ПРЕСС ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА СЖАТИЕ Российский патент 1997 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности, к устройствам для испытания на сжатие.

Известно устройство для испытания материалов на сжатие, содержащее основание, вертикальные стройки с установленной на них траверсой с возможностью ее перемещения, а также нагружающие плиты [1]
Недостатком устройства является его невысокая точность из-за отсутствия компенсации непараллельности опорных граней образца. Испытательная нагрузка воздействует лишь на часть поверхности его опорных плоскостей, с которой взаимодействуют нагружающие плиты.

В качестве прототипа принято устройство к прессу для испытаний образцов материалов на сжатие [2] содержащее основание, вертикальные стойки, траверсу и шарнирный узел.

Недостаток устройства заключается в невозможности компенсации неточности изготовления станины: пространственное несовпадение верхней оси пресса (траверсы) и нижней оси (станины). Это снижает точность результатов испытаний, так как создаются условия, при которых нагружении образца кроме, сил сжатия, на него действуют силы, величину и направление которых определить не представляется возможным.

Цель изобретения увеличение точности результатов испытаний образцов разных типоразмеров и прочностей путем обеспечения максимально возможного совмещения осей пресс и шарнирного узла.

Цель достигается тем, что пресс снабжен втулкой, охватывающей одну из стоек с возможностью поворота вокруг нее, дополнительной втулкой, предназначенной для закрепления на наружной поверхности первой втулки или на корпусе шарнирного узла, и стержнем, один конец которого установлен в отверстии дополнительной втулки с возможностью возвратно-поступательного перемещения и поворота вокруг ее оси, другой конец предназначен для жесткого закрепления на корпусе шарнирного узла или на наружной поверхности первой втулки соответственно.

Пресс снабжен подпружиненной относительно корпуса шарнирного узла рамкой, при этом установленный со стороны станины полусферический шарнир размещен в этой рамке.

Пресс может быть снабжен дополнительными шарнирными узлами с различными полусферических шарниров.

На чертеже представлен пресс, на станине 1 которого установлены стойки 2, верхние части которых соединены траверсой 3. В ее отверстии установлен стержень 4, на котором подвешен зажимной узел, состоящий из опорной шайбы 5 и накидной гайки 6. Шарнирный узел пресса сопоставлен из корпуса 7 и размещенных в нем подпятника 8 и двух полусферических шарниров 9 и 10. Установленный со стороны станины полушарнир 10 вставлен в центральное отверстие 11 рамки 12, подвешенной посредством пружин 13 к корпусу 7. Рабочая часть полушарнира 10 выполнена в соответствии с конфигурацией и размерами испытуемого образца, например, прямоугольник 14.

На одной из стоек 2 установлена охватывающая ее втулка 15, имеющая возможность поворота вокруг нее. На наружней поверхности этой втулки установлена дополнительная втулка 16, в отверстие которой вставлен с возможностью поворота ее оси и возвратно-поступательного перемещения вдоль нее стержень 17. Его противоположный конец закреплен на корпусе шарнирного узла. Возможен также вариант, при котором дополнительная втулка 16 установлена на корпусе 7 шарнирного узла, а свободный конец стержня 17 закреплен на наружной поверхности втулки 15. Во втулке 16 размещен стягивающий винт 18. На станине 1 пресса размещен силовой гидроцилиндр 19, на плунжере которого установлена опорная призма 20. На стойке 2 пресса могут быть установлены несколько независимых шарнирных узлов 21 с различными размерами полусферических шарниров, рассчитанных на испытание образцов 22 различных типоразмеров.

Пресс работает следующим образом.

При включении привода под давлением масла плунжер силового гидроцилиндра 19 с установленным на опорной призме образцом 22 начинает подниматься вверх до упора в опорную плоскость полушарнира 10, который под действием нагрузки разворачивается вокруг двух горизонтальных осей до полного совмещения с гранью образца, выполняя роль компенсатора непараллельности. Верхний полушарнир 9 компенсирует неперпендикулярность опорной плоскости траверсы 3 оси пресс. В дальнейшем испытательную нагрузку увеличивают до достижения предела прочности образца.

При необходимости испытать образец другого типоразмера, например, куб вместо призмы, используют другой шарнирный узел, предназначенный для этого типоразмера. Для его установки отвинчивают накидную гайку 6 и отводят освобожденный шарнирный узел из рабочей зоны, поворачивая его вокруг вертикальной стойки 2 пресса. Затем поворотом вокруг нее вводят в рабочую зону другой шарнирный узел 22 и центрируют относительно оси силового гидроцилиндра 19. Для этого ослабляют винт 18 и освобождают корпус шарнирного узла для возможного его перемещения вдоль втулки 16 и поворота вокруг ее оси до достижения требуемой соосности. После этого с помощью винта 18 и накидной гайки 6 производят фиксацию всей системы в этом положении.

В предложенном прессе за счет возможности регулировки положения оси шарнирного узла появляется возможность обеспечить соосность испытательной системы, что существенно повышает точность определения прочности образцов (до 10% ). Кроме того наличие набора шарнирных узлов параметрами сферических шарниров обеспечивает точность результатов испытаний для различных типоразмеров и степени образцов.

Сущность изобретения: пресс содержит станину 1 со стойками 2 и траверсой 3, а также шарнирный узел с полусферическими шарнирами 9 и 10, и подпятником 8. Пресс содержит также втулку 15, охватывающую одну из стоек 2 с возможностью поворота вокруг нее, дополнительную втулку 16, которая предназначена для закрепления на наружной поверхности первой втулки 15 или на корпусе шарнирного узла и стержень 17. Один конец стержня 17 установлен в отверстии дополнительной втулки 16 с возможностью возвратно-поступательного перемещения и поворота вокруг ее оси, другой его конец предназначен для жесткого закрепления на корпусе шарнирного узла или на наружней поверхности первой втулки 15. Пресс, кроме того, содержит подпружиненную относительно корпуса шарнирного узла рамку 12, при этом полусферический шарнир установленный со стороны станины 1, размещен на этой рамке 12. Пресс снабжен дополнительными шарнирными узлами и различными размерами полусферических шарнирными узлами и различными размерами полусферических шарниров. 2 з. п. ф-лы 1 ил.

1. Пресс для испытания образцов на сжатие, содержащий станину, установленные на ней стойки, траверсу и шарнирный узел, выполненный в виде корпуса и размещенных в нем подпятника и двух полусферических шарниров, отличающийся тем, что пресс снабжен втулкой, охватывающей одну из стоек с возможностью поворота вокруг нее, дополнительной втулкой, предназначенной для закрепления на наружной поверхности первой втулки или на корпусе шарнирного узла, и стержнем, один конец которого установлен в отверстии дополнительной втулки с возможностью возвратно-поступательного перемещения и поворота вокруг ее оси, а другой его конец предназначен для жесткого закрепления на корпусе шарнирного узла или на наружной поверхности первой втулки.

2 Пресс по п.1, отличающийся тем, что он снабжен подпружиненной относительно корпуса шарнирного узла рамкой, при этом установленный со стороны станины полусферический шарнир размещен на этой рамке.