Устройство к разрывной машине для испытаний материалов

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 9)Я 1)5 О 01 И 38 ТЕН Р 19институт текстленности ельский ин,А.Раелев.Р.ПерепелкИванцов, Вва и В.В.Ум 8,8) ССР81 идетельство М 3/8,няе- ноСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗ(54) УСТРОЙСТВО К РАВР 1 ВНОЙ МАИНЕЩЯ ИСП 1 ТАНИЙ МАТГРИАЛОВ(57) Изобретение относится к техникеиспытаний материалов, в частностик устройствам для механических испытаний образцов материалов при различных климатических условиях, Цельизобретения - повьццение точностии производительности и расширениетехнологических возможностей засчет обеспечения стабильного измемого в широком диапазоне влажносттемпературного режима в камере и снижения трудоемкости смены образца. Вкамере 1, выполненной в виде параллелепипеда и установленной на направляющих 12 с возможностью перемещенияотносительно крышки 1, закрепленнойна траверсе 25 разрывной машины, размещены цилиндрический и торцовые экраны 2, 37, 41, захваты 19, 20 для образца 21 с тягами 22, 23, змеевик8 с нагревателем 9 и датчиком 10,вентиляторы 15, 1,-образная трубка 6с датчиком влажности, заслонка 14,патрубки 5-7 для рабочей и .дополнительнойполостей 3, 4 камеры 1. Натраверсе 25 установлена с воэможно-стью вращения втулка 24 с приспособлением для Фиксации тяги 23, которая посредством тросов 31, уравновешивающих грузов 32 и блоков 33 подвешена к раме 34 разрывной машины,Тяги 22, 23 выполнены в виде коаксиально расположенных труб, внутренняятяга 22 через реечно-зубчатое соединение связана с измерителем 26 деФормации, закрепленном на заглушке 30тяги 23, Тяга 23 выполнена ступенчатой - с резьбой и пазами на суженной части и окном 38 на расширен"ной части. К захвату 20 может прикрепляться индентор, а к захвату 19 -зажим для закрепления плоского образца. Тягу 23 закрепляют во втулке 24,вращением втулки 24 устанавливают необходимое расстояние между захватами 1 9, 20Затем создают в камере 1необходимые для испытания влажностнотемпературные условия. Опускают камеру 1 и перекрывают ее заслонкой14. Через окно 38 устанавливают образец 21 и поднимают камеру 1. Перемещением траверсы 25 осуществляют нагружение образца. Величину деФормации Фиксируют по индикатору 2 б.1 з и, Ф лы, 2 ил.Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для механических испытаний обрачцон материалов при раэлич 5 них климатических условиях.ель изобретения - повьппение точности и производительности и расширение технологических возможностей за счет обеспечения стабильного, изме-О няемого в широком диапазоне влажностно-температурного режима в камере и снижения трудоемкости смены образца.Ча Фиг. показано устройство к разрывной машине для испытаний материалон на Фиг.2 - тяги с индентором для испытания на продавливание образца.устройство содержит теплоизолиро О ванную камеру 1 в Форме прямоуголь" ного параллелепипеда с радиационным экраном 2, рабочей и дополнительной полостями 3, 4, патрубок 5 для рабочей полости 3, входной и выходной па трубки 6, 7 для дополнительной полости 4, чмееник 8, закрепленньп" на экране 2, нагреватель 9 с датчиком 10 температуры, установленный коаксияльно н змеевике 8, крьнпку 11 с направляющими 12, по которым камера 1 может перемещаться относительно крьппки 11 и Фиксироваться с помощью учлон 13, заслонку 14, установленнуюпод крьшкой 11 с возможностью переме-.,щения, размещенные в рабочей полости ,3 вентиляторы 15, 1,-образную трубку 16 с датчиком влажности в виде "мокрого" и "сухого" датчиков 17, 8 температуры захваты 19 20 для испыты 9 - фваемого на растяжение образца 21, со - единенные с тягами, выполненными н виде коаксиально расположенных труб 22, 23, проходящих через отверстие крышки 11, втулку 24, предназначенную,5 для размещения на траверсе 25 разрывной машины (на чертеже не показана),.