Установка “стресс” для определения термомеханических свойств керамических материалов при изгибе сосредоточенной силой

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН А 51)4 С 01 И 3 20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГ 1 О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 637632, кл. С 01 И 3/18, 19762. Патент ФРГ Р 1648712,кл, С 01 Я 3/18, 1974,(54) УСТАНОВКА "СТРЕСС" ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВКЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИЗГИБЕСОСРЕДОТОЧЕННОЙ СИЛОЙ.(57) 1. Установка для определениятермомеханических свойств керамических материалов при изгибе сосредоточенной силой, содержащая основание, установленную на нем первуюстойку с шарнирно закрепленным наней рычагом, на конце которогоустановлен груз, высокотемпературную печь с каналом подогрева, в котором размещены транспортное устройство и опоры для установки образца,пуансон, предназначенный для взаимодействия с образцом и связанныйс рычагом, и систему управления,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей путем проведения испытаний в различных режимах дляопределения предела прочности, пол"зучести, циклической и длительнойпрочности, установка снабжена вто,80118 О 74 рой стойкои с шарнирно закрепленнымна ней соответствующим рычагом, установленной на основании так, что рычаги расположены параллельно одиннад другим, серьгой, шарнирно связанной с рычагами и установленнойс возможностью перемещения вдоль нихи тремя датчиками, два из которыхрасположены на нижнем рычаге свозМожностью перемещения вдоль негои фиксации в заданном положении ипредназначены для взаимодействияс грузом, а третий установлен настойке верхнего рычага с возможностью перемещения вдоль нее и фиксации в заданном положений и предназначен для взаимодействия с нижним рычагом, выходы датчиков связаны с системой управления, грузустановлен на нижнем рычаге с возможностью перемещения вдоль него,а пуансон связан с верхним рычагоми расположен по ту же сторону от его оси вращения, что и серьга, и выполнен составным по длине из двух частей.2. Установка по п.1, о т л ич а,ю щ а я с я тем, что нижняя часть пуансона расположена в канале подогрева печи и выполнена керамической, верхняя часть пуансона расположена снаружи и выполнена металлической с направляющим пазом на конце, обращенном к керамической части пуансона, а установка снабжена установленным между частями пуансона с возможностью осевого перемещения зажимным патроном с хвостовиком на одном его конце, предназначенньпч для взаимодействия с пазом, и имеет1180746 45 глухое осевое отверстие на противоположном конце, предназначенноедля установки и фиксации в немкерамической части пуансона, накидную гайку, установленную на концеметаллической части пуансона, обра 1Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для определения термомеханических свойств керамических материалов при изгибе сосредоточенной силой.Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей путемпроведения испытаний в различныхрежимах для определения пределапрочности, ползучести, циклическойи длительной прочности.На Фиг.1 изображена схема установки; на фиг.2 - соединение частейпуансона между собой,15Установка содерлит основание 1,на котором установлены стойки 2 и 3,на которых шарнирно закреплены соответствующие рычаги 4 и 5, При этомстойки установлены на основании 1таким образом, что рычаги 4 и 520параллельны, а рычаг 5 расположеннад.рычагом 4. На одном плече нижнего рычага 4 установлен подвижныйгруз б, кинематически связанный25.