Установка для испытания образцов материалов на усталость

, 17708 9) 55 6 01 М 3/3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТ ПРИ ГКНТ СССР ЕН ИСАНИЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ идетельство ССС01 М 3/30, 1987,О.И. 39дустриальный институт ДЛЯ ИСПЫТА ИАЛОВ НА УСТА относится к исп менно к устано цов материалов . Цель изобретен онэльных возмо(57) Изобретениеной технике, аиспытания обралость при изгибширение функц ИЯ ОБОСТЬтателькам дляа устая - расжн остей1770816 путем обеспечения испытаний образца не только при циклическом ударном изгибе, но и при изгибе с импульсной разгрузкой в каждом цикле. Привод 2 вращает через две конические 23 и 24 и одну цилиндрическую 25 зубчатые передачи кулачки, Кулачок через упор 19, пружину 18 и толкатель 14 с фрикционными накладками 1 б защемллет муфту 11 между крышкой 13 и толкателем 14,При, выходе толкателя иэ контакта с кулачком 27 происходит падение толкателя с грузамирезкое натяжение тяги и ударный Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам дляиспытания образцов материалов на усталость при изгибе.Известна установка для испытания образцов повторными ударами ( а,с. СССР Ь1518718, кл,б 01 К 3/34, 1989, БИ М 40),содержащая основание, закрепленную нанем ось, приоод и образец с захоатом.Наиболее близкой по технической сущности является устройство для динамических испытаний материалов (а,с. СССР М1483323, кл. О 01 К 3/30, 1989,БИ М 20),содержащее корпус. установленный в немзахват образца. механизм нагружения,включающий соединенную с захватом тягу,связанный с последней кулачок, ротор с установленным на нем бойком, предназначенным для взаимодействия с образцом, ипривод.Недостатком указанных устройств лвляется необеспечение испытаний образцапри циклическом ударном изгибе и при изгибе с импульсной разгрузкой о каждом цикле,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний образца не только прициклическом ударном изгибе, но и при изгибес импульсной разгрузкой в каждом цикле.Поставленная цель достигается тем, чтоустановка, содержащая корпус, установленный в нем захват образца, механизм нагружения, включающий соединенную сзахватом тягу, связанный с последней кулачок, ротор с установленным на нем бойком,предназначенным для взаимодействия с образцом, и привод, установка снабжена покрайней мере одним установленным на роторе дополнительным бойком; муфтой сфрикционными накладками, предназначенными для взаимодействия с корпусом, и установочной осью, одним концом жестко 10 20 25 30 35 40 изгиб образца 9. После этого срабатывает кулачок, муфта 11 поворачивается, при этом выбирается свободный ход пружины, и образец 9 полностью разгружается. Затем ротор 5 бойком отклоняет образец 9, растягивая при этом пружину, и образец 9 нагружается до выхода бойка из контакта с головкой. После этого происходит импульсная разгрузка образца. Пружина возвращает образец 9 в первоначальное положение, в котором его удерживает через муфту 11 магнит. 2 з,п.ф-лы. 2 ил. закрепленной о продольном направлении на корпусе, вторым кулачком, и вторым толкателем, выполненным о виде установленного в корпусе с возможностью продольного перемещения соосно установочной оси стакана и установленного в нем подпружиненного упора, предназначенного для взаимодействия со вторым кулачком, дно стакана предназначено для взаимодействия со вторым концом установочной оси муфты, тлга выполнена гибкой, а связь тяги с первым кулачком выполнена в виде блока, закрепленного на корпусе, через который перекинута гибкая тяга, и толкателя с установленными на нем грузами, на одном конце толкателя закреплена гибкая тяга, а другой конец предназначен для взаимодействия с первым кулачком, Бойки установлены на роторе с возможностью регулирования расстояния от точки их крепления до оси ротора. Установка также снабжена пружиной, установленной между корпусом и муфтой и предназначенной для взаимодействия с ними, и фиксатором, предназначенным для связи захвата с. корпусом,Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими решениями о данной области техники не позволило выявить признаки. отличающие заявляемое решение от прототипа.