измеритель деФормации в виде индикатора 26 часового типа, установленного на наружной трубе (тяге) 2350 и соединенного с внутренней трубой(тягой) 22 зубчатой рейкой 27, которая сцеплена с зубчатым колесом (на оси которого закреплена нить 28, связанная с грузом 29) индикатора 26, чаглущку 3, закрепленную на расположенном вне камеры 1 конце тяги 23, тросы 31 с уравновешивающими грузами 32 и блоками 33, закрепляемыми ня раме 34 разрывной машины, причем свободные концы тросов 3 прикреплены к заглушке 30, и приспособление для Фиксации наружной тяги 23установленное на втулке 24,Втулка 24 установлена на траверсе 25 с возможностью вращения на подшипнике 35. Крьппка 11 закреплена натранерсе 25, н которой выполнено осевое отверстие с выступами для тяги23, закрепленной на траверсе с помощью гайки 36,Тяга 23 выполнена ступенчатой, наее расширенной части, расположеннойв камере 1, установлен экран 37 ивыполнено окно 38 для смены образца,на суженной части выполнена резьба 39и пази 40 нод выступы траверсы 25.На внутренней тяге 22 над захватом19 установлен торцевой экран 41,Приспособление для фиксации тяги23 выполнено н ниде полуколец 42 свнутренней резьбой, установленныхна тяге 23 н закрепленних в отверстиях втулки 24 с помощью державок 43,стержней 44, жестко соединенных сосвободными концами державок 43 и установленных перпендикулярно им, иприводного вала 45, установленногопараллельно оси держанок 43 и связывающего посредстном выполненной наего концгх правой и левой резьбыстержни 44, Полукольца 42 установлены с воэможностью синхронного перемещения и вращения относительнопродольной оси тяги 23,Захват 19 внутреннейтяги 22 выполнен съемным для размещения на егоместе скоби 46, к которой прикрепляется чажнм н виде пластин 47, 48 ссоосными отнерстиями для закрепления плоско"о образца, испытуемого напроданлинанне, При этом на захвате20 наружной тяги 23 устанавливаетсяиндентор 49 для проданлинания плоского образца.Для автоматической регистрации деФормации образца на зубчатой рейке 27 установлены электрические контакты 50 и 51 и скользящий контакт наиндикаторе 26. Устройство обеспечивает воэможность ичменения температуры в рабочей полости 3 н диапазоне от минус200 Г до 6 СЮ С,Устройство работает следующим образом, 165114740 45 .50 55 ха. Т, Одноосл:ое растяжение образца 1,Вращением привоиного вала 45 фиксируют наружную тягу 3. Затем, вращая втулку 4 на подшиг;нике 35 перемещают тягу 23 в вертикальной плоскости для установления необходимого расстояния между захватами 19,20, после чего тягу 23 дополнительно зажимают гайкой 38,Затем в камересоздают необходимые для испытания влажностно-температурные условия,Для испытаний образца в жидкойсреде требуемую жидкость заливаютчерез патрубок 5 в рабочую полость 3камерыДля испытания образца в жидкойсреде при заданной температуре низкие температуры достигаются либо введением в рабочую полость 3 жидкогохладагента через патрубок 5, ;:ибопропусканием хладагента через змеевик8, расположенный на наружной поверхности радиационного экрана , либо путем пропускания хладагента через входной патрубок б, дополнительную полость 4, выходной патрубок 7,Повьппен .ые телткрстуры достигаются с помощью электронагревателя 9либо путем циркуляции жидкости через входной патрубок б дополнительную полость 4, выходной патрубок 7.При необходимом резком изменениитемпературы возможно попеременноенагревание с помощью электронагревателя 9 и охлаждение с помощью змеевика 8.Температуру регулируют с помощьюдатчика 10, а контролируют ее в камере 1 с помощью датчика 18,Лля испытания образцов в воздушной среде с заданной влажностью воздуха в камеру 1 подают через патрубок 5 влажный воздух необходимой концентрации либо на дно камеры 1 заливают насыщенный раствор определенныхстандартных хнмических веществ, соз-дающих необходимую влажность возду 1 ля измерения и контроля влажности воздуха в камере в 1,-образную трубку 1 б с датчиком 17 температуры заливают воду и по разности тем .ператур между мокрым 17 и сухим 18 датчиками определяют влажность воздуха. О 5 20 25 30 35 ДЛя ИСПЫтаинй Образнсн В Парикдругих летучих жидкостей - а;но кмеры 1 заливают данную жидкость и этуяе жичкость заливают В т, вГраэнуитрубку б а концентрацию паровопределяют указанным способом,Затем с помощью узна 13 опускаюткамеру 1 по направляющим 12, перекрыва. т ее заслонкой 14 с цельюуменьшения изменения параметров лсгь 1 тательной срсды устанавливают через окно 38 в тяге 23 в захваты 19,2) образец 1 отодвигают заслонку 1414, поднимают камерупо направляющ и 1 и прижимают ее к крьппке 11,э.