МАШИНА ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРУБ НА РАСТЯЖЕНИЕ Российский патент 2000 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к испытательной технике для механических испытаний материалов.

Известные испытательные гидравлические машины для испытания на растяжение [см. Испытательная техника. Справочник в двух книгах под ред. д.т.н. проф. В.В. Клюева, М., Машиностроение, 1982 г., книга 1 стр. 57-116].

Известные машины состоят из нагружающего устройства с одним или двумя силовыми гидроцилиндрами, на основании и траверсе которого закреплены соосно два захвата и системы нагружения и управления.

Недостатками этих машин являются:
1. Ограничение диаметра испытуемых труб из-за малого угла обхвата клиновыми захватами и, вследствие этого, ненадежного зажатия труб диаметром более 40 мм, что приводит к необходимости испытаний цилиндрических или сегментных образцов, вырезанных из стенок труб.

2. Повреждение концов испытуемой трубы в захватах, позволяющих их крепление только с применением цилиндрических стальных пробок [см. ГОСТ 10006-80. Трубы металлические. Методы испытания на растяжение, п.п 1.2.1; 3.2].

Этих недостатков лишена гидравлическая испытательная машина с захватами для испытания трубчатых образцов на растяжение по авторскому свидетельству N 1649367 (см. Бюллетень N 18, 15.05.91 г.).

Эти захваты содержат бандаж, охватывающий конец испытываемой трубы по наружному диаметру, жестко связанный с ним кольцевой диск, устройство зажима конца трубы, охватывающее конец трубы по внутренней поверхности, содержащее сегментную цангу с механизмом ее раздачи - распорным усеченным конусом с тягой, соединенной с ним с помощью сферического шарнира, и фиксирующую гайку.

Недостатками этих захватов являются:
1. Необходимость предварительного зажатия концов испытуемой трубы с помощью фиксирующих гаек;
2. Неравномерное распределение распорного усилия по внутренней поверхности усеченного конуса цанги при перемещении в ней распорного усеченного конуса.

Этих недостатков лишена заявляемая машина.

Сущность изобретения состоит в том, что устройство для зажима конца испытуемой трубы содержит гидроцилиндр двухстороннего действия, рабочая площадь которого превышает суммарную рабочую площадь силовых гидроцилиндров, установленный на траверсе (верхний захват) и основании (нижний захват), конец штока которого выполнен в виде усеченной пирамиды, грани которой подвижно сопряжены с поверхностями сегментов цанги, размещенной коаксиально бандажу и опирающейся на плиту-диск, а полости гидроцилиндра двустороннего действия соединены через управляемый гидрораспределитель с гидросистемой машины. Осевое усилие растяжения создается силовыми гидроцилиндрами, поршни которых являются продолжением колонн, закрепленных в траверсе.

Применение в захватах заявляемой машины гидроцилиндров двустороннего действия обеспечивает автоматизацию зажима и разжима испытуемой трубы, а замена поверхностей усеченного конуса цанги и распорного конуса на поверхности усеченной пирамиды обеспечивает более равномерное и надежное зажатие концов испытуемой трубы.

Надежность зажатия испытуемой трубы обеспечивается также тем, что рабочая площадь гидроцилиндра захвата превышает суммарную рабочую площадь силовых гидроцилиндров.

На прилагаемом чертеже (Фиг. 1) схематично изображена предлагаемая гидравлическая испытательная машина для испытания труб на растяжение. На фиг. 2 дано сечение захвата машины по месту зажатия испытуемой трубы. Машина включает в себя нагружающее устройство, состоящее из основания 2, колонн 3, траверсы 7, захватов 5 и силовых гидроцилиндров 1, поршнями которых являются концы колонн нагружающего устройства, насосную установку 12, регулятор нагрузки 11, гидрораспределитель 10, соединенный трубопроводами напора и слива с гидроцилиндрами двустороннего действия 9 верхнего и нижнего захватов 5, концы штоков 8 которых выполнены в виде усеченной пирамиды 16, подвижно сопряженной с поверхностями сегментов цанги 15, размещенной коаксиально бандажу 13 и опирающейся на плиту-диск 6.

