ЗАХВАТ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КЛИНОВОЙ Российский патент 2007 года по МПК G01N3/04 

Изобретение относится к испытательной технике для закрепления образцов из металлов и сплавов в нагружающем устройстве испытательной машины для определения механических свойств материалов при одноосном нагружении. Преимущественная область применения - механические испытания в лабораториях металлургических заводов и научно-исследовательских институтов.

Основными требованиями к захватам такого назначения является требование высокой центричности одноосного нагружения образцов относительно оси симметрии нагружающего устройства, требования высоких эксплуатационных характеристик - высокая надежность, долговечность, ремонтопригодность.

Известны гидравлические клиновые захваты для закрепления образцов при определении механических характеристик материалов производства Германской фирмы «MFL». Они содержат корпус, поршень, крышку, зажимные обоймы.

Недостатком таких гидравлических клиновых захватов является то, что зажимные обоймы опираются на поршень, который в месте контакта с ними имеет повышенный эксплуатационный износ дорогостоящих базовых деталей.

Отсутствие центрирования зажимных обойм в одной из плоскостей относительно поршня уменьшает точность соосного нагружения круглых образцов.

Отсутствие преград окалине к подвижным поверхностям захвата (полость в корпусе, где размещается шток поршня) приводит к ускоренному их износу.

Отсутствие специальных зацепов, обеспечивающих осевое перемещение зажимных обойм при сцеплении их между собой испытываемым образцом, может привести к поломкам устройств для прижима зажимных обойм к поршню.

Ближайшим прототипом предлагаемого изобретения является гидравлический клиновый захват производства ФГУП «Точмашприбор».

Этот захват состоит из корпуса, поршня, крышки, зажимных обойм, возвратных пружин и устройств для прижима зажимных обойм к поршню.

Захват производства ФГУП «Точмашприбор» имеет следующие недостатки:

- зажимные обоймы опираются на поршень, который в месте контакта с ними имеет повышенный эксплуатационный износ дорогостоящих базовых деталей;

- технологически трудно обеспечить высокую точность соосного нагружения образца;

- повышенный износ корпуса в месте контакта с зажимными обоймами;

- трудность очистки внутренних полостей захвата от скопления окалины;

- ненадежность устройства для разъединения зажимных обойм, скрепленных испытанным образцом.

Отмеченных недостатков лишен предлагаемый гидравлический клиновый захват.

Сущность изобретения состоит в том, что между поршнем и обоймами закреплен концентрично внутренней поверхности поршня износостойкий элемент, обеспечивающий радиальное перемещение зажимных обойм по направляющим поверхностям, расположенным симметрично оси симметрии захвата; на поршне размещены зацепы, обеспечивающие принудительное перемещение в исходное положение обойм; на верхней плоскости износостойкого элемента между боковыми поверхностями зажимных обойм и зацепов образована накопительная полость для окалины, а грязесъемная манжета поршня образует дополнительную накопительную полость.

На чертеже схематично изображен заявленный захват.

Основными составными частями заявленного устройства являются: корпус 1, поршень 2, крышка 3, зажимные обоймы 4, центрирующий износостойкий элемент 5, возвратные пружины 6, зацепы 7, грязесъемная манжета 8.

Корпус 1, поршень 2 и крышка 3 образуют две герметичные полости «А», «Б». При подаче в полость «Б» рабочей жидкости, корпус 1 перемещается относительно поршня 2, вытесняя из полости «А» жидкость в сливную магистраль. Зажимные обоймы 4 перемещаются относительно корпуса 1 в осевом направлении, по его наклонным поверхностям. При этом (одновременно) зажимные обоймы 4 перемещаются относительно поршня 2 в радиальном направлении. Если сменить направление подачи рабочей жидкости, все упомянутые детали сменят направление движения относительного перемещения на противоположное.

Возвратные пружины 6 обеспечивают: прилегание зажимных обойм 4 к наклонным поверхностям корпуса 1, соединение их с торцовой поверхностью поршня 2 и центрирующего износостойкого элемента 5; синхронное перемещение зажимных обойм 4 в радиальном направлении относительно оси симметрии захвата и возврат их в исходное положение.

Зажимные обоймы 4 при радиальном перемещении навстречу друг другу осуществляют зажим и фиксацию испытываемых образцов относительно поршня 2 и корпуса 1. При смене направления перемещения происходит освобождения образца.

Между обоймами 4 и поршнем 2 (концентрично его внутренней поверхности) размещен ступенчатой цилиндрической формы износостойкий центрирующий элемент 5. В верхней части этого центрирующего элемента 5 симметрично вертикальной оси выполнены направляющие поверхности «Ж», обеспечивающие одну степень свободы зажимным обоймам 4 (при радиальном перемещении) и их симметричное расположение относительно оси захвата. В нижней части центрирующего элемента 5 выполнена базовая центрирующая цилиндрическая поверхность «Д».

На торцовой поверхности поршня 2 со стороны обойм закреплены зацепы 7. Эти зацепы 7 со стороны обойм 4 имеют выступы «В», помещенные в углубления на боковых поверхностях зажимных обойм 4. При радиальном перемещении зажимных обойм 4 выступы «В» постоянно находятся в углублениях.

При испытании некоторых материалов зажимные обоймы 4 скрепляются с образцом. При расфиксации скрепленные образцом обоймы 4 начинают перемещаться в осевом направлении и отрываются от торцовой поверхности поршня 1, а возвратные пружины 6 деформируются и разрушаются. В предлагаемом захвате при таком явлении зацепы 7 своим выступом «В» упираются в боковую поверхность канавок зажимных обойм 4. Происходит разделение зажимных обойм 4, а элементы конструкции захватов не разрушаются.

На верхней плоскости центрирующего элемента 5, между боковыми поверхностями зажимных обойм 4 и зацепов 7, образована накопительная полость «Г» для окалины. Грязесъемная манжета 8 поршня 2 образует дополнительную накопительную полость «Е», препятствующую попаданию окалины на наружную поверхность поршня 2 при ее удалении.

Предлагаемый захват гидравлический клиновой работает следующим образом.

В исходном положении в полость «А» захвата (см. чертеж) подается рабочая жидкость. При этом корпус 1 находится в верхнем положении, зажимные обоймы 4 радиально разведены и захват подготовлен к установке испытываемого образца.

Образец устанавливается по оси захвата между обоймами 4. В полость «Б» подается рабочая жидкость, а из полости «А» сливается, при этом корпус 1 перемещается вниз относительно неподвижного поршня 2, и обоймы 4 под действием наклонных поверхностей корпуса 1 перемещаются радиально (к центру захвата) и зажимают испытываемый образец. Образец готов к испытаниям.

Раскрепление образца после испытания производится при подаче рабочей жидкости в полость «А» и сливе ее из полости «Б».

При заклинивании разрушенного образца в направляющих корпуса 1 зацепы 7 сдергивают обоймы 4 вниз, и они расходятся радиально, освобождая образец.

В захвате имеется комплект обойм для испытания образцов разного типа и размеров. Для замены обойм 4 отводятся концы возвратных пружин 6 от торцов, обойм и вытаскиваются обоймы вверх. Затем сверху вставляются новые обоймы, и концы возвратных пружин 6 накладываются на обоймы.

При испытании некоторых материалов зажимные обоймы скрепляются с образцом. При расфиксации скрепленные образцом обоймы начинают перемещаться в осевом направлении и отрываются от торцовой поверхности поршня, а возвратные пружины деформируются и разрушаются. В предлагаемом захвате при таком явлении зацепы своим выступом упираются в боковую поверхность канавок зажимных обойм. Происходит разделение зажимных обойм, при этом элементы конструкции захватов не разрушаются.

На верхней плоскости износостойкого элемента, между боковыми поверхностями зажимных обойм и зацепов, образована накопительная полость для окалины, а грязесъемная манжета поршня образует дополнительную накопительную полость, препятствующую попаданию окалины на наружную поверхность поршня при ее удалении. Такая конструкция обеспечивает возможность удалять окалину без больших затрат труда и времени.

Технический результат - обеспечение высокой центричности нагружения - точности испытаний, износостойкости, надежности, удобства эксплуатации.

Изобретение относится к испытательной технике. Захват включает корпус, поршень, зажимные обоймы, выполненные с возможностью перемещения в осевом направлении с помощью поршня по наклонным к оси симметрии захвата поверхностям. Между поршнем и обоймами закреплен концентрично внутренней поверхности поршня износостойкий элемент, обеспечивающий радиальное перемещение зажимных обойм по направляющим поверхностям, расположенным симметрично оси симметрии захвата. Технический результат: обеспечение высокой точности испытаний, износостойкости, надежности, удобства эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Захват гидравлический клиновой, включающий корпус, поршень, зажимные обоймы, выполненные с возможностью перемещения в осевом направлении с помощью поршня по наклонным к оси симметрии захвата поверхностям, отличающийся тем, что между поршнем и обоймами закреплен концентрично внутренней поверхности поршня износостойкий элемент, обеспечивающий радиальное перемещение зажимных обойм по направляющим поверхностям, расположенным симметрично оси симметрии захвата.2. Захват гидравлический клиновой по п.1, отличающийся тем, что на поршне размещены зацепы, обеспечивающие принудительное перемещение в исходное положение обойм.3. Захват гидравлический клиновой по п.1, отличающийся тем, что на верхней плоскости износостойкого элемента между боковыми поверхностями зажимных обойм и зацепов образована накопительная полость для окалины, а грязесьемная манжета поршня образует дополнительную накопительную полость.