УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ Российский патент 1997 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к испытательной технике, предназначенной для определения коррозионно-механических свойств материалов, а именно к устройствам для испытания на растяжение при различных скоростях нагружения.

Известно устройство для коррозионно-механических испытаний материалов при растяжении с постоянной скоростью [1]
Недостатком этих устройств является малая результирующая величина перемещения при большом нагревательном элементе и наличии клина с целью увеличения перемещения.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для испытания образцов на прочность при растяжении, содержащая тепловой нагреватель, выполненный из двух частей по длине, материалы которых имеют отличные друг от друга коэффициенты теплового расширения [2]
Недостатком известного решения является необходимость удлинения образца для автоматического периодического включения нагревательного устройства поддержания постоянной нагрузки.

Цель изобретения расширение технических возможностей установки, независимо от удлинения испытуемого образца, автоматическое ступенчатое увеличение нагрузки и регулирование скорости нагружения, получение любых наперед заданных перемещений активного захвата образца, экономия энергии за счет времени подвода энергии к нагревательному элементу и уменьшения ее потерь в окружающую среду.

Цель достигается тем, что установка для испытания материалов на растяжение, содержащая станину, установленный на ней механизм нагружения, выполненный в виде пассивного и активного захватов для концов образца, двуплечего рычага, связанных с последним двух конечных выключателей, нагружателя, выполненного в виде двух коаксиальных втулок, установленных с зазором друг относительно друга, винта, один конец которого связан с активным захватом, двух установленных на винте гаек, одна из которых оперта на внутреннюю втулку, нагревательного элемента, закрепленного на одной из втулок, и двух механизмов вращения гаек, каждый из которых выполнен в виде блока, огибающей его гибкой связи, один конец которой навит на соответствующую гайку, и груза, связанного со свободным концом тяги, при этом внутренняя втулка выполнена из материала с большим коэффициентом линейного расширения, чем материал наружной втулки, и снабжена жестко соединенным с внутренней втулкой кронштейном, связанным шарнирно с меньшим плечом рычага, наружная втулка оперта на станину, нагревательный элемент размещен на внутренней втулке, одна из гаек оперта на внутреннюю втулку посредством размещения внутри этой втулки на ее буртике со стороны станины, вторая гайка размещена в наружной втулке и оперта на станину, а свободные концы втулок предназначены для взаимодействия между собой посредством буртиков.

На чертеже представлена схема предлагаемой установки.

Установка содержит станину 1, захваты пассивный 2 и активный 3, испытуемый образец 4, нагружатель 5 две коаксиальные втулки наружную 6 и внутреннюю 7 с нагревательным элементом 8, ходовой винт 9 с двумя гайками 10 и 11 и два механизма вращения без нагрузки гаек с намотанными гибкими тягами, и соединенных ими соответственно через отклоняющие блоки 12 и 13 с грузами 14 и 15, кронштейн 16 соединения нижней части внутренней втулки с коротким плечом рычага 17 переключения конечных выключателей соответственно для включения 18 и отключения 19 нагревательного элемента 8.

Установка работает следующим образом.

Образец 4 одним концом закреплен в пассивном захвате, другим в активном захвате 3. В охлажденном состоянии приподнятый нижний конец внутренней втулки 7 и соединенный с ней кронштейн 16 через рычаг 17 и конечный выключатель 18 включает нагревательный элемент 8. Внутренняя втулка 7 при нагреве удлиняется и нижний ее конец освобождает от нагрузки гайку 10 и отрывается от нее. Гайка 10 без нагрузки и под действием груза 14 подворачивается до соприкосновения с внутренней втулкой 7. Большое плечо рычага 17 поднимается до тех пор, пока верхний конечный выключатель 19 не отключит подачу электроэнергии к нагревательному элементу 8. При остывании и укорачивании внутренней втулки 7 приподнимается за гайку 10 ходовой винт 9, а гайка 11, освобожденная от нагрузки и оторванная от станины 1, подворачивается через отклоняющий блок 13 гибкой тягой с грузом 15 до соприкосновения со станиной 1 до тех пор, пока нижний конец втулки 7 через кронштейн 16 и рычаг 17 не включит через конечный выключатель 18 нагревательный элемент 8 и конец втулки 7 начнет опускаться вниз, но ходовой винт 9 не опускается, фиксируемый гайкой 11. Гайка 10 отрывается от нижнего конца внутренней втулки 7, освобожденная от нагрузки, и под действием груза 14 подворачивается до соприкосновения с внутренней втулкой 7. Циклы автоматически повторяются, пока не будет отключена энергия от установки другими конечными выключателями, связанными с испытуемым образцом 4.

