Установка для испытания образцов на длительную прочность при растяжении с нагревом

)ОЗ СОВЕТСКИХЦИАЛИСТИЧЕСКСПУБЛИК 09 9) 1)4 б 01 Х 3/18 БРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСКОМ ого теплоьского инцова,И. Худяков ячих мехаМ,: МеталПЬ)ТАНИЯ УЮ ПРОЧС НАГРЕ(57) Изобретение о образцов на длител воляет расширить можности установки повых испытаний п тся к испытаниямпрочность и позуатационные возм обеспечения групивидуальным протно ьну экс ут ин СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ(71) Уральский филиал Всесоюзтехнического научно-исследоватеститута им. Ф. Э. Дзержинского(56) Борздыка А. М. Методы гонических испытаний металлов,лургиздат, 1962, с. 350, рис. 287(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСОБРАЗЦОВ НА ДЛИТЕЛЬННОСТЬ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ граммам. На раме 1 размещены нагревательные камеры 2 и 3. В камерах 2 и 3 установлены датчики 4 и 5 температуры, тяги 6, 7, 8, 9 с вертикальными и нижними захватами, в которых размещены испытуемые образцы 10, 11. Нагружающий механизм выполнен в виде нагружающих рычагов 12, 13, аккумулирующего гидроцилиндра6 с поршнем 17 и штоком 19, на конце которого установлены грузы 19, первого и второго рабочих гидроцилиндров 21, 22. В штоковых полостях гидроцилиндров 21, 22 установлены возвратные пружины 25 и 26. Штоки 27 и 28 шарнирно соединены с нагружающими рычагами 12 и 13. Полости гидроцилиндра 16 сообщены между собой и с бесштоковыми полостями каждого из рабочих гидроцилиндров 21, 22 посредством перепускных трубопроводов 37, 38, 39, 40, 41, 42 с распределительными многоходовыми клапанами 43, 44. На гидроцилиндрах 21 и 22 установлены323909 датчики 33, 34 начального иоложсин 4 я цорш ней 23 и 24 и датчики 35, 36 коцсчцсго положения поршней 23 и 24. Элсктромеханический подъемник 45 включает электро- привод, редуктор, ходовой винг 46 с опорной площадкой 47 и указатель 48 цоложсция площадки 47, который снабжен датчиком 49 начального положения площадки 47 и регулируемым по высоте датчиком 50 конечного положения площадки 47. Установка содсрИзобретение относится к технике испытаний, а именнс.ц установкам для групповых испытаний образцов ца длительную проц- ность ири растяжении с нагревом, и может быть использовано в теплоэнергетике и в ме таллургической промышленности ири термических испытаниях металлов,Целью изобретения является расииреиие эксплуатационных возможностей путем обеспечения групповых испытаний ио индивидуальным программам.На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая установка; на фиг. 2сс иринциальиая электрическая схема.Установка для испытаний образцов на длительную прочность при растяжении с нагревом содержит раму 1, на которой размсгцецы нагревательные камеры 2 и 3. В цо.следних соответственно установлены датчики 4 и 5 температуры и тяги 6 - 9 с верхними и нижними захватами, в которых размещены испытуемые образцы 10 и 11.20 Нагружающий механизм выполнен в виденагружающих рычагов 12 и 13, установленцых в шарнирах 14 и 15 и шарнирно соединенных с тягами 6 и 7, и аккумулирующегогидроцилиндра 16 с поршнем 17 и штоком 18,на конце которого установлены грузы 19.На раме 1 в шарнирах 20 закреплены первый 21 и второй 22 рабочие гидроцилиндрыс первым 23 и вторым 24 поршнями. В штоковых полостях гидроцилиндров 21 и 22 установлены возвратные пружины 25 и 26 сжатия,Штоки 27 и 28 шарнирно соединены с цагружающими рычагами 12 и 13. На штангах 29 и 30, связанных с порсснями 23 и 24,установлены указатели 31 и 32 положенияпоршней 23 и 24. 35Датчики 33 и 34 начального положенияи датчики 35 и 36 конечного положенияпоршней 23 и 24 закреплены на гидроцилиндрах 21 и 22 и выполнены регулируемымипо высоте с возможностью вертикального 40перемещения и приближения к датчикам 33и 34 и удаления от них,жит также схему .:вгоматического управления и регулирования. Устанавливают в нагревательных камсрах 2 и 3 испытуемые образцы 10 и 11. Включают схему автоматического управления и регулирования и с помощью ца гружаю щего механизма и электромехаиическог. подъемника 45 обеспечивают в автоматическом режиме испытания образцов 10 и 11 ио индивидуальным про.