По сравнению с прототипом предлагаемая установка обеспечивает испытание образца не только при циклическом ударном изгибе, но и при изгибе с импульсной разгрузкой в каждом цикле,Таким образом, предлагаемая установка отвечает критериям" новизна", "существенные отличия" и "положительный эффект", что может ее квалифицировать как изобретение.На фиг.1 представлена схема установки, вид спереди, разрез А-А на фиг,2; нафиг.2 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.3 - сечение В-В на фиг.1.Установка содержит корпус 1, установленный на нем привод 2 в виде мотор-редуктора и муфты 3. На валу 4 установлен ротор 5, в который с обеих сторон ввинчиваются бойки 6.Гайки 7 предназначены для поочередного взаимодействия с головкой 8 образца 9. На головке 8 имеется плоский срез, по которому скользит боек 6 при его вращении и отклонении образца. Образец 9 закреплен в пассивном захвате 10 фрикционной муфты 11, установленной свободно на оси 12. Ось 12 одним концом плотно посажена в гнездо крышки 13 корпуса 1, а другим свободно входит в гнездо толкателя 14 со стаканом 15.Толкатель 14 установлен в стенке корпуса 1 с помощью шлицевого соединения и имеет возмокность осевого перемещения. К муфте 11 с обеих сторон жестко присоединены фрикционные накладки 16 в виде колец и такие же накладки присоединены жестко одна к крышке 13, а другая к толкателю 14. Для разъединения фрикционных накладок 16 установлены пружины 17, В стакане 15.установлена пружина 18, прижимающая фрикционные накладки 16 друг к другу, и упор 19, взаимодействующий с кулацком 20, Кулачок 20 установлен на валу 21 и предназначен для сжатия пружины 18 и ее быстрого расслабления. Жесткость пружин 17 значительно меньше жесткости пружины 18.На валах 4,21,22 установлены конические зубчатые колеса 23 и 24, причем передаточное отношение колее 23 равно двумпо числу бойков 6), а колее 24 равно единице, так что валы 21 и 22 вращаются в два раза быстрее, чем вал 4. На валу 22 установлено зубчатое цилиндрическое колесо 25, находящееся в простоянном зацеплении с колесом 26. Колесо 26 и кулачок 27 установлены жестко на одной оси 28, закрепленной в корпусе 1, Кулачок 27 взаимодействует с толкателем 29, на котором располагаются сменные грузы 30. Толкатель 29 с помощью резьбы соединен с регулировочной гайкой 31, которая в свою очередь соединена гибкой тягой 32, охватывающей блок 33, с головкой 8 образца 9, В исходном состоянии (фиг.2) тяга 32 имеет и ровисание между блоком 33 и головкой 8. Величина провисания тяги 32 определяется тем. что при выходе толкателя 29 из контакта с кулачком 27 в точке Д он остановится с учетом деформации тяги 32 у точки Г, не доходя до поверхности кулачка на расстояние "а", Расстояние"а" необходимо для того, цтобы усилие, создаваемое грузами, как ударное, так и статическое, передавалось на образец13 и толкателем 14. Включают привод 2, 35 который начинает вращать ротор 5, и одновременно через коническую передачу 23 и 40 50 55 45 5 10 15 20 25 30 9. Муфта 11 соединена с корпусом 1 пружиной 34 так, что муфта в защемленном состоянии имеет возможность поворачиваться без растяжения пружины 34 ( пружина 34 имеет свободный ход) на угол, определяемый расстоянием "а" на кулачке 27, На корпусе 1 установлен фиксатор в виде магнита 35 с возможностью регулирования его положения по отношению к захвату 10 и предназначен для связи последнего с корпусом.Установка работает следующим образом.Устанавливают образец 9 в захват 10, Вращением бойков 6 при открученных стопорных гайках 7 устанавливают необходимую длину контакта бойка 6 с головкой 8, соответствующую заданной осадке пружины 34, Усилие в пружине 34 устанавливается по заданному напряжению в сечении образца при испытании его на усталостную прочность при изгибе, Стопорят гайками 7 бойки 6. Эту регулировку проводят при несжатой пружине 18. После чего устанавливают муфту 11 так, чтобь 1 образец 9 занял вертикальное полокение и подводят магнит 35 вплотную к плоскости среза на пассивном захвате 10 и закрепляют магнит на корпусе 1, В этот момент кулачок 20 скимает через упор 19 пружину 18, которая, воздействуя на толкатель 14, прижимает фрикционные накладки 16 друг к другу и муфта 11 становится защемленной между крышкой вал 21 вращать кулачок 20 и через коническую передачу 24, вал 22 и зубчатые колеса 25 и 26 вращать кулачок 