Установка для ударных испытаний материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N3/30 

барабана (Б) 3 и 4 с валами 5 и 6, установленными соосно с возможностью вращения. На валах 5 и 6 нанесены резьбы противоположного направления, по которым перемещаются инерционные грузы (иг) 7 и 8 и взаимодействуют со стопорами вращения Б 3 и 4, Валы 5 и 6 соединяются втулкой 14, которая взаимодействует через упоры 22 с выступами 23 ИГ 7 и 8. Втулка 14 связана со сбрасываемым грузом 1 гибкой тягой 15, навитой на нее. Захваты 11 и 12 для ИО 13 имеют связь с 1 в виде зубчатых реек 16, которые

«

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к установкам для ударных испытаний образцов материалов, преимущественно горных пород и связных грунтов.

Цель изобретения - расщирение технологических возможностей установки путем обеспечения испытаний с регулируемой скоростью перемещения образца в направлении удара.

На чертеже представлена установка для ударных испытаний материалов..

Установка содержит сбрасываемый груз I, вертикально установленные направляющие 2 для груза I, два ступенчатых барабана 3 и 4 с валами 5 и 6, установленные на направляющих 2 с возможностью вращения, инерционные грузы 7 и 8, установленные на валах 5 и 6 с возможностью перемещения по резьбам, выполненным на валах 5 и 6 с противоположным направлением нарезки, стопоры вращения ступенчатых барабанов 3 и 4, выполненные в виде подпп-жиненных стержней 9, размещенных в направляющих 2, и закрепленных на валах 5 и 6 шайб 10, в отверстия которых входят стержни 9, взаимодействующие с инерционными грузами 7 и 8, захваты П и 12 для образца 13, втулку 14, соединяющую валы 5 и 6 ступенчатых барабанов 3 и 4 и связанную с сбрасьгеаемым грузом 1 гибкой тягой 15, навитой на поверхность втулки 14, и средство для связи заперемещаются и взаимодействуют с захватами I н 12, и шестерен 17,18, каждая из которых сцеплена с соответствующей рейкой 16 и Б 19. Они размещаются на осях шестерен 17,18 и соединяются с Б 3 и 4 с помощью дополнительных гибких тяг 20. Регулируя скорости и направления перемещения захватов 11, 12 и изменяя место расположения НО 13, исследуют механические свойства материала при разных скоростях движения ИО 13, т.е. при разных инерционных силах массы НО 13. 1 ил.

хватов 11,12 со сбрасываемым грузом 1, выполненное в виде зубчатых реек 16, взаимодействующих с захватами 11 и 12, шестерни 17 и 18, каждая из которых сцеплена с соответствующей рейкой 16, и барабанов 19, закрепленных на осях шестерен 17 и I8 и соединенных со ступенчатьми барабанами 3 и 4 дополнительными гибкими тягами 20. Под рейками 16 установлены центрирующие щестерни 21, имеющие диаметры, отличные от диаметров шестерен 17 и 18, и соединенные с барабанами, на которые при необходимости навива- 5 ются тяги 20. Втулка 14 имеет упоры 22, взаимодействующее с выступами 23 инерционньпс грузов 7 и 8. Установка содержит также фиксатор 24 для сбра- сьюаемого груза 1, подъемный меха0 низм сбрасьгоаемого груза I, состоящий из привода 25, тяги 26, барабана 27 и фиксатора 28 для соединения втулки 14 с в алом 6.

Установка работает следующим об5 разом.

Фиксатором 24 освобождают сбрасываемый груз 1, который перемещается вниз по направляющим 2. Под действием груза 1 тяга 15 приводит во вра30 щение втулку 14, которая с помощью упоров 22 и выступов 23 вовлекает во вращение инерционные грузы 7 и 8. Последние набирают скорость вращения и перемещаются по резьбам валов 5 и .

