусом нагружающегоподшипника ведомого шпинделя, эакреп лены на каретке, имеющей воэможностьосевого перемещения по станине,указанные стойки закреплены на общейкаретке.На Фиг. 1 изображена предлагаемая 60установка, вид сбоку; на Фиг, 2разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 -разрез Б-Б на фиг. 1,Установка содержит станину 1,установленную в ней на роликовых , 65 направляющих каретку 2, ведущий 3 и ведомый 4 шпиндели соответственно с захватами 5 для крепления испытуемого образца 6, привод (не изображен ) вращения образца б, связанный со шкивом 7, закрепленным на ведущем шпинделе 3, опорные подшипники 8 и 9 шпинделей 3 и 4, корпусы которых подшипников 8 и 9) само- устанавливаются на цапфах 10, установленных во вспомогательных подшипниках 11 опорных стоек 12 и 13, и нагружающие устройства для создания в образце б напряжений чистого изгиба посредством приложения усилия к нагружающим подшипникам 14 и 15 ведущего 3 и ведомого 4 шпинделей, Нагружающие устройства содержат гидроцилиндры 16 и 17, связанные штоками посредством траверс 18 и 19 с самоустанавливающимися корпусами нагружающих подшипников 14 и 15, и стойки 20 и 21, каждая иэ которых имеет поперечину 22, к которой посредством сферического подшипника 23 и динамометра 24 подвешен гидро- цилиндр 16 (17 ). Стойки 12 и 20 закреплены непосредственно на станине 1,а стойки 13 и 21 - на каретке 2, перемещение которой необходимо для компенсации деформаций и термического расширения, а также для отвода ведомого шпинделя 4 при монтаже и поломке образца б.Установка работает следующим образом.Под действием рабочей нагрузки, создаваемой гидроцилиндрами 1 б и 17, вращающийся образец б, соединенный в единую балку с захватами 5 и шпинделями 3 и 4, изгибается, а шпиндели поворачиваются в вертикальной плоскости вокруг цапф 10 корпусов опорных подшипников 8 и 9 на некоторый угол. Изменение расстояния г,.-.:ж ду опорными подшипниками 8 и 9 в.=л-дствие прогиба балки и поворота шпинделей 3 и 4 компенсируется за счет перемещения стойки 13 вместе с кареткой 2 вдоль станины по роликовым направляющим, Одновременно происходит сдвиг стойки 21, закрепленной на той же каретке, в результате чего расстояние между точкой опоры и точкой подвески гидроцилиндра 17 ведомого шпинделя сохраняется постоянным, равным такому же расстоянию для ведущего шпинделя. Отсутствие ограничений в перемещении наружной обоймы относительно внутренней в продольном направлении в нагружающих подшипниках 14 и 15 обеспечивает автоматическую самоустановку корпусов йоследних, компенсируя уменьшЕние длины рычага нагружения, происходящее вследствие поворота шпинделей.Возможность самоустановки деталей в системе поршень гидроцилиндра - шток - корпус нагружающего подшипника обеспечивается, кроме того,. поворотом корпуса гидроцилиндра относительно точки подвеса в сферическом подшипнике 23, поворотом траверсы на цапфах корпуса нагружающего подшипника, поворотом наружной обоймы нагружающего подшипника относительно внутренней, плавающим перемещением поршня в гидроцилиндре.Нагрузка, передаваемая на образец 6, контролируется с помощью динамометров 24.Использование изобретения позволяет.проводить испытания натурных деталей и крупногабаритных моделей деталей машин :при высоких нагрузках, в результате чего на основании уточненных значений допускаемых напряжений могут быть снижены запасы прочности, уменьшена металлоемкость конструкций, повышена надежность и разрешено применение более дешевых материалов.формула изобретенияУстановка для испытаний образцов и .натурных деталей на усталость при чистом изгибе, содержащая станину,. захваты для крепления испытуемого25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Серенсен С.В. и др. Машины для испытаний на усталость.М., Машгиз, 1957, с. 319, фиг. 238. 2. Авторское свидетельство СССР Р 356512, кл. С 01 й 3/34, 1970образца, связанные с ними ведущийи ведомый шпиндели, каждый из которых установлен в нагружающем и опорном подшипниках, размещенных в раздельных самоустанавливающихся корпусах, привод вращения образца, нагружающие устройства цля созданияв образце напряжений чистого изгиба,связанные с корпусами нагружающихподшипников, причем стойка корпуса 10 опорного подшипника ведомого шпинделя и стойка нагружающего устройства,связанного с корпусом нагружающегоподшипника ведомого шпинделя, закреплены на каретке, имеющей возможность 15 осевого перемещения по станине, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения долговечности эасчет обеспечения возможности применения подшипников качения с цилиндрическими роликами без буртовна внутренней или наружной обойме иповышения точности испытания, указанные стойки закреплены на общейкаретке991250 ФигЗ Составитель О.Алексееведактор В.Лазаренко Техред Ж.Кастелевич Корректор Г.Ога Зака тет откры ая на Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул, Проектная, 4 19/58 Тираж 871ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 113035, москва, Ж, Раушс ПодписноеСССРид 4/5