Центробежная установка для испытаний образцов материалов Советский патент 1986 года по МПК G01M7/08 G01N3/31 

1

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью регулирования величины.и знака осево го усилия, она снабжена силовой пружиной с регулятором усилия поджатия, установленной в пазу платфор 1ы соос- но,оси захватов и взаимодействующей с грузом с противоположной стороны относительно захватов,

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что,, с целью

Изобретение относится к установкам для испытаний образцов материалов, в частности образцов горных пород, на прочность при сложном напряженном состоянии.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения испытания образцов ударными нагрузками при совместном действии осевого, крутящего и срезающего усилий.

На фиг.1 представлена схема центробежной установки для испытания образцов материалов; на фиг,2 - то же,

вид сверху. I

Установка содержит корпус 1, размещенный в нем привод 2 вращения, платформу 3 с диаметральным пазом 4 для размещения образца 5, установленную на корпусе 1 и связанную посредством вала 6 с приводом 2, захваты 7 и 8 для образца 5, установленные с возможностью перемещения вдоль паза 4, поперечное сечение которого имеет форму окружности, коническое зубчатое колесо 9, закрепленное в корпусе 1 соосновалу 6, груз 10 с фиксатором 11, установленный в центре платформы 3, коническую шестерню 12, размещенную в пазу 4 и скрепленную с захватом 7 и посредством шаровой опоры 13 с резьбовым хвосто-, виком с грузом 10, насадку 14 в виде усеченного конуса, прикрепленную к захвату 8 и предназначенную для взаимодействия с кольцевым конусообразным желобом 15 корпуса 1, рычажный механизм для разъединения шестерни 12 и колеса 9, выполненный в виде

453

обеспечения комбинирования видов усилий, она снабжена съемным тормозом, выполненным в виде втулки с коничес- ,кон внутренней поверхностью, закрепленной на торцовой части паза платформы, при этом угол конусности втулки совпадает с углом насадки, а шаровая опора установлена с возможностью изменения ее положения относительно груза.

га 16 и подпружиненного четырехзвен- ника 17, связанного с валом 6 и фиксатором 115 силовую пружину 18 с регулятором 19 усилия поджатия, размещенную в пазу 4 соосно оси захватов

7 и 8 и взаимодействующую с грузом 10. Резьбовой хвостовик шаровой опоры 13 позволяет изменять ее положение относительно груза 10 и выводить тем самым шестерню 12 из контакта с колесом 9 и изменять радиус вращения образца 5 в исходном состоянии установки.

Угол конусности насадки 14 совпадает с углом конусности желоба 15,

ширина основания которого равна диаметру большего основания насадки 14, а глубина превышает высоту насадки 14, чтобы контакт между насадкой 14 и желобом 15 осуществлялся по

двум диаметрально противоположным линиям на боковых поверхностях желоба 15 и насадки 14 по всей высоте насадки 14.

Установка снабжена также съемным тормозом в виде втулки 20 с внутренней -конической поверхностью, угол конусности которой равен углу .конусности насадки 14. Втулка 20 закрепляется при необходимости на торцовой части паза 4. Для выпрессовки насадки 14 из втулки 20 служит винт 21.

Средства крепления образца 5 в захватах 7 и 8 и средства регистрации параметров испытаний не показаны,

Установка работает следующим об- разом.

Испытуемый образец 5 закрепляют в захватах 7 и 8. Включают привод 2, вращают вал 6 с патформой 3 и направляющими, образующими паз 4. При вращении платформы 3 шестерня 12 обегает колесо 9 и вращает захват 7, образец 5 и захват 8 с насадкой 14 вокруг их общей оси. Одновременно шестерня 12 с захватами 7 и 8 и образцом 5 вращается вместе с пазом 4 вокруг оси вращения платформы 3. Наращивают скорость вращения платформы 3 до заданной, после чего нажимают на рычаг 16 и четырехзвенником смещают фиксатор 11 вниз до выхода его из отверстия в грузе 10, С этого момента захваты 7 и 8 с образцом 5, шестерней 12 и грузом 10 начинают движение вдоль паза 4 по направлению к корпусу 1 и продолжают свое вра- щение вокруг оси платформы 3, а захваты 7 и 8 с образцом 5 и шестерней вращаются еще и вокруг оси захватов. Движение вдоль паза 4 идет с нарастающей линейной скоростью за счет увеличения центробежных сил при росте радиуса вращения движущейся сис- .темы деталей. Если тормоз 20 отсутствует, движущаяся система деталей достигает торца паза 4 и наносит удар по корпусу 1, при котором насадка 14 попадает в желоб 15 и тормозится в нем. Вместе с насадкой 14 тормозится захват 8, а захват 7 по инерции продолжает свое вращение вок руг своей оси за счет вращения массы захвата 7 и шестерни 12 и этим создает крутящую нагрузку на образце 6. Захват 7 продолжает движение и вокруг оси платформы 3 вместе с нап- равляющими паза 4, что создает усилие среза на образце 5. Кроме этого, при торможении движения захвата 8 груз 10 и соединенные с ним шестерня 12 и захват 7 наносят удар по об-

разцу 5, создавая на нем осевую нагрузку. Величина и знак осевой нагрузки определяются весом груза 10 и предварительньм поджатием пружины 18 Если пружина 18 предварительно поджата, в момент нанесения удара центробежная сила груза 10 суммируется с усилием поджатия пружины 18 н образец 5 получает импульс сжимающей нагрузки. Если пружина 18 предварительно растянута, в момент нанесения удара центробежная сила груза 10, захвата 7 и шестерни 12 нейтрализуется усилием растяжения пружины 18, а центробежная сила от веса захвата 8 и насадки 14 создает на образце 5 импульс растягивающей нагрузки.

При использовании съемного тормоза 20 установка работает аналогично описанному с тем отличием, что удар наносится не по желобу 15 корпуса 1, а по конусной поверхности тормоза 20 Такое торможение захвата 8 создает крутящее усилие на образце 5 за счет вращения захвата 7 вокруг своей оси и осевое усилие от центробежных сил груза 10 и усилия пружины 18. Таким образом осуществляют опыты на осевую нагрузку с кручением без среза. Посл разрушения образца 5 платформу 3 поворачивают так, чтобы ось паза 4 совпала с осью винта 21, и вращением винта 21 выпрессовывают насадку 14 с захватом 8 из тормоза 20.

При размещении шаровой опоры 13 относительно груза 10 на расстоянии, при котором шестерня 12 не взаимодействует с колесом 9, работа установки происходит при отсутствии вращения образца 5 и захватов 7 и 8 вокруг своей оси и при нанесении удара по желобу 15 получают нагружение образца 5 осевым усилием и срезом, а при нанесении удара по тормозу 20 - только осевым усилием.

Редактор А.Огар

Составитель В.Тальвойш

Техред И.Попович Корректор М.Самборская

Заказ 4907/38 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