35 6-в направлении ступенчатых бараба

нов 3 н 4. При приближении инерционных грузов 7 и 8 к шайбам 10 грузы торцовой поверхностью перемещают стержни 9 и одновременно выступы 23 перемещаются вдоль упоров 22. Насту- пает момент, когда торцовые поверх- |Ности грузов 7 и 8 входят в контакт с шайбами 10. При этом стержни 9 выхдят из отверстий в шайбах 10, а упоры 22 выходят из контакта с выступами 23. С этого момента валы 5 и 6 приводятся во вращение инерционными грузами 7 и 8, груз 1 достигает основания установки и прекращает движение. Валы 5 и 6 приводят во вращение ступенчатые барабаны 3 и 4, которые наматывают на себя тяги 20 и вращают барабаны 19 и соединенные с ними шестерни 17 и 18. Скорости вращения шестерен 17 и 18 зависят от того, на KaKjTo ступень барабана 3 и 4 навивается соединенная с ним тяга 20, а направление вращения шестерен 17 и 18 зависит от направления навивки тяги 20 на барабан 19 шестерни. Для изображенного на чертеже случая шестерня 17 вращается против часовой стрелки с меньшей скоростью, чем 11 естерня 18, вращающаяся по часовой стрелке. Вращающиеся шестерни 17 и 18 приводят в движение зубчатые .рейки 16, движение которых будет встречным и с различными скоростями, а именно рейка с захватом 11 будет иметь меньшую скорость, чем рейка с захватом 12, Образец 13, перемещающийся со скоростью захвата 11, встречает приближающийся к нему захват 12 деформируется и разрушается со скоростью нагружения ударной нагрузкой, равной сумме скоростей движения захватов 11 и 12. Работа разрушения образца 13 определяется по изменению скоростей вращения инерционных грузов 7 и 8 с учетом их массы, присоеди- ненных вращающихся масс, диаметров ступеней барабанов 3 и 4, с которыми соединены тяги 20. Регистрируется степень дробления материала образца 13, другие параметры его разрушения, Затем приводят установку в исходное состояние, для чего фиксатором 28 соединяют втулку 14 с валом 6, вклю - чают привод 25 и с помощью тяги 26 вращают барабан 27 и вал 6. Втулка 14 навивает на себя тягу 15 и поднимает груз 1 до срабатывания фиксатора 24, Удаляют упоры 22, и.обратным враще0

5

нием инерционных грузов 7 и 8 возвращают их в исходное положение, после чего возвращают упоры 22 в гнезда на втулке 14. Удаляют фиксатор 28, а стержни 9 вводят в отверстия в шайбах 10. Рейки 16 возвраии1ют в исходное положение, навивая тяги 20 на барабаны шестерен 17 и 18, и на этом подготовка установки заканчивается. Второй опыт проводят также с той разницей, что образец 13 в исходном состоянии размешают на захвате 12. В этом случае образец 13 нагружается с такой же, как и в предыдушем опыте, скоро стью ударной нагрузки, но перемещается уже со скоростью захвата 12, Отличие в опытах состоит только в том, что образец 13 перед ударами перемещается с различной собственной скоростью в направлении удара, и поэтому ответственность за различие в результатах опыта ложится на инерционные силы массы образца 13, Установка может быть собрана так, что в исходном состоянии захваты 1 и 12 находятся на расстоянии, равном длине образца 13, а обе рейки 16 перемещаются в одном направлении, причем скорость рейки с захватом, перемещающимся впереди, меньше скорости рейки с отстающим захватом, В этом случае скорость движения образца 13 направлена вдоль направления нанесения удара. Если в исходном состоянии один из упоров 22 удален, то при работе установки захват, взаимодействующий с инерционным грузом с отсутствующим упором, остается неподвижным к моменту разрушения образца. Таким образом, регулируя скорости и направления перемещения захватов 11 и I2 и изменяя место расположения образцов 13, исследуют механические свойства материала при различных скоростях движения образцов, т,е, при различных инерционных силах массы образца. Изменение скоростей перемещения захватов осуществляется использованием различных ступеней барабанов 3 и 4, шестерен 17 и 18 различных диаметров, сбрасыванием грузов 1 различных весов, различной массой инерционных грузов 7 и 8, различной высотой падения сбрасываемого груза I. Регулировка высоты падения производится размещением подставок различной вы- срты под основание сбрасываемого груза.

Формула изобретения

Установка для ударных испытаний материалов, содержащая сбрасываемый груз, вертикально установленные направляющие для груза, ступенчатый барабан с валом, установленный с возможностью вращения и связанный со сбрасьгааемым грузом посредством гиб- кой тяги, захваты для образца и средство для связи захватов с грузом, отличающаяся тем, что, с целью расширения тех1|ологических возможностей установки путем обеспече- кия испытаний с регулируемой скоростью перемещения образца в направлении удара, она снабжена дополнительным ступенчатым барабаном с валом, уста- новленньм с возможностью вращения соосно первому ступенчатому барабану инерционными грузами, установленными на валах ступенчатых барабанов с

Составитель В.