при помощи троса 7 с механизмом 8перемещения. Последний выполнен ввиде размещенного на другом плечерычага 4 электродвигателя 9, многопозиционного переключателя скоростей, выполненного в виде коробки10 передач, и приводного барабана11, предназначенного для намоткитроса 7. Плечо рычага 4 с установленным на нем подвижным грузом 6 исоответствующее плечо рычага 5 связаны между собой при помощи серьги12, шарнирно соединенной с плечамирычагов 4 и 5 и установленной своэможностью перемещения вдоль рычагов 4 и 5, что позволяет обеспечить заданное соотношение их плеч,Механизм 8 перемещения одновременнослужит противовесом нижнего рычага4. На другом плече верхнего рычага щенном к керамической части, с возможностью взаимодействия с зажимнымпатроном, и фиксирующую накладку,установленную на металлической части пуансона с возможностью взаимодействия с хвостовиком патрона. 25 жестко установлен противовес 13 и дополнительный противовес 14, установленный с воэможностью перемещения вдоль плеча рычага 5. На нижнем рычаге 4 расположены датчики15 и 16, установленные с возможностью перемещения вдоль рычага 4 иФиксации в заданном положении и предназначенные для взаимодействияс грузом 6, а на стойке 3 верхнегорычага 5 расположен датчик 17,установленный с возможностью перемещениявдоль стойки 3 и фиксации в заданномположении и предназначенный для взаимодействия с плечом нижнего рычага 4, на котором установлен груз 6. Выходы датчиков 15-17 связаны с входами системы управления,выполненной в виде программного блока "Разрешение - запрет" 18 и схем И 19. При этом другие входысхем И 19 соединены с выходами блока 18, а выходы схем И 19 - с входами триггеров 20, выходы которых соединены с цепью 21 управления мвханизмом 8 перемещения груза 6. С верхнимрычагом 5 связан пуансон, расположенный по ту же сторону от осивращения рычага 5, что и серьга 12.При этом пуансон выполнен составнымпо длине из двух частей, Верхняячасть 22, связанная с рычагом 5,выполнена металлической с направляющим пазом 23 на ее конце. Нижняячасть 24 пуансона выполнена керамической. Между частями 22 и 24 пуансона установлен зажимной патрон 25с хвостовиком 26 на одном его концеи глухим. осевым отверстием 27 на противоположном конце. Хвостовик 26 установлен в направляющем пазу 23,а в отверстии 27 установлена припомощи сферического сегмента 28 икулачков 29 керамическая часть 24пуансона. а конце металлической части 22 пуансона, обращенном к керамической части 24, установлена накидная гайка 30, взаимодействующая с патроном 25. При этом при вра" 5 щении гайки 30 последний имеет возможность осевого перемещения для ограничения которого в металлическои части 22 пуансона установлена Фиксирующая накладка 31 с возмож- Ю ностью взаимодействия с хвостовиком 26 патрона 25, Керамическая часть 24 пуансона расположена в канале 32 высокотемпературной печи 33, а металлическая часть 22 " 15 снаружи печи 33. Канал 32 подогрева выполнен в виде сообщающихся параллелепипедов с соотношением их высот 1;3, что обеспечивает равномерное повышение температуры по заданному 2 О закону. В канале 32 установлено ,транспортное устройство 34, выполненное в виде стола 35, предназначенного для установки перед испытанием образцов 36 с вкладьппами 37, направляющей головки 38 и колеса 39, закрепленного на ходовом винте 40. Кроме того, в канале 32 печи 33 установлена призма 41 с закрепленными на ней опорами (не показаны) ЗО для установки образцов 36. Контроль установки последних на опорах осуществляется при помощи устройства 42.и связанных одними концами с последним двух корундовых стержней 43, противоположные концы которых расположены в канале 32 с возможностью взаимодействия с образцами 36. Контроль силовых параметров процесса осуществляют при помощи датчи ка 44 усилия, установленного на механизме 8 перемещения груза б, а контроль прогиба образцов 36 осуществляют при помощи датчика 45, установленного с возможностью взаимодействия с образцами 36. Разгрузочное отверстие 46 выполнено в нижней части печи 33, сообщается с каналом 32 и предназначено для удаления образцов после испытания. 50Установка работает следующим образом.