раммам. 2 ил. Полости аккумулируюгцегоидроцилиндра 6 сообщены между собой и с бесштоковыми полостями каждого из рабочих п;сроцилиндров 2 ц 22 посредством первого 37, второго 38, третьего 39, четвертого 40, пятого 41 и шестого 42 переиускных трубоиро. водов с первым 43 и вторым 44 распределительными многоходовыми клапанами.Электромеханический подъемник 45, включающий электропривод, редуктор ( це показан), ходовой винт 46 с опорной площадкой 47 и указатель 48 положения опор. иой площадки, снабжен датчиком 49 начальцого положения опорной площадки 47 и регулируемым по высотс датчиком 50 конечного положения опорной площадки 47.Схема автоматического управления и регулирования выполнена в виде первой 51 и второй 52 логических схем И, первого 53 и второго 54 коммутаторов сигналов. первого 55 и второго 56 усковых б,юков, первого 57, второго 58 и третьего 59 блоков управления, первого 60, второго 61 и третьего 62 блокираторов сигналов и слока 63 задержки времени.Первый вход первой логической схемы И 51 соединен с первым выходом первого блока 57 управления, второй вход - с первым выходом датчика 49 начального положения опорной площадки 47, третий вход - с первым выходом второго блока 58 управления, а четвертый и пятый входы - с датчиками 33 и 34 начального положения поршней 23 и 24 рабочих гидроцилиндров 21 и 22.Первый выход первой логической схемы И 51 соединен с первым входом второго пускового блока 56, второй вход которого соединен с первым выходом блока 63 задержки времени.Второй выход первой логической схемы И 51 соединен с первым входом второй логической схемы И 52, третий выход - с первым входом первого пускового блока 56, второй вход которого соединен с первым выходом первого блокиратора 60 сигналов, второй выход последнего соединен с третьим входом3первого блока 57 управления. Вход первого блокиратора 60 сигналов соединен с датчиком 35 конечного положения поршня 23.Выход второго блокиратора 61 сигналов соединен с первыми входами первого 57, второго 58 и третьего 59 блоков управления, а вход - с датчиком 50 конечного положения опорной площадки 47. Вход третьего блокиратора 62 сигналов соединен с датчиком 49 начального положения опорной площадки 47,Второй выход блока 63 задержки времени соединен с вторыми входами первого 57 и второго 58 блоков управления, вход - с датчиком 36 конечного положения поршня 24, а третий выход - с вторым входом третьего блока 59 управления, третий вход которого соединен с выходом второй логической схемы И 52, четвертый вход - с выходом третьего блокиратора 62 сигналов, а выход - с электромеханическим подъемником 45. Второй и третий входы второй логической схемы И 52 соединены с датчиками 4 и 5 температуры через коммутаторы 53 и 54. Вторые выходы первого 57 и второго 58 блоков управления соединены соответственно с распределительными многоходовыми клапанами 43 и 44.Установка работает следующим образом.В исходном положении грузы 19 лежат на опорной площадке 47, указатель 48 которой выставлен соосно с датчиком 49 начального положения (показано пунктиром на фиг. 1) . Электромеханический подъемник 45 отключен от источника напряжения. Под действием возвратных пружин 25 и 26 поршни 23 и 24 находятся в рабочих гидро- цилиндрах 21 и 22 в крайнем верхнем положении, указатели 31 и 32 выставлены соосно с датчиками 33 и 34 начального положения поршней 23 и 24. Датчики 35 и 36 выставлены по высоте в заданное конечное положение. Распределительные многоходовые клапаны 43 и 44 закрыты. Жидкость находится в полости гидроцилиндра 16 под поршнем 17, переток жидкости по перепускным трубопроводам 37 - 42 отсутствует, нагревательные камеры 2 и 3 отключены от сети электропитания. Нагружающие рычаги 12 и 13 через тяги 6 и 7 и захваты соединены с образцами 10 и 11 и выставлены в заданное, например, горизонтальное положение.