Установка для механических испытаний материалов,преимущественно горных пород Советский патент 1986 года по МПК G01N3/08 E21C39/00 

це постепенно увеличивающуюся нагрузку, а пружина 18 через В 7, кото рый бзаимодействует головкой 9 с выступом шестерни 8, - циклическую жфигрузку. Начальная нагрузка задается различным по высоте располо«

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности « установкам для испытания образцов материалов, преимушественно горных пород, на прочность при сжатии.

Цель изобретения - приближение условий испытания к реальным путем обеспечения нагружения образца возрастающей нагрузкой с пропорциональной ей. циклической пригрузкой.

На чертеже -показана..установка для механических испытаний материаловj преимущественно горных пород.

Установка содержит основание 1 с установленными на нем винтовыми колоннами 2, активный и пассивный захваты 3 и 4 для образца 5, формирователь нагрузки, выполненный в виде двух последовательно установленных винтов 6 и 7, соосных захватам 3 и 4 кулачкового механизма, у которого шестерня 8 имеет кулачковые выступы взаимодействующие с выступами на головке 9 винта 7, и червячных колес 10-13.

Винт 6 червячными колесами 10 и 11 контактирует с колоннами 2, а винт 7 контактирует с колоннами 2 посредством червячных колес 12 и 13. Колеса 14 и 15 установлены между винтом 6 и колоннами 2 для центрирования оси винта 6 с захватами. Все колеса имеют оси, перемещающиеся в направляющих 16 параллельно геометрическим осям колонн и винтов. Оси колес 10 и 11 соединены с силовыми пружинами 17, концы которьпс закреплены на колоннах 2. Оси колес 12 и 13 также имеют силовые пружины 18, но концы их могут размещаться либо на штифтах 19, установленных на колоннах 2, либо на штифтах 20 или 21,

жением штифтов 19 на осях колес и гртифтов 20 и 21 на основании. Постепенное повышение нагрузки и приг- рузки доводит образец до разрушения. Предельная величина и число циклов пригружения фиксируются. 1 ил.

5

0

укрепленных на основании 1, либо Hd осях колес 10 и 11 в зависимости от схемы нагружения. Винт 7 установ лен на шпонке 22 с возможностью 5 только осевого перемещения, а шестерня 8 кинематически связана с при- водом 23.Последнийкинема.тически связан также с неподвижными в осевом направлении шестернями 24, посаженными

на резьбе колонн 2. Прокладка 25 устанавливается при необходимости между винтами 6 и 7.

Установка работает следующим образом.

Для испытания образца 5 в режиме нагружения постоянно увеличивающейся нагрузкой с пропорционально возрастающей по величине циклической пригрузкой установку собирают по схеме, показанной на чертеже. Включают привод 23 и вращают шестерни 8 и 24. При вращении шестерни 24 колонны 2 перемещаются в осевом направлении, в результате чего колеса 10-15 перекатываются между колоннами 2 и винтами 6 и 7. Скорость линейного перемещения осей колес вдоль направляющих 16 вдвое меньше скорости линейного перемещения колонн 2, что приводит к растяжению силовых пружин 17 и 18. Усилие от пружины 17 через винт 6 и активный захват 3 передается на образец 5 и создает на нем постепенно увеличивающуюся

5 нагрузку. Усилие от пружин 18 передается на винт 7, который с помощью кулачковой шестерни 8 посредством головки 9 совершает возвратно- поступательные перемещения и создает на образце 5 через винт 6 циклическую пригрузку. Характер приг- рузки зависит от формы кулачкового механизма и может быть динамическим.

5

d

если кулачковая пара имеет ступенчатую линию разреза, или плавньш при синусоидальной форме разреза кулачковой пары. Во всех случаях между шестерней 8 и головкой 9 по линии разреза создается зазор, необходимый для полной передачи приг рузки на образец. По мере перемещения колонн 2 растет нагрузка на образце вследствие растяжения пружин 17 и пригрузка вследствие растжения пРЗ жин 18, причем величина пригрузки пропорциональна рос.ту нагрузки, поскольку расстояние между парами колес 10-11 и 12-13 не изменяется, и приращение длин пружин 17 и 18 одинаковое. При развитии значительных деформаций на образце 5 уменьшается зазор между деталями 8 и 9, и для обеспечения работоспособности установки между винтами 6 и 7 устанавливают прокладку 25, восстанавливающую величину указанного зазора. Постепенным повьшением нагрузки и пригрузки доводят образец до разрушения, фиксируя при этом предельную величину нагрузки и пригрузки и число циклов пригружения. При испытании образца с постоянной по величине пригрузкой ход испытаний остается прежним с тем отличием, что в исходном состоянии конец пружин 18 переносится с штифтов 19 на оси колес 10 и 11. Тогда, при нагру- жении возрастающей нагрузки величина пригрузки остается неизменной поскольку длина пружин 18 не изменяется при перемещении колонн 2, а изменяется только при подъеме винта. На величину пригрузки .уменьшается нагрузка на образец в мо- мент наибольшего растяжения пружин 18,

При закреплении концов пружины 18 на штифтах 20 и 21, расположенСоставитель В.Тальвойш Редактор И. Сегляник Техред М Пароцай Корректор М.Максимишинец

Заказ 1128/53 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

218313

ных так, что в исходном состоянии установки они растягивают пружины, испытания проходят с постепенно уменьшающейся пригрузкой, а при сок 5 ращении длины пружин 18 - в процессе перемещения колес 12 и 13. Различное по высоте расположение штифтов 20 и 21 позволяет задавать различные

начальные величины пригрузок. 10

Установка позволяет изменять вид пригрузок при испытании одного образца без снятия нагрузки с образца, что осуществляется перестановкой 15 концов пружин 18 на соответствующие штифты.

Формула изобретения

20 Установка для механических испы- таний материалов, преимущественно горных пород, содержащая основание с установленными на нем винтовыми колоннами, активный и пассивный захва-.

25 ты Для образца и формирователь нагрузки с винтом, установленным в основании соосно захватам, отличающаяся тем, что, с целью приближения условий испытания к реаль30 ным путем обеспечения нагружения образца возрастающей нагрузкой с пропорциональной ей циклической пригрузкой, винтовые колонны установлены с возможностью осевого перемещения,

35 а установка снабжена вторым винтом, установленным между первым винтом и активным захватом, кулачковым механизмом, взаимодействующим со свободным торцом первого винта, и чер4Q вячными KonedaMH, установленными между колоннами и винтами, при этом оси колес соединены силовыми пружинами с колоннами, а для пружин колес первого винта установлены штиф45 ты на основании и осях колес второго винта.

Изобретение позволяет приблизить условия испытаний к реальным путем обеспечения нагружения образца возрастающей нагрузкой с пропорциональной ей циклической пригрузкой. Установка содержит основание 1 с установленными на нем с возможностью осе вого перемещения винтовыми колоннами (вк) 2, активный 3 и пассивный 4 захваты для образца. Формирователь нагрузки выполнен в виде двух посл.е- довательно установленных винтов (в) 6 и 7, соосных захватам 3 и 4, кулачкового механизма, шестерня 8 которого имеет выступы, и червячных колес (ЧК) 10-15. Оси ЧК 10-15 соединены силовыми пружинами 17 и 18 с ВК 2, с которыми В 6 контактирует с помощью ЧК 10 и 11, а В 7 - посредством ЧК 12 и 13. При перемещении ВК 2 в осевом направлении ЧК 10-15 перекатываются между ВК 2 и В 7. Пружина 17, растягиваясь, создает через В 6 и захват 3 на образS (П 00 СО СО w