Установка "Стресс" для определения термомеханических свойств керамических материалов при изгибе сосредоточенной силой Советский патент 1985 года по МПК G01N3/20 

глухое осевое отверстие на противоположном конце, предназначенное для установки и фиксации в нем керамической части пуансона, накидную гайку, установленную на конце металлической части пуансона, обращенном к керамической части, с возможностью взаимодействия с зажимным патроном, и фиксирующую накладку, установленную на металлической части пуансона с возможностью взаимодействия с хвостовиком патрона.

1. Установка для определения термомеханических свойств керамических материалов при изгибе сосредоточенной силой, содержащая основание, установленную на нем первую стойку с шарнирно закрепленным на ней рычагом, на конце которого установлен груз, высокотемпаратурнзпо печь с каналом подогрева, в котором размещены транспортное устройство и опоры для установки образца, nydHcoH, предназначенный для взаимодействия с образцом и связанный d , и систему управления, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем проведения испытаний в различных режимах для определения предела прочности, ползучести, циклической и длительной прочности, установка снабжена вто15ой стойкой с шарнирно закрепленным на ней соответствующим рычагом, установленной на основании так, что рычаги расположены параллельно один над другим, серьгой, шарнирно связа:нной с рычагами и установленной с возможностью перемещения вдоль них, и тремя датчиками, два из которых расположены на нижнем рычаге с возможностью перемещения вдоль него и фиксации в заданном положении и предназначены для взаимодействия с грузом, а третий установлен на стойке верхнего рычага с возможностью перемещения вдоль нее и фиксации 6 заданном положений и пред(Л назначен для взаимодействия с нижс ним рычагом, выходы датчиков связаны с системой управления, груз установлен на нижнем рычаге с возможностью перемещения вдоль него, а пуансон связан с верхним рычагом и расположен по ту же сторону от 00 его оси вращения, что и серьга, и о вьшолнен составным по Длине из р,вух. частей. 4 2. Установка по п.1, о т л иФ ча. ющаяся тем, что нижняя часть пуансона расположена в кайале подогрева печи и выполнена керамической, верхняя часть пуансона расположена снаружи и выполнена металлической с направляющим пазом на конце, обращенном к керамической части пуансона, а установка снабжена установленным между частями пуансона с возможностью осевого перемещения зажимным патроном с хвостовиком на одном его конце, предназначенным для взаимодействия с пазом, и имеет

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к уста новкам для определения термомеханических свойств керамических материа лов при изгибе сосредоточенной сило Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем проведения испытаний в различных режимах для определения предела прочности, ползучести, циклической и длительной прочности. На фиг.1 изображена схема установки i на фиг.2 - соединение частей пуансона между собой. Установка содержит основание 1, на котором установлены стойки 2 и на которых шарнирно закреплены соот ветствующие рычаги 4 и 5. При этом стойки установлены на основании 1 таким образом, что рычаги 4 и 5 параллельны, а рычаг 5 расположён над.рычагом 4. На одном плече нижн го рычага 4 установлен подвижный груз 6, кинематически связанный при помощи троса 7 с механизмом 8 перемещения. Последний выполнен в виде размещенного на другом плече рычага 4 электродвигателя 9, много позиционного переключателя скоростей, выполненного в виде коробки 10 передач, и приводного барабана 11,предназначенного для намотки троса 7. Плечо рьшага 4 с установленным на нем подвижным грузом 6 и соответствующее плечо рычага 5 связаны между собой при помощи серьги 12,шарнирно соединенной с плечами рычагов 4 и 5 и установленной с возможностью перемещения вдоль рычагов 4 и 5, что позволяет обеспечить заданное соотношение их плеч. Механизм 8 перемещения одновременно служит противовесом нижнего рычага 4. На другом плече верхнего рычага 5 жестко установлен, противовес 13 и дополнительньй противовес 14, установленный с возможностью перемещения вдоль плеча рычага 5. На нижнем рычаге 4 расположены датчики 15 и 16, установленные с возможностью перемещения вдоль рычага 4 и фиксации в заданном положении и предназначенные для взаимодействия с грузом 6, а на стойке 3 верхнего рычага 5 расположен датчик 17,установленный с возможностью перемещения вдоль стойки 3 и фиксации в заданном положении и предназначенный для взаимодействия с плечом нижнего рычага 4, на котором установлен груз 6. Выходы датчиков 15-17 связаны с входами системы управления, вьшолненной в виде программного блока Разрешение - запрет 18 и схем И 19. При этом другие входы схем И 19 соединены с выходами блока 18, а выходы схем И 19 - с входами триггеров 20, выходы которых соединены с цепью 21 управления механизмом 8 перемещения груза 6. С верхним рычагом 5 связан пуансон, расположенньй по ту же сторону от оси вращения рычага 5, что и серьга 12. При этом пуансон вьшолнен составным по длине из двух частей. Верхняя часть 22, связанная с рычагом 5, выполнена металлической с направляющим пазом 23 на ее конце г Нижняя часть 24 пуансона выполнена керамической. Между частями 22 и 24 пуансона установлен зажимной патрон 25 с хвостовиком 26 на одном его конце и глухим.осевым отверстием 27 на противоположном конце. Хвостовик 26 установлен в направляющем пазу 23, а в отверстии 27 установлена при помощи сферического сегмента 28 и кулачков 29 керамическая часть 24