При включении схемы автоматического управления и регулирования срабатывает первая логическая схема И 51 и выдает сигналы на пусковые блоки 55 и 56, через которые включаются нагревательные камеры 2 и 3, контроль температуры осуществляется датчиками 4 и 5. Сигналы с последних поступают на первый 53 и второй 54 коммутаторы, с помощью которых задается тепловой режим испытания. При достижении заданной температуры в нагревательных камерах 2 и 3 с первого 53 и второго 54 коммутаторов поступают сигналы на второй и тре 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4тий входы втопой логической схемы И 52 Одновременно на первый вход второй логической схемы И 52 поступает сигнал с второго выхода первой логической схемы И 5. При поступлении всех трех сигналов вторая логическая схема И 52 формирует и выдает сигнал на третий вход третьего блока 59 управления, который включает электромеханический подъемник 45. В результате включения подъемника 45 ходовой винт 46, опорная площадка 47 н указатель 48 перемещаются вниз, при этом указатель 48 удаляется от датчика 49, а опорная площадка 47 отрывается от грузов 19 и опускается: Перемещение опорной площадки 47 от грузов 19 вниз продолжается до тех пор, пока указатель 48 не займет положение соосно с датчиком 50, при этом с последнего поступает сигнал на второй блокиратор 61 сигналов, с которого поступают сигналы одновременно на первые входы первого 57, второго 58 и третьего 59 блоков управления, блок 59 формирует и выдает сигнал на останов электромеханнческого подъемника 45, а блоки 57 и 58 формируют и выдают со своих вторых выходов сигналы на открытие распределительных многоходовых клапанов 43 и 44.После того, как электромеханический подьемник 45 останоьился в заданном конечном положении, грузы 19 в результате отрыва от опорной площадки 47 создают усилия на штоке 18, соединенном с поршнем 17. Последний пол действием силы со стороны грузов 19 и штока 18 давит на жидкость в гидроцилиндре 16, создавая давление в полости под поршнем 1. Давление жидкости в гидроцилиндре6 под поршнем 17 определяется по формуле 4 ЯР= -- , -- , кгс/см,:т(0- - -)где Я - - масса грузов 19, кгс;О - диаметр поршня 16, см;й - диаметр штока8, см.В результате открытия клапанов 43 и 44 полость аккумулирующего гидроцилиндра 16 под поршнем 17 сообщается с рабочими гидроцилиндрами 21 и 22. Жидкость под давлением из гидроцилиндра 16 через первый 37 и четвертый 40 трубопроводы и через открытые клапаны 43 и 44 по второму 38 и пятому 41 трубопроводам поступает в рабочие гидроцилиндры 21 и 22, давит на поршни 23 и 24 и создает усилия на штоках 27 и 28, усилия на которых определяются по формуле где Р - давление жидкости в гидроцилнндре 16, кгс/см",О - диаметр поршней 23 и 24, см;д 1 - диаметр штоков 27 и 28, см.Штоки 27 и 28 создают усилие на нагружающих рычагах 2 и 13, которые. в свою5очередь, создают растягивающие усилия на испытуемых образцах 10 и 11. Последние под действием сил со стороны нагружаюгцих рычагов 12 и 13 деформируются и удлиняются. Ры гаги 12 и 13 поворачивак:тся в шаонирах 4 и 15. Шарнирно связанные с рычагами 12 и 3 штоки 27 и 28 перемещаются вниз и сжимают возвратные пружины 25 и 26, Одновременно перемешаются указатели 31 и 32, отходят от датчиков 3, и 34 начального положения и приближаются к дат "икам 35 и 36 конечного положении порпней. При движении штоков 27 и 28 вниз вместе с нагружаюгцими рычагами 12 и 13 рабочие гидроцилиндры 21 и 22 поворачиваются в шарнирах 20, в результате чего штоки 27 и 28 самоустанавливаются без перекосов по.касательной к дуге, описываемой нагружающими рычагами 12 и 13 при удлинении образцов.Движение поршней 23 и 2-1 в рабо гих п,дроцилинрах 21 и 22 прололжаегс до тех пор, пока указатели 31 и 32 не приблизятся к датчикам 37 и 36 конечного положения. Как только указатель 31 установится соосно с датчиком Зо, последний срабатывает и вьь дает сипгал на первый блокиратор 60 сипь - лов, который формирует и с второго выхода выдаст сипгал на третий вход первого блока 57 управления для последующего поворота клапана 43. Последний поворачивается, отключает полость гидроцилиндра 16 под поршнем от рабочего гидроцилипдра 21 и соединяет гидроцилиндр .21 с полостью аккумулирующего гидроцилиндра 16 над поршнем, при этом первый трубопровод 37 перскрывается клапаном 43, а второй 38 н третий 39 трубопроводы соединяются клапаном 43, и жидкость под давлением из рабочего гидроцилиндра 21 по второму трубопроводу 38 через открытый клапан 43 по третьему трубопроводу 39 перетекает в полость аккумулирующего гидроцилиндра 16 над поршнем 17, в которой избыточное давление жидкости отсутствует.