Сегменты цанги 15 захватов 5 соединены упругоподатливыми элементами 14 (например, резиновыми или стальными разрезными кольцами), обеспечивающими постоянное поджатие сегментов цанги 15 к плоскостям поверхности усеченной пирамиды 16 конца штока 8 гидроцилиндра двустороннего действия 9.

Предлагаемая машина работает следующим образом. Испытуемая труба 4 устанавливается в кольцевой зазор между бандажом 13 и сегментной цангой 15 нижнего захвата, затем опускается верхний захват с помощью регулятора нагрузки до соприкосновения плиты-диска 6 с торцом трубы 4. Далее подается давление жидкости в рабочие полости гидроцилиндров двухстороннего действия 9 из насосной установки 12 через гидрораспределитель 10 и концы трубы зажимаются в кольцевом зазоре между бандажом 13 и сегментной цангой 15 с усилием, превосходящим максимальную осевую нагрузку, создаваемую силовыми гидроцилиндрами машины. Затем с помощью регулятора нагрузки 11 жидкость подается в силовые гидроцилиндры 2. Растягивающая осевая нагрузка на испытуемой трубе увеличивается до тех пор, пока не произойдет ее разрушение. Нагрузка при этом регистрируется силоизмерительным устройством, не показанным на чертеже.

После разрушения образца гидрораспределитель 10 переключает поток жидкости в полости обратного хода поршней гидроцилиндров двухстороннего действия 9, концы испытуемой трубы освобождаются и машина готова к испытанию следующего образца.

Изобретение относится к испытательной технике. Преимущественная область применения - испытательные стенды для исследования прочностных характеристик труб, испытываемых на растяжение. Машина состоит из гидросистемы нагружения и управления, нагружающего устройства, содержащего основание с установленными в нем двумя гидроцилиндрами, поршни которых являются продолжением колонн, закрепленных в траверсе, захваты для крепления испытуемой трубы, установленные соосно на основании и траверсе, содержащие бандаж, охватывающий конец испытуемой трубы по наружному диаметру, устройство для зажима конца трубы, охватывающее конец трубы по внутренней поверхности, содержащее сегментную цангу с механизмом ее раздачи. Сущность изобретения: устройство для зажима конца испытуемой трубы содержит гидроцилиндр двустороннего действия, установленный на траверсе (верхний захват) и основании (нижний захват), конец штока которого выполнен в виде усеченной пирамиды, грани которой подвижно соединены с поверхностями сегментов цанги, размещенной коаксиально бандажу и опирающейся на плиту-диск, а полости гидроцилиндра двустороннего действия соединены с гидросистемой машины. Рабочая площадь гидроцилиндра двустороннего действия захватов превышает рабочую суммарную площадь гидроцилиндров. Сегменты цанги захватов соединены упругоподатливыми элементами. Конструкция обеспечивает автоматизацию зажима и разжима испытуемой трубы и обеспечивает более равномерное и надежное зажатие ее концов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Машина испытательная гидравлическая для испытания труб на растяжение, включающая гидросистему нагружения и управления, содержащую нагружающее устройство, которое содержит основание с установленными в нем двумя силовыми гидроцилиндрами, поршни которых являются продолжением колонн, закрепленных в траверсе, захваты для крепления испытуемой трубы, установленные соосно на траверсе и основании, содержащие бандаж, охватывающий конец испытуемой трубы по наружному диаметру, устройства для зажима конца трубы, охватывающее конец трубы по внутренней поверхности, содержащее сегментную цангу с механизмом ее раздачи, отличающаяся тем, что устройство для зажима конца трубы содержит гидроцилиндр двустороннего действия, установленный на траверсе (верхний захват) и основании (нижний захват), конец штока которого выполнен в виде усеченной пирамиды, грани которой подвижно сопряжены с поверхностями сегментов цанги, размещенной коаксиально бандажу и опирающейся на плиту-диск, а полости гидроцилиндра двустороннего действия соединены через управляемый гидрораспределитель с гидросистемой машины. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что рабочая площадь гидроцилиндра двустороннего действия захватов превышает суммарную площадь силовых гидроцилиндров. 3. Машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что сегменты цанги захватов соединены упругоподдатливыми элементами, обеспечивающими постоянное поджатие сегментов к плоскостям поверхности усеченной пирамиды конца штока гидроцилиндра двустороннего действия.