3

пуансона. На конце металлической части 22 пуансона, обращенном к керамической части 24, установлена накидная гайка 30, взаимодействующая с патроном 25. При этом при вращении гайки 30 последний т-шеет возможность осевого перемещения, для ограничения которого в металлической части 22 пуансона установлена фиксирующая накладка 31 с возможностью взаимодействия с хвостовиком 26 патрона 25. Керамическая часть 24 пуансона расположена в канале 32 высокотемпературной печи 33, а металлическая часть 22 снаруаш печи 33. Канал 32 подогрева выполнен в виде сообщающихся парал-° лелепипедов с соотношением их высот 1:3, что обеспечивает равномерное повьшение температуры по заданному закону. В канале 32 установлено .транспортное устройство 34, вьшол ненное в виде стола 35, предназн4 ченного для установки перед испытанием образцов 36 с вкладышами 37, направляющей головки 38 и колеса 39 закрепленного на ходовом винте 40. Кроме того, в канале 32 печи 33 установлена призма 41 с закрепленными на ней опорами (не показаны) для установки образцов 36. Контроль установки последних на опорах осуществляется при помощи устройства 42.и связанных одними концами с последним двух корундовых стержней 43, противоположные концы которых расположены в канале 32 с возможностью взаимодействия с образцами 36. Контроль силовых параметров процесса осуществляют при помощи датчика 44 усилия, установленного на механизме 8 перемещения груза 6, а контроль прогиба образцов 36 осуществляют при помощи датчика 45, установленного с возможностью взаимодействия с образцами 36. Разгрузочное отверстие 46 вьшолнено в нижней части печи 33, сообщается с каналом 32 и предназначено для удаления образцов после испытания.

Установка работает следующим образом.

При помощи серьги 12 осуществляю переключение рычагов 4 и 5 ни заданный диапазон нагрузок, а при помощи коробки 10 передач устанавливают заданную скорость нагружения и уравновешивают систему рычагов 4 и

807464

5 при помощи продольного перемещения дополнительного противовеса 14. Керамическую часть 24 пуансона при помощи гайки 30 поднимают в

5 крайнее верхнее положение за счет осевого перемещения патрона 25, после чего устройство 42 установки образцов 36 передвигают в крайнее положение. При этом стержни 43 дят в печь 33. Затем осуществляют подъем температуры в печи 33 с заданной скоростью. При достижении заданной температуры печи 33 враще-. нием колеса 39 осуществляют подачу

15 образцов 36 свкладышами 37, расположенньмй между ними в канале 32 подогрева. Образец 36 попадает на опоры призмы 41 и при этом толкает стержни .43.Последние подают

20 сигнал на устройство f, которое отводится в противоположное крайнее положение. После этого вращением гайки 30 опускают патрон 25 с керамической частью 24 до касания последней с образцом 36 и фиксируют положение керамической части 24 пуансона при помощи фиксирующей накладки 31.

После этого проводят испытания

30 в заданном режиме. (

При определении предела прочности на программном блоке 18 устанавливают соответствующий режим. При

5 включении механизма 8 груз 6 двигается с заданной скоростью и нагружает образец 36. При этом с помощью датчика 44 фиксируют усилие нагрузкенкя. При разрушении образца 36

0 рычаг 4 взаимодействует с датчиком 17., подающим сигнал, в соответствии с которым груз 6 перемещается в обратном направлении. При взаимодействии груза 6 с датчиком 15 по

5 сигналу последнего механизм 8 перемещения груза 6 Отключается. Затем при помощи гайки .30 поднимают патрон 25 с керамической частью 24 пуансона, предварительно удалив фиксирующую накладку 31. После этого вращением колеса 39 осзпцествляют подачу следующего образца 36. При зтом последний при установке на опоры сбрасьгоает испытанный образец

5 и следующий за ним вкладыш в разгрузочное отверстие 46. Установку образца осуществляют аналогичным способом.

При испытании в режиме ползучести и длительной прочности на программном блоке 18 устанавливают соответствующий режим. Предварительно устанавливают датчик 16 на рычаг ге 4 в заданном положении, соответствующем требуемой величине нагрузки. При включении механизма 8 груз 6 двигается с заданной скоростью до момента взаимодействия с датчиком 16. При этом по сигналу последнего, механизм 8 отключается.

Образец 36 вьщерживают под нагрузкой в течение заданного промежутка времени, при этом величину нагрузки фиксируют йри помощи датчика 44, а величину прогиба - при помощи 45. После окончания испытаний включают механизм 8 и перемещают груЗ б в обратном направлении до взаимодействия последнего с датчиком 15. По сигналу последнего механизм 8 отключается. При разрушении образца 36 раньше . установленного времени вьщержки рычаг 4 взаимодействует с датчиком 17 по сигналу которого механизм 8 перемещает груз 6 в исходное положение.

При испытании в режиме щишической прочности на программном блоке 1В устанавливают соответствующий - режим.

Предварительно устанавливают датчики 15 и 16 на рычаге 4 в заданном положении, соответствующем требуемой величине нагрузки. При включении механизма 8 груз 6 двигается с заданной скоростью и нагружает размещенный на опорах образец 36. При взаимодействии груза 6 с датчиком 16 последний переключает механизм 8 и груз 6 двигается в противоположном направлении. При взаимодействии груза 6 с датчиком 15 последний вновь переключает механизм 8, и груз 6 снова перемещается по рычагу 4 и нагружает образец 36. После прохождения заданного числа циклов испытание заканчивают. Величину нагрузки фиксируют при помощи датчика 44, а величину прогиба - при помощи датчика 45. При разрушении образца 36

раньше установленного числа циклов рычаг 4 взаимодействует с датчиком 17, по сигналу которого механизм 8 перемещает груз в исходное положение и отключается.