В результате перетока жидкости избыточное давление в рабочем гидроцилиндре 21 падает до нуля, поршень 23, шток 27 и связанный с ним нагружающий рычаг 12 в результате отсутствия давления останавливаются и усилие нагружения с испытуемого образца 10 снимается.Одновременно по сигналу с первого выхода блокиратора 60 первый пусковой блок 55 отключает нагревательную камеру 2 от источника напряжения.Поршень 24 в рабочем гидроцилиндре 22 под действием давления жидкости продолжает создавать нагрузку на шток 28, на связанный с ним нагружающий рычаг 13 и на испытуемый образец 11. Как только указатель 32 приблизится к датчику 36 и установится соосно с ним, датчик 32 срабатывает и выдает сигнал на вход блока 63 задержки времени, который формирует и выдает с второго выхода сигнал на второй вход второго 10 15 20 25 30 35 40 45 5 О 55 блока 58 управления дя последующего новоюта клапана 44. 1 эаспределительный клапан 44 поворачивается и соединяет рабо.ий гидроцилиндр 2 с полостью аккумулирующсго гидроцилиндра 16 пад пор инем 7. Б результате поворота клан 1 на 44 четвертый трубопровод 40 отключается о- рабочего гидроцилиндра 22; котоэый, в свою очередь. через трмбопроводы 4 и 42 и через открытый клапан 44 перетекает г слость гидроцилиндрнад поршнем, гдезбыточное давлсние огсутствует. В результатс потери давлния жидкости в рабочем гидроцилиндрс 22 поршень 24, иток 28 и соединенный с ним нагружающий рычаг 13 останавлива.отся и на рузка с нснытуемо о образца 11 симае- ся. Одновременно по сигналу с блока 63 задержки врсмени Второи пмсковои о"ок 56 отключает нагревательную камеру 3 от ис. точника напряжения. С вь:держкой времени с второго выхода блек 63 поступакп сиг-. налы на вторые входы первого 57 и второго 58 блоков управления, которые формируют и выдают сигналы на;юворот клапанов 43 и 44 в положе ие, в котором полости аккумулирующего ги ц;оци.линдра 16 нал поршнем и под поршнем соединяотся друг с другом, при этом тр, бопровсды 41 и 38 отключаются от гидроцплиндра 16, а трубопроводы 37, 39, 40 и 43 через клапаны 43 и 44 соединяются друг с дрх гом и соединяют полости гидроцилиндра 16.В результатс соединения полостей гидроцилиндра 16 под действием груза 19 и штока 18 поршень 17 перемещается вниз и вытесняет жидкость по г)убоирово .ам 37, 39, 40 и 42 черсз открытые клапаны 43 и 44 из полости под поршн м в полость гидроци. линдра 16 над поршнем.После соединения полости гидроцилинд. ра 16 с выдержкой времени с третьего выхода блока 63 поступает сигнал на второй вход третьего блока 59 управления, последний формирует и выдает сигнал на реверс электромеханического подъемника 45. Польемник 45 включается, при этом ходовой винт 46, опорная площадка 47 и указатель 48 положения перемещаются вверх, указатель 48 удаляется от датчика 50 конечного положения опорной плогцадки 47 и подходит к датчику 49 начального положения. Опорная площадка 47 подходит к грузам19, соприкасается с ними, останавливает, поднимает и перемещает грузы 19, связанный с ними шток 18 и поршень 17 в начальное положение, при этом жидкость из полости гидроцилиндра 16 над поршнем по трубопроводам 39, 37, 42 и 40 через клапаны 43 и 44 перетекает в полость гидроцилиндра под поршнем. Как только указатель 48 установится соосно с датчиком 49 начального положения, последний выдает сигнал на вход третьего блокиратора 62 сигналов, который с выхода выдает сигнал на четвертый вход третьего блока 59 управления, последний7формирует и выдает сигнал на откл)очение электромеханического подъемника 45. Последний отклюцается. Ходовой винт 46 и опорная площадка 47 останавливаются. Вместе с опорной площадкой 47 останавливаются грузы 19 и поршень 17, которые 5 снова занимают исходное положение в гидроцилиндре 16. Испытуемые образцы 10 и1 извлекают из захватов, в которые устанавливают новые образцы для испытаний.10Испытания новой группы образцов проводят аналогично описанному.