-репленной на траверсе 25, Приэтом наружная тяга 3 с находящимися на ней приспособлениями уравновешена нитями 31 с грузами 3 с помощью пар блоков 33, укрепленных наверхней раме 34 разрывной машины,Включают разрывную машину, приэтом траверса 5 с наружной тягой23, установленным на заглушке 30;индикатором 2 б часового типа и камерой 1 перемещается вниз, а внутренняя тяга 22 с зубчатой рейкой 27 перемещаться практически не будет, итаким образом образецбудет растягиваться, торцевой экран 41 на внутренней тяге 2 будет перемещатьсявнутри наружной тяги 23, что совместно с экраном 37 и заглушкой 30сгособствует уменьшению измененияпараметров среды в . температуры и концентрации. Вентиляторы 5 равномерно перемешивают испытательную среду в камере 1 и, кроме того создают поток воздуха направленный к дну камеры, образуя между крышкой 1 и экраном 37 так называемую "будерную зону - область повьппенного давления,что также способствует снижению пара - зитных изменений параметров среды.Величину усилия снимают по шкале нагрузок (не показана) разрывной машины, Величину деформации снимают либо по шкале удлинений (не показана) .раврывной машины, либо (более точно) по.шкале индикатора б часового типа, либо выводят эквивалентный деформации образца электрический сигнал на самописец, так как неподвижные контакты 50 и 51 на зубчатой рейке 27 и скользящий контакт (не показан) на корпусе индикатора б представляют собой потенциометр, Нить 28 с грузом 29, закрепленная на зубчатом колесе инди катора 26, обеспечивает работу зубчатых Колс Одной стороной профилязубьев, одинаковое равномерное усилиена Образец 1 при любой его деФормации в течение всего времени испытания, а также возможность измерениябольших деформаций,П, Ппределение начального модулядеформации.Способ 1. Поступают так же, каког 1 исано в п. 1 и, кроме того, сни"мают диаграмму нагрузка - удлинение.,и по ней определяют начальньгй модуль,Способ 2. Поступают так же, какв и. 1, но растяжение производят доОпредРленегого вперРД зяданногоудлинения образца 1, Останавливаютразрывную машину, снимают со шкалынагрузок величину усилия и определяют модуль деформации,Способ 3 г,метод м.В,Ломоносова).Посгупяют так же, как в и. 1, устанавливают образец .1, освобождают тягу 23 синхроннЫм перемещением полуколец 42 путем вращения приводноговала 45 и нагружают ее грузом известной массы, Так как на поверхноститяги 3 выполнены продольные пазы 40,совпадающие с выступами 1,не показаны)Б ОтвРрстии траверсы 25, тягя 23 свободно, без трения, опускается поддействием груза в вертикальной плос"кОсти и удлинение образца снимаютпгг Шкале индикятора 26 после чегоо,ределяют начальный модуль деформацхи,111. Испытание плоского образцатекстильного материала на продавлиВЙНИРоЧерез окно 38 в тяге 23 вместозахвата 19 устанавливают скобу 46г.фиг.,2) с пластинами 47, 48 и подготавливают устройство, как в и, 1, Образец материала помещают между двумя квадратными пластинами 47, 48 искрепляют их зажимами, К захвату45 закрепляют индентор 4 о, на концекоторого закреплен шарик, перемещают тягу 3 путем вращения втулки24 до соприкосновения шарикя с плоскостьюю Образца и проводят испытания,как в и. 1 и ГРСт. 8847-85,1 У, Одноцикловые испытания.Способ 1, Устройство подготавливают так же, как в и. 1 или п, 111,но при этом опускают гайку 36 вниз,к экрану 37 устанавливают Образецподвергают его быстрому растяжРнию до некоторой заданной длины перемещая траверсу 25 или вращая втулку2 которая затем сохраняется во времени постоянной, и выдерживают заданное время измеряя при этом изменение величины усилия по шкале г,не показана) разрывной машины,Способ , Устройство подготавливают так же, как в п. 1 или 111, приэтом Опускагот гайку 36 к экрану 37,устанавливают образец. Вращением вала45 Освобождают тягу 23 и нагружаютеР грузом известной массы и выдерживают груз заданное время, чатем образец разгружают и также выдерживаютзаданное время. В течение всего опыта измеряют изменение величины деформации образца либо по шкале индикатора 6, либо снимают эквивалентный деформации электрический сигнал.Способ 3. г 1 анный способ представляет собой комбинацию из первых двухспособов, (гн осуществляется ио схемепервого способа, но после выдержинания образца в течение заданного времени вращением вала 45 освобождаюттягу 33 и в течение заданного времениизмеряют изменение величины деформации образца.