Центробежная установка для испытания образцов Советский патент 1986 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к установкам с центробежным нагружени- ем образцов различных материалов при испытаниях на прочность.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения трехосного неравномерного растяжения образца.

На чертеже представлена схема установки для испытания образцов.

Установка содержит основание 1, установленную на нем платформу 2 с механизмом вращения, состоящим из привода 3 с регулируемой скоростью вращения вала 4, на котором закреплена платформа 2, два зубчатых конических колеса 5 и 6, из которых колесо 5 закреплено на торце основания 1, а колесо 6 на торце платформы 2, две конические шестерни 7 и 8, диаметрально установленные между колесами 5 и 6, взаимодействующие с ними и укрепленные соответственно на вала 9 и 10, направляющую втулку 11 для валов 9 и 10, установленную между основанием 1 и платформой 2 с возможностью вращения вокруг вала 4, камеру 12, закрепленную на свободном конце вала 10, балансировочньш груз 13, закрепленный на валу 9, захваты 14- 17 для образца 18, размещенные в камере 12 и соединенные упругими элементами 19 с центробежными грузами 20. Захват 14 соединен хвостовиком с камерой 12 соосно с валом 10 и захватом 15. Захваты 16 и 17 размещены в плоскости, перпендикулярной оси вала 10. Для создания усилий по третье оси образца 18 перпендикулярно плоскости чертежа размещена еще пара захватов (не показана). Грузы 20 установлены в камере 12 на направляющих 21, а другие элементы 19, соединяющие грузы 20 с соответствующими захватами, имеют различные характеристики жесткости выбранные в соответствии с задачами испытаний.

Установка работает следующим образом.

Испытуемый образец 18 вместе с захватами 14-17 размещают в камере 12. Включают привод 3 и посредством вала 4 приводят во вращение платформу 2. При вращении платформы 2 относительно неподвижного основания 1 зубчатые колеса 5 и 6 взаимодействуют с шестернями 7 и 8 так. что выхй25

234749

зывают ик вращение вокруг собственных осей и перемещение по окружности с центром в точке, находящейся на оси вала 4, и с угловой скоростью

5 перемещения по окружности, вдвое

меньшей угловой скорости платформы 2. При таком перемещении шестерен 7 и 8 соединенные с ними валы 9 и 10 совершают вращение вокруг своих осей и

0 вращение вокруг оси вала 4. Вращение вала 10 вокруг своей оси приводит к вращению камеры 12 вокруг оси, совпадающей с осью вала, и центробежные грузы 20, соединенные с захвата 5 ми 16 и 17 и другими захватами, рас™ положенными в той же плоскости, перпендикулярной оси вала 10, создают растягивающие усилия на образце 18 по направлениям, совпадающим с нап20 равлениями перемещения грузов по направляющим 21. Вращение вала 10 вокруг оси вала 4 приводит к вращению камеры 12 вокруг той же оси вала 4 и к созданию центробежным грузом, соединенным с захватом 15, растягивающего усилия на образце 18 в направлении, совпадающем с осью вала 10, С увеличением скорости вращения вала 4 привода 3 усилия на образце 18 изменя30 ются ,следуюп1Им образом. На начальном этапе нагружения соотношения между усилиями по различным осям определяются массами грузов и их расстоянием от осей вращения. С ростом скорости

35 вращения происходит деформация упругих элементов 19, что вызывает смещение грузов 20 по направляющим 21 и увеличение растягивающих у силий на образце 18, Поскольку характеристи40 ки жесткости упругих элементов 19 различны, то на образце 18 создается неравномерное растяжение, при котором скорости нарастания нагрузок по различным направлениям неодинаковы.

45 При отсутствии упругих элементов 19 осуществляется равномерное нагруже- ние образца 18 усилиями, нарастающими пропорционально скорости вращения вала 4 привода 3. Образец может

50 быть испытан при одноосном, двухосном, плоском, трехосном растягивающих усилиях при кратковременных или длительных воздействиях нагрузок.

55 Формула изобретения

1. Центробежная установка для испытания образцов, содержащая основа31

ние, установленную на нем платформу с приводом вращения, захваты для образца и грузы, связанные с захватами отличаю щ-аяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем обеспечения трехосного неравномерного растяжения образца, она снабжена двумя зубчатыми коническими колесами, закрепленными соответственно на об ращенных один к другому торцах основания и платформы, установленными между колесами двумя коническими шестернями с валами, направлякяцей втулкой для валов шестерен, установленной с возможностью вращения между основанием и платформой соосно колесам, комерой с направляющими

Редактор Л.Авраменко заказ 2978/47

Составитель В.Тальвойш

Техред М.ХоданичКорректор М.Самборская

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ -Государственного комитета СССР

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

.Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная, 4

347494

для грузов, закрепленной на свободном конце вала одной из шестерен, и упругими элементами, установленными в камере, при этом один из соосной ва- 5 лу пары захватов жестко соединен

с камерой, другой соединен с грузом - через упругий элемент, остальные пары захватов по числу осей нагружения установлены в плоскости, перпендику- 10 лярной оси вала, и связаны с соответствующими грузами через упругие элементы.

2. Установка по п. 1, о т ли - f5 чающаяся тем, что упругие элементы вьшолнены с различной жесткостью исходя из заданных приращений усилий по осям нагружения.

Изобретение относится к технике испытаний различных материалов на прочность и позволяет расширить технологические возможности установок путем обеспечения трехосного неравномерного растяжения образца. Для этого установка снабжена двумя зубчатыми коническими колесами 5 и 6, закрепленными соответственно на обращенных один к другому торцах основания 1 и платформы 2. Платформа 2 установлена с возможностью вращения вокруг вала (В)4. Между колесами 5 и 6 установлены две конические шестерни 7и8сВ9и10. Направляющая втулка для Б 9 и 10 установлена с возможностью вращения между основанием 1 и платформой 2 соосно колесам 5 и 6. На свободном конце В 10 закреплена камера 12 с захватами (3) для образца 18 и направляющими 21 для грузов 20. Пара 3 14 и 15 установлена соосно В 10, причем 3 14 соединен жестко с камерой 12, а 3 15 - с грузом 20 через упругий элемент (УЭ)19. Остальные пары 3 по числу осей нагружения установлены в плоскости, перпендикулярной оси В 10, и связаны соотв. грузами 20 через УЗ 19 Вращение В 9 и 10 вокруг сво- их осей и вокруг оси В 4 позволяет про- - изводить трехосное растяжение образца 18. Неравномерное его растяженир. осуществляется за счет УЭ 19 с раз- личньвди х-ками жесткости. 1 з.п. ф- лы, 1 ил./ // с W