При помощи серьги 12 осуществляют переключение рычагов 4 и 5 на задан-: ный диапазон нагрузок, а при помо- Ы щи коробки 10 передач устанавливают заданную скорость нагружения и уравновешивают систему рычагов 4 и 5 при помощи продольного перемещения дополнительного противовеса 14. Керамическую часть 24 пуансона при помощи гайки ЗО поднимают в крайнее верхнее положение за счет осевого перемещения патрона 25, после чего устройство 42 установки образцов 36 передвигают в крайнее положение, При этом стержни 43 вводят в печь 33. Затем осуществляют подъем температуры в печи 33 с заданной скоростью. При достижении заданной темлературы печи 33 враще-, нием колеса 39 осуществляют подачу образцов Зб свкладьппами 37, расположенными между ними в канале 32 подогрева. Образец 36 попадает на опоры призмы 41 и при этом толкает стержни .43, Последние подают сигнал на устройство 4 Х, которое отводится и противоположное крайнее положение. После этого вращением гайки 30 опускают патрон 25 с керамической частью 24 до касания последней с образцом 36 и Фиксируют положение керамической части 24 пуансона при помощи Фиксирующей накладки 31.После этого проводят испытания в заданном режиме. При определении предела проч" ности на программном блоке 18 устанавливают соответствующий режим. При включении механизма 8 груз 6 двигается с заданной скоростью и нагружает образец 36. При этом с помощью датчика 44 Фиксируют усилие нагру" жения. При разрушении образца 36 рычаг 4 взаимодействует с датчиком 17 подающим сигнал, в соответствии с которым груз 6 перемещается в обратном направлении. При взаимодействии груза б с датчиком 15 по сигналу последнего механизм 8 перемещения груза б отключается. Затем при помощи гайки .30 поднимают пат" рон 25 с керамической частью 24 пуансона, предварительно удалив фиксирующую накладку 31. После этого вращением колеса 39 осуществляют подачу следующего образца 36, При этом последний при установке на опоры сбрасывает испытанный образец и следующий за ним вкладьпп в разгрузочное отверстие 46. Установку образца осуществляют аналогичным способом.При испытании в режиме ползучести и длительной прочности на прог-. раммном блоке 18 устанавливают соответствующий режим. Предваритель-" но устанавливают датчик 16 на рыча-,. ге 4 в заданном положении, соответствующем требуемой величине нагрузки. При включении механизма 8 груз 6 двигается с заданной скоростью до момента взаимодействия с датчиком 16. При этом по сигналу последнего. механизм 8 отключается.Образец 36 выдерживают под нагрузкой в течение заданного промежутка времени, при этом величину нагрузки Фиксируют при помощи датчика 44, а величину прогиба " при помощи датчика 45. После окончания испытаний включают механизм 8 и перемещают груз 6 в обратном направлении до взаимодействия последнего с датчиком 15, По сигналу последнего механизм 8 отключается. При разрушении образца 36 раньше установленного времени выдержки рычаг 4 взаимодействует с датчиком 17, по сигналу которого механизм 8 перемещает груз 6 в исходное положение. При испытании в режиме циклической прочности на программном блоке 18устанавливают соответствующий режим.Предварительно устанавливают датчики 15 и 16 на рычаге 4 в заданномположении, соответствующем требуемойвеличине нагрузки, При включениимеханизма 8 груз 6 двигаетсяс за О данной скоростью и нагружает размещенный на опорах образец 36. Привзаимодействии груза 6 с датчиком16 последний переключает механизм 8и груз 6 двигается в противополож ном направлении. При взаимодействиигруза 6 с датчиком 15 последний вновьпереключает механизм 8, и груз 6снова перемещается по рычагу 4 и нагружает образец 36. После прохожде ния заданного числа циклов испытание заканчивают. Величину нагрузкиФиксируют при помощи датчика 44,а величину прогиба - при помощи датчика 45. При разрушении образца 36раньше установленного числа цикловрычаг 4 взаимодействует с датчиком17, по сигналу которого механизм 8перемещает груз в Исходное положение и отключается.118074 б шин Коррект утя Заказ 5912 4 Тираж 39 б Подпися ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Составитель М. М Редактор Н. Пушненкова Техред С.Мигунова