27,Толкатель 29 выходит иэ контакта с кулачком 27 в точке Д и падает вместе с грузами 30 и через тягу 32 вызывает ударный изгиб образца 9. После прохождения ударного изгиба срабатывает кулачок 20, пружина 18 расслабляется, а пружины 17 разъединяют фрикционные накладки 16. При этом муфта 11 под действием грузов 30 поворачивается и толкатель 29 проходит расстояние "а" и упирается в поверхность кулачка 27. В этот момент в пружине 34 выбирается свободный ход и она остается ненагруженной, К этому моменту боек 6 приходит во взаимодействие с головкой 8 образца 9 и начинает его отклонять, при этом муфта 11 поворачивается и растягивает пружину 34. Образец 9 нагружается до тех пор, пока боек 6 контактирует с головкой 8, При выходе бойка 6 из контакта с головкой 8 образца 9 происходит импульсная разгрузка образца. Муфта 11 под действием пружины 34 возвращается в исходное со 1770816стояние и удерживается магнитом 35, Придальнейшем врагцении вала 4 бойки 6 меняются местами, а кулачки 27 и 20 возвращаются в исходное полокение,После чегопроцесс нагружения образца циклическим 5ударным изгибом и изгибом с ипульснойразгрузкой в каждом цикле повторяется,Установка обеспечивает испытание образца 9 и только на циклический ударныйизгиб, Для этого устанавливают незначительную длину контакта бойка 6 с головкой8 образца 9, необходимую для создания усилия в пружине 34, способного вернуть муфту11 в исходное положение. Напряжение всечениях образца 9, возникающие от усилия 15пружины 34, незначительны и ими можнопренебречь,Установка обеспечивает испытание образца 9 и только на циклический изгиб симпульсной разгрузкой, Для этого отсоединяют тягу 32 ог головки 8 образца 9 и выводят из взаимодействия толкатель 29 скулачком 27,Величина ударной нагрузки, действующей на образец 9, регулируется изменением 25величины грузов 30. Величина амплитудынапрякений цикла, создаваемого изгибом симпульсной разгрузкой, регулируется изменением длины контакта бойка 6 с головкой8 образца 9, а также заменой пружины 34 30иной жесткости,Формула изобретения1.Установка для испытания образцовматериалов на усталость, содержащая корпус, установленный в нем захват образца, 35механизм нагружения, включающий соединенную с захватом тягу, связанный с последней кулачок, ротор с установленным нанем бойком, предназначенным для взаимодействия с образцом, и привод, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения испытаний образца не только при циклическом ударном изгибе, но и при изгибе с импульсной разгрузкой в каждом цикле, установка снабжена по крайней мере одним установленным на роторе дополнительным бойком, муфтой с фрикционными накладками, предназначенными для взаимодействия с корпусом, и установочной осью, одним концом жестко закрепленной в продольном направлении на корпусе, вторым кулачком, и вторым толкателем, выполненным в виде установленного в корпусе с возможностью продольного перемещения соосно установочной оси стакана и установленного в нем подпружиненного упора, предназначенного для взаимодействия со вторым кулачком, дно стакана предназначено для взаимодействия со вторым концом установочной оси муфты, тяга выполнена гибкой, а связь тяги с первым кулачком выполнена в виде блока, закрепленного на корпусе, через который перекинута гибкая тяга, и толкателя с установленными на нем грузами, на одном конце толкателя закреплена гибкая тяга, а другой конец предназначен для взаимодействия с первым кулачком.2.Установка по п.1, отл и ч а ю ща я с я тем. что, с целью обеспечения регулирования амплитуды цикла, бойки установлены на роторе с возможностью регулирования расстояния от точки их крепления до оси ротора,З.Установка по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью обеспечения регулирования усилия, при котором начинается изгиб с импульсной разгрузкой, она снаожена пружиной, установленной между корпусом и муфтой и предназначенной для взаимодействия с ними, и фиксатором, предназначенным для связи захвата с корпусом..2 Составитель В.Власо Техред М.Моргентал орректор С.Пек Редактор Г,Бельск роиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,Закаэ 3736 ВНИИПИ Го Тиражвенного комитет113035, Москва, Ж Подписноеиэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР