Захват универсальный к испытательным машинам для испытаний гладких цилиндрических, плоских образцов и образцов с головками на растяжение и на растяжение-сжатие с переходом через ноль Российский патент 2020 года по МПК G01N3/04 

Известны клиновые захваты, выпускаемые ООО «ЗИМ Точмашприбор» для статических испытаний на растяжение к машинам типа ИР.

Захваты комплектуются сменными обоймами для испытаний гладких цилиндрических и плоских образцов. Зажим и разжим образцов у этих захватов осуществляется с помощью двухстороннего гидроцилиндра, вмонтированного в корпус захвата.

Известны захваты для испытаний цилиндрических образцов с головками на усталость с переходом через ноль (растяжение-сжатие), которыми ООО «НИКЦИМ Точмашприбор» комплектовал машины типа МИУ.

У этих захватов зажим головки образца с силой, превышающей осевую нагрузку, осуществляется с помощью одностороннего гидроцилиндра, вмонтированного в корпус захвата. Разжим головки осуществляется с помощью резиновой пластины.

Таким образом, для статических испытаний гладких цилиндрических и плоских образцов на растяжение применяются клиновые захваты, а для испытаний образцов с головками на усталость - захват, описанный выше. То есть в приведенных примерах используются два разных захвата, каждый из которых содержит гидроцилиндр.

Для многофункциональных машин смена захватов вызывает неудобства при обслуживании. У заявляемого захвата элементы для испытаний гладких цилиндрических и плоских образцов и элементы для испытаний образцов с головками монтируются на одном и том же гидроцилиндре, постоянно установленном на нагружающем устройстве машины.

На прилагаемых рисунках изображен гидроцилиндр и смонтированные на нем два варианта захвата: клиновой для испытаний гладких

цилиндрических и плоских образцов и захват для испытаний цилиндрических образцов с головками.

1. Гидроцилиндр (фиг. 1) содержит:

- поршень 1 с резьбовым отверстием «А» для сочленения с нагружающим устройством и резьбовым отверстием «Д» для закрепления сменных элементов захвата;

- корпус 2, сопрягаемый с поршнем 1;

- фланец 3, скрепленный с корпусом 2 с помощью резьбы «Б» и сопрягаемый со штоком поршня 1.

- контргайку 4.

Поршень 1, корпус 2 и фланец 3 образуют гидравлические полости «В» и «Г», служащие для перемещения корпуса 2 при зажиме и разжиме испытуемого образца (полость «В» при зажиме, полость «Г» - при разжиме);

2. Захват клиновой (фиг. 2) для испытаний гладких цилиндрических и плоских образцов, состоящий из гидроцилиндра, включающего в себя:

- поршень 1;

- корпус 2;

- фланец 3;

- контргайку 4

и головку, включающую в себя:

- корпус 5 с цилиндрическими отверстиями, наклоненными к вертикальной оси под углом 20°, закрепленный на гидроцилиндре с помощью резьбы «Е»;

- комплект сменных обойм 6 для зажима испытуемых образцов, помещенных в цилиндрические отверстия корпуса головки 5;

- шпильки 7, расположенные внутри обойм и скрепленные с корпусом гидроцилиндра 2 с помощью резьбы «Ж»;

- пружины 8, прижимающие обоймы 6 к торцу поршня гидроцилиндра;

- пробку 9, закрывающую отверстие в поршне гидроцилиндра.

3. Захват для испытаний цилиндрических образцов с головками (фиг. 3) состоящий из гидроцилиндра, включающего в себя:

- поршень 1;

- корпус 2;

- фланец 3;

- контргайку 4

и головку, включающую в себя:

- корпус 10 с резьбовым отверстием «К», закрепленный на корпусе гидроцилиндра 2 при помощи резьбы «Е»;

- комплект упоров 11 для помещения головок испытуемых образцов, сочленяемых с поршнем гидроцилиндра 1 при помощи резьбы «Д», а с головкой образца - с помощью поверхности «И»;

- комплект разрезных пробок 12 для закрепления испытуемых образцов, сочленяемых с корпусом головки 10 с помощью резьбы «К» и скрепленных между собой штифтами 13.

4. Сборка заявляемого захвата разных исполнений осуществляется следующим образом:

Гидроцилиндр захвата крепится шпилькой 14 к основанию (нижний захват) и к траверсе (верхний захват) нагружающего устройства испытательной машины и фиксируется контргайкой 15. Далее в зависимости от вида испытания и типа образца применяется одна из сменных головок заявленного захвата.

Для сборки клинового захвата для испытания гладких цилиндрических и плоских образцов (фиг. 2) необходимо проделать следующие операции:

- в резьбу «Д» поршня гидроцилиндра 1 вкручивается пробка 9 до упора;

- на резьбу «Е» корпуса гидроцилиндра 2 накручивается до упора корпус головки 5;

- в наклоненные отверстия корпуса головки 5 вставляются требуемые обоймы 6 со шпильками 7 и пружинами 8;

- шпильки 7 вкручивают в резьбу «Ж» корпуса гидроцилиндра 2 до упора;

- в обоймы 6 нижнего и верхнего захватов помещается гладкий цилиндрический или плоский образец 16.

- контргайки 4 и 15 окончательно закручиваются после приложения к захвату растягивающей нагрузки, превышающей предельную на 10…15%.

Для сборки захвата для испытаний цилиндрических образцов с головками (фиг. 3) необходимо проделать следующие операции:

- в резьбу «Д» поршня гидроцилиндра 1 вкручивается упор 11 (для каждого размера образца свой упор);

- на резьбу «Е» корпуса гидроцилиндра 2 накручивается до упора корпус головки 10;

- на цилиндрической поверхности образца собирается разрезная пробка 12, половинки которой соединяются с помощью штифтов 13;

- в нижний захват вставляется испытуемый цилиндрический образец с головками 17, головка которого сопрягается с поверхностью «И» упора 11;

- вкручивается пробка 12 в корпус головки 10 по резьбе «К» до упора в головку образца;

- на оставшейся цилиндрической части образца устанавливается вторая пробка 12;

- верхний захват опускается, постепенно вкручивается в корпус верхнего захвата вторая пробка 12, пока головка образца не упрется в дно упора 11 верхнего захвата, после чего обе пробки 12 отворачиваются на пол оборота.

При подаче давления в полости «В» нижнего и верхнего захватов головки образца через упоры 11 прижимаются к поршням гидроцилиндров с силой, превышающей нагрузку на образец, обеспечивая безлюфтовый переход через ноль при испытании образца на растяжение-сжатие (малоцикловую и многоцикловую усталость).

Сущность изобретения заключается в следующем:

1. Оба захвата: клиновой для испытаний гладких цилиндрических и плоских образцов и захват для испытаний цилиндрических образцов с головками, монтируются на одном и том же гидроцилиндре, закрепленном на нагружающем устройстве постоянно.

Это значительно упрощает конструкцию захвата для испытаний образцов с головками (исключается собственный гидроцилиндр), а также облегчает смену захватов - заменяются только головки.

2. У клинового захвата обоймы для закрепления образцов прижимаются к торцу поршня с помощью пружин, размещенных в самих обоймах.

У существующих клиновых захватов пружины размещены в корпусе захвата, что усложняет конструкцию и ухудшает внешний вид захвата.

Изобретение относится к средствам (испытательным машинам) и методам механических испытаний на растяжение и на растяжение-сжатие с переходом через ноль. Захват универсальный представляет собой два варианта захватов, смонтированных на одном и том же гидроцилиндре: клиновой для испытаний гладких цилиндрических и плоских образцов и захват для испытаний образцов с головками. Захват клиновой включает:

- гидроцилиндр двустороннего действия для зажима и разжима образцов;

- головку с двумя наклонными цилиндрическими отверстиями с размещенными в них сменными обоймами для закрепления испытуемых образцов и прижимаемыми к торцу поршня гидроцилиндра с помощью пружин. Головка скрепляется с корпусом гидроцилиндра с помощью резьбы. При перемещении корпуса цилиндра вниз путем подачи жидкости в нижнюю полость гидроцилиндра под воздействием наклонных поверхностей отверстий головки обоймы смещаются в поперечном направлении, прижимаясь к торцу поршня гидроцилиндра и зажимая испытуемый образец. Сила прижатия обойм к торцу превышает осевую нагрузку на образец. После окончания испытаний корпус цилиндра под воздействием жидкости, подаваемой в верхнюю полость гидроцилиндра, перемещается вверх, освобождая половинки испытуемого образца. Захват для испытаний цилиндрических образцов с головками включает:

- тот же, что и у клинового захвата гидроцилиндр;

- головку со сменными разрезными пробками, ввинченными в корпус и прижимающими головку испытуемого образца к упору при перемещении корпуса гидроцилиндра вниз;

- сменные упоры для головок образца, скрепленные с поршнем гидроцилиндра с помощью резьбы. Сила прижатия головки образца к упору превышает осевую нагрузку на образец; при перемещении корпуса гидроцилиндра вверх головка образца освобождается. 3 ил.

Захват универсальный к испытательным машинам, включающий гидроцилиндр, закрепленный на шпильке нагружающего устройства (для нижнего захвата - на шпильке основания, для верхнего - на шпильке траверсы), и сменную головку для размещения элементов крепления разных образцов (гладких цилиндрических и плоских для варианта клинового захвата и образцов с головками для варианта захвата с резьбовым отверстием и разрезными пробками), отличающийся тем, что гидроцилиндр содержит поршень, корпус, сопрягаемый с поршнем, фланец, скрепленный с корпусом и сопрягаемый со штоком поршня и контргайку, причем поршень, корпус и фланец образуют гидравлические полости, служащие для перемещения корпуса при зажиме и разжиме испытуемого образца, причем для испытаний гладких цилиндрических и плоских образцов используют головку, включающую корпус с цилиндрическими отверстиями, наклоненными к вертикальной оси, закрепляемый на гидроцилиндре, комплект сменных обойм для зажима испытуемых образцов, помещенных в цилиндрические отверстия корпуса головки, шпильки, расположенные внутри обойм и скрепленные с корпусом гидроцилиндра, пружины, прижимающие обоймы для зажима испытуемых образцов к торцу поршня гидроцилиндра, пробку, закрывающую отверстие в поршне гидроцилиндра, а для испытаний цилиндрических образцов с головками используют головку, включающую корпус с резьбовым отверстием, закрепляемый на гидроцилиндре, комплект упоров для помещения головок испытуемых образцов, сочленяемых с поршнем гидроцилиндра и с головкой образца, комплект разрезных пробок для закрепления испытуемых образцов, сочленяемых с корпусом головки и скрепленных между собой штифтами.