Формула изобретенияУстановка для испытания образцов на 15 длительную прочность при растяжении с нагревом, содержащая раму, нагревательную камеру для размещения испытуемого образца с датчиком температуры, нагружающий механизм, включающий нагружающий рычаг и связанные с ним грузы, электромеханический подъемник, закрепленный на раме с возможностью взаимодействия своей опорной площадкой с грузами, и связанную с ним схему автоматического управления и регулирования, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения групповых испытаний по индивидуальным программам, она снабжена датчиком начального положения опорной площадки и регулируемым по высоте датчиком конечного положения опорной пло щадки, дополнительной нагревательной камерой с датчиком температуры, нагружаюц 1 ий механизм выполнен в виде двух нагружающих рычагов, аккумулирующего гидро- цилиндра со штоком, на конце которого установлены грузы, шарнирно закрепленных на 35 раме двух рабочих гидроцилиндров с первым и вторым соответственно поршнями, возвратными пружинами сжатия в штоковых полостях и штоками, шарнирно соединенными соответственно с нагружающими рычагами, датчиками начального положения поршней и регулируемыми по высоте датчиками конечного положения поршней, неподвижно закрепленными на рабочих гидроцилиндрах, полости аккумулирующего гидроцилиндра сообщены между собой и с бесштоковыми 45 полостями каждого из рабочих гидроцилиндров посредством перепускных трубопроводов с распределительными многоходовыми клапанами, схемы автоматического управления и регулирования выполнены в виде первой и второй логических схем И. первого ц второго коммутаторов сигналов, первого и второго пусковых блоков, первого, второго и третьего блоков управления, первого, ьторого ц третьего блокираторов сигналов, блока задержки времени, первый вход первой логицеской схемы И соединен с первым выходом первого блока управления, второй вход -- с первым выходом датчика цачального положения опорной площадки, третий вход с первым выходом второго блока управления) а четвертый и пятый входы - с датчиками начального положения поршней рабочих гидроцилиндров, первый выход первой логической схемы И соединен с первым входом второго пускового блока, второй вход которого соединен с первым выходом блока задержки времени, второй выход первой логической схемы И соединен с первым входом второй логической схемы И, третий выход с первым входом первого пускового блока, второй вход которого соединен с первым выходом блокиратора сигналов, выход второго блокиратора сигналов соединен с первыми входами первого; второго и третьего блоков управления, второй выход блока задержки времени соединен с вторыми входами первого и второго блоков управления, вход блока задержки времени соединен с датчиком конечного положения второго поршня, а третий выход - с вторым входом третьего блока управления, третий вход которого соедицен с выходом второй логицеской схемы И, четвертый вход - с выходом третьего блокиратора сигналов, а выход - с электромеханическим подьемциком, третий вход первого блока управления соединен с вторым выходом первого блокиратора сигналов, второй и третий входы второй логической схемы И соединены с датчиками температуры через первый ц второй коммутаторы соответствено, вторые выходы первого и второго блоков управления соединены соответственно с распределительными многоходовыми клапанами, вход второго блокиратора сигналов соединен с датчиком конечного положения опорной площадки, вход третьего блокиратора сигнала соединен с датчиком начального положения опорной площадки, а вход первого блокиратора сигналов соединен с датчиком конечного положения первого поршня.1 роиз Редак Заказ ВНИИ р А. Лежнин956/46И Гос)даре1130:35оде) вен (к). н(