Разрывная машина для испытания материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N3/08 E21C39/00 

п 2011 а

to

о: vi

1C

О о:

вижной т 3 установлена звб здочка 12 со средством 14 ее поворота, имеющим рубчатую пару 15 и фиксатор 16, Шкив 9 вращается на Т 4. Для работы в режиме пульсирующих нагрузок параллель но оси шкива 9 устанавливается прижимной ролик 17, который взаимодейст вует с Л 10 и кулачковый механизм 18 взаимодействующий с приводом нагружения и соединенным с помощью упруго го элемента 19 и вала 20 с роликом 17. Вал 20 качается на оси 21. Сила трения скольжения между, шкивом 9

7206

и Л 10 пропорциональна площади контакта между ними и усилию натяжения Л 10 и в сумме сусилием натяжения создает растягивающую нагрузку на ИО 7. По мере перемещения. 4 нагрузка увеличивается. Несущая способность ИО 7 падает, возрастает скорость его деформации и он резко увеличивает свою длину. Нагрузка на ИО 7 при зтом снижается. Параметры пульсирующей нагрузки регулируются заменой элемента 19.1 з.п. ф -- лы. 2 ил.

Изобретение относится к установкам для испытания на разрыв испытуемых образцов (НО) горных пород. стройматериалов и т.п. Оно позволяет расширить технологические возможности установки за счет регулирования интенсивности спада нагрузки с ростом деформации образца. Для этого на подвижной траверсе (Т) 4 устанавливается шкив 9 механизма торможения, который взаимодействует с редуктором 2 привода нагружения. Шкив 9 охватывает лента (Л) 10 с переменной площадью поверхности. Оно соединяется одним концом через силоизмеритель I1 с активным захватом 6 ИО 7, а другим концом с цепью 13 звездочки 12. Цепь 13 свободным концом соединяется с Q пассивным захватом 5 ИО 7. На непод- ®

1

Изобретение относится к технике спытаний материалов, в частности к становкам для испытания на разрыв бразцов горных пород, строительных других материалов.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем регулирования интенсивности спада нагрузки с ростом деформации образца.

На фиг.1 схематически изображена разрывная машина для испытания материалов, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Разрывная машина содержит электроеханический привод нагружения, состоящий из электродвигателя 1 и редуктора 2, неподвижную 3 и подвижную 4 траверсы, пассывный 5 и активный 6 захваты для образца 7, винтовой механизм 8, связывающий подвижную- траверсу 4 с редуктором 2 привода нагруения, и механизм торможения, выполненный в виде шкива 9, установленного на подвижной траверсе 4 и кинематически связанного с редуктором 2, ленты 10 с переменной площадью поверхности, охватывающей щкив 9 и соединенной одним концом через силоизмеритель 11 с активным захватом 6, и звездочки 12 с охватывающей ее цепью 13, один конец которой соединен с пассивным захватом 5, а другой - со свободным концом ленты 10, Звездочка 12 установлена на неподвижной траверсе 3 и имеет средство 14 ее поворота с зубчатой парой 15 и фиксатором 16. Установка содержит также средство для

обеспечения испытаний в режиме пульсирующей нагрузки, включающее прижимной ролик 17, установленный параллельно оси шкива 9 и взаимодействующий с поверхностью ленты 10, и кулачковый механизм 18, взаимодействующий с приводом нагружения и соединенный с роликом 17 посредством упругого элемента 19 и вала 20, установленного с

возможностью качания на оси 21. Между захватами 5 и 6 установлены предохранительные тросики 22, служащие для предотвращения попадания силоизмерителя 11 между шкивами 9 и роликом 17

при разрушении образца 7. Редуктор 2 и кулачковый механизм 18 могут выключаться из работы путем перемещения их вдоль вала электродвигателя 1. Винтовой механизм 8 имеет колесо 23 для

ручного перемещения подвижной траверсы 4.

Разрывная, машина работает следующим образом.

Для работы в режиме плавного нарастания нагрузки кулачковый механизм 18 выводят из работы, а редуктор 2 соединяют с винтовым механизмом 8. При включении электродвигателя 1 винтовой механизм 8 поднимает подвижную

траверсу 4. При подъеме вверх шкив 9 увеличивает силу натяжения ленты 10, между шкивом 9 и ленгой 10 возникает сила трения скольжения, стремящаяся сместить активный захват 6. Сила, трения скольжения пропорциональна, площади контакта между шкивом 9 и лентой 10 и усилию натяжения ленты 10 и