Способ 4, Устройство подготавливают тяк же, как в п, 1 или и 1,Зятем постепенно растягивают образец до заданного усилия или до заданной деформации, а потом так же постепенно его разгружают либо с помощью двигателя разрывной машины, либовращением втулки 4, Способ можетзавершаться и отдыхом разгруженного,образца, 11 ри этом снимают диаграмму нагрузка - удлинение.Ч. ТРрмомеханический метод,Способ 1 Гайку 36 опускают кэкрану 37, гращением вала 45 фиксируют тягу 23, Вращением втулки 24 устанавливают необходимое расстояниемежду захватами 19 и 20, Закрепля"ют образец в захваты 19, 20 при одноосном растяжении или между.пластинами 47, 48 при пространственномрастяже .Ни г,продавливании). Прижимагот камеру 1 к крышке 11, освобождают тягу 23 и нагружают ее грузомопределенной массы и нагревают образец по линейному закону изменениятемпературы, Изменение величины деформации образца определяют по шкалеиндикатора 26 или измерением эквивалентного ей электрического сигнала.Способ 2, Аналогичен первому способу, отличием является измерениепри ряде температур деАормации образ-ца во время очередного наложения5малой недеформирующей / и большойдешормирующей) нагрузки. НакладываютдеАормирующую нагрузку на определенный небольшой срок и измеряют деАормацию образца, После такого импульсного нагружения нагрузку убирают доследующего испытания при более высокой температуре, а образец имеет возможность релаксации,ЧТ Изометрический метод.5айку 36 опускают к экрану 37.Вращением вала 45 фиксируют тягу 23,Вращением втулки 24 устанавливаютнеобходимое расстояние между захватами 19 и 20, Закрепляют образец взахваты, прижимают камеру 1 к крышке 11 растягивают образец до заданной длины либо двигателем разрывноймашины, определяя деформацию по шкале машины, либо вращением втулки 24, 25измеряя деформацию по шкале индикатора 26, Ватем нагревают образец полинейному закону изменения температуры и измеряют изменение усилия впроцессе опыта по шкале разрывноймашины,Изобретение позволяет повыситьточность измерений за счет выравнивания параметров испытательной среды в камере при одновременном снижении их паразитных изменений ирасширить технологические возможности устройства эа счет созданияв камере влажностно-температурногорежима в более широком диапазоне и40увеличения количества определяемыххарактеристик и способов их опреде -ления при одновременном снижении трудоемкости,Формула изобретения451. Устройство к разрывной машине для испытаний материалов, содержащее теплоизолиронанную камеру с радиационным экраном, рабочей и дополнительной полостями, крышку камеры с нпускными патрубками, змееник, размещснный н камерс. на радацд ноэкране, захваты с тягам:.лз эакреп - ления образца, измерте.п, д ирма и приспособление ллл дик(.ан тяги, отличающееся тем, что, с целью поньппепия точности и пронэводительности и расширения технологических возможностей, оно снабжено выпускным патрубком, установленным на дне камеры по диагонали к соответствующему впускному патрубку, нагревателем с датчиком температуры, установленным коаксиально в змеевике, заслонкой установленной с возможностью перемещения под крьппкой, вентиляторами и 1.-образной трубкой с датчиком влажности, размещенными н рабочей полости камеры, втулкой, предназначенной для размещения с возможностью вращения на траверсе разрывной машины и закрепления приспособления для фиксации тяги, и тросами с -. ураннонещинающими грузами и блоками, предназначенными для закрепления на раме разрывной машины, камера выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда и установлена свозможностью осевого перемещения относительно крншки, тяги выполнены в виде коаксяально расположенных труб, установленных в отверстии втулки, измеритель деформации закреплен на наружной тяге и связан посредством реечно-зубчатого соединения с внутренней тягой, при этом наружная тяга выполнена ступенчатой с окном и экраном н расширенной части, пазами и резьбой на суженной части, предназначенными для закрепления тяги в, отверстии траверсы, и размещенной на противоположном торце заглушкой, которая соединена со свободными концами тросов,2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено сменным зажимом в виде двух плас тин с отверстиями н центре, соединенными с внутренней тягой и предназначенными для закрепления плос" кого образца, и сменным индентором для закрепления на захвате наружной тяги.