Регулируя охлаждение, автоматически регулируется и скорость подъема ходового винта, которая мало зависит от прикладываемой нагрузки. Учитывая малую теплоемкость и большую скорость прогревания металлической внутренней втулки 7, во избежание рассеивания тепла, целесообразно подводить энергию в виде теплового удара. Величина перемещения активного захвата 3 ограничивается размерами резьбовой части ходового винта и станины. Нагружатель позволяет использовать его автономно, например, в качестве автоматического домкрата независимо от установки.

Литература.

1. Форма N 1 ИЗ, ПМ-93 от 26.08.93 по заявке N 4914043/28 (007403). Устройство для испытания материалов на растяжение. Кушнаренко В.М. Фот А.П. Уханов В.С. Спурре А.Ф. Маврин А.Н.

2. Авторское свидетельство СССР N 1665272, кл. G 01 N 3/08, 1991.

Сущность изобретения: установка содержит станину 1, установленный на ней механизм нагружения, выполненный в виде пассивного 2 и активного 3 захватов для концов образца 4, двуплечего рычага, двух конечных выключателей. Установка содержит нагружатель в виде двух коаксиальных втулок, установленных с зазором друг относительно друга, винт, один конец которого связан с активным захватом, двух установленных на винте гаек 10 и 11, одна из которых оперта на внутреннюю втулку 7, механизм вращения гаек, каждый из которых выполнен в виде блока 12 и 13, огибающей его гибкой связи, один конец ее навит на соответствующую гайку, и груза 14 и 15, связанного с другим ее концом. Внутренняя втулка 7 выполнена из материала с большим коэффициентом линейного расширения, чем материал наружной втулки 6, при этом наружная втулка 6 оперта на станину 1. Установка содержит также нагревательный элемент 8, размещенный на внутренней втулке 7, и кронштейн 16, шарнирно связанный с меньшим плечом рычага 17. Одна гайка оперта на внутреннюю втулку внутри ее на буртике со стороны станины 1, вторая гайка установлена в наружной втулке 6 и оперта на станину 1, а свободные концы втулок предназначены для взаимодействия между собой посредством буртиков. 1 ил.

Установка для испытания материалов на растяжение, содержащая станину, установленный на ней механизм нагружения, выполненный в виде пассивного и активного захватов для концов образца, двуплечего рычага, связанных с последним двух конечных выключателей, нагружателя, выполненного в виде двух коаксиальных втулок, установленных с зазором друг относительно друга, винта, один конец которого связан с активным захватом, двух установленных на винте гаек, одна из которых оперта на внутреннюю втулку, нагревательного элемента, закрепленного на одной из втулок, и двух механизмов вращения гаек, каждый из которых выполнен в виде блока, огибающей его гибкой связи, один конец которой навит на соответствующую гайку, и груза, связанного со свободным концом тяги, при этом внутренняя втулка выполнена из материала с большим коэффициентом линейного расширения, чем материал наружной втулки, отличающаяся тем, что установка снабжена жестко соединенным с внутренней втулкой кронштейном, связанным шарнирно с меньшим плечом рычага, наружная втулка оперта на станину, нагревательный элемент размещен на внутренней втулке, одна из гаек оперта на внутреннюю втулку посредством размещения внутри этой втулки на ее буртике со стороны станины, вторая гайка размещена в наружной втулке и оперта на станину, а свободные концы втулок предназначены для взаимодействия между собой посредством буртиков.