3

в сумме с усилием натяжения создает растя и дающую нагрузку на образце 7. Но мере перемещения траверсы 4 растягивающая нагрузка увеличивается, неличина ее определяется силоизмерителем 11, При достижении нагрузки, наибольшей для данного образца 7, ег несущая способность падает, скорость деформации образца 7 возрастает, и он резко увеличивает свою длину, В результате быстрого увеличения длины образца 7 происходит снижение силы натяжения ленты 10 и снижение нагрузки на образце 7 в результате уменьшения силы трения и силы натяжения. Снижение нагрузки на образце 7 тормозит процесс разрушения образца, развитие деформации идет с заданной скоростью, определяемой интенсивно-, стью снижения нагрузки на образце 7 с ростом его деформаций, В этом темпе доводят образец 7 до разрушения и приступают к испытанию следующего образца, предварительно выполнив операции по изменению интенсивности запредельного деформирования. Операции эти сводятся к следующему. Поворотом рукоятки фиксатора 16 освобождают зубчатую пару 15 и вращением привода 14 поворачивают звездочку 12. При этом цепь 13 перемещает ленту 10 вместе с захватами 5 и 6 и образцом 7. При перемещении ленты 10 вследствие переменной площади ее поверхности изменяется площадь контакта ленты 10 с щкивом 9. Затем фиксируют новое положение ленты 10 и повторяют опыт, который отличается от предыдущего тем, что при таких же приращениях деформации образца 7 интенсивность снижения нагрузки будет иной, так как при увеличении площади контакта ленты 10 с шкивом 9 интенсивность снижения нагрузки с ростом деформации образца 7 также увеличивается, а при уменьшении площади контакта интенсивность снижения нагрузки с ростом деформации уменьшается. Проведя серию, опытов при различных положениях ленты 10, получают серию опытов с различной интенсивностью запредельного нагружения. Сопоставлением результатов разрушения с интенсивностью спада нагрузки выявляют влияние интенсивности спада на характер разрушения материала.

Для работы в режиме длительных испытаний используют ручное нагружение, для чего редуктор 2 отсоединяют

672064

от механизма 8 и с помощью колеса 23 при работающем электродвигателе I и вращающемся шкиве 9 нагружают образец 7 до нагрузки, составляющей зас данный процент от предела прочности. При достижении заданной нагрузки в образце 7 со временем развиваются деформации ползучести, приводящие к удлинению образца 7 и вызванному этим

to снижению нагрузки, как это описано выше. Серия опытов при разных положениях ленты 10 позволяет определить реологическую активность материала в зависимости от интенсивности ггаде15 ния длительности нагрузки с ростом деформации ползучести. Серия опытов проводится для различных уровней нагрузки.

Для работы в режиме пульсирующих

20 нагрузок при чистой пульсации кулачковый механизм 18 соединяют с валом электродвигателя 1 и колесом 23 за-, дают на образце 7 нижний предел пульсирующей нагрузки. При включении

25 электродвигателя 1 кулачковый механизм 18 через упругий элемент 19 качает вал 20 и периодически прижимает ролик 17 к ленте 10, Это приводит к пульсирующего увеличению прижимающего усилия между шкивом 9 и лентой 10

30 и к пульсирующему изменению нагрузки на образце 7. При развитии деформаций образца 7 снижается начальное усилие прижатия ленты 10 к шкиву 9, что приводит к снижению нагрузки на

образце 7 с определенной интенсивностью. При изменении положения ленты 10 интенсивность падения нагрузки изменяется, что позволяет исследовать влияние интенсивности из- менения нагрузки с ростом деформаций образцов на параметры их разрушения. Параметры пульсирующей нагрузки регулируются заменой упругого элемента 19.

Для работы в режиме смешанного нагружения с постоянно увеличивающейся нагрузкой соединяют также редуктор 2 с механизмом 8, В этом режиме рост растягивающей нагрузки вследствие перемещения траверсы 4 сопровождается пульсациями нагрузки. Интенсивность спада нагрузки при росте разрущающих деформаций регулируется, как и в других режимах, поло5 жением ленты 10 на шкиве 9, В результате серии экспериментов определяют влияние интенсивности снижения нагрузки с ростом разрушающих деформаций на характер разрушения при сложном изменении нагрузки. Формула изобретени я. 1, Разрывная машина для испытания ма териалов, содержащая подвижнзда и неподвижную траверсы, активный и пассивный захваты для образца, связанные с траверсамц электромеханический привод нагружения, связанный с подвижной траверсой, и механизм торможения, связанный с захватами. Отличающаяся тем, что, с целЬю расширения технологических возможностей путем регулирования интенсивности спада нагрузки с ростом деформаций образца, механизм торможения вьтолнен в виде шкива, установленного с возможностью вращения на подвижной траверсе и кинематически связанного с приводом нагружения, ленты с переменной пло- щадью поверхности, охватывающей шкив и соединенный одним концом с активным захватом, и звездочки с охватывающей ее цепью, один конец которой соединен с пассивным захватом, а другой - со свободным концом ленты, при этом звездочка установлена на неподвижной траверсе и имеет средство ее поворота с фиксатором. 2. Машина по п. 1, о т л и ч а ю, с целью обеспещ а я с я тем, что чения испытаний в режиме пульсирующей нагрузки, она снабжена прижимным роликом, установленным параллельно оси шкива и взаимодействующим с поверхностью ленты, и кулачковым механизмом, взаимодействующим с приводом нагружения и соединенным с роликом с помощью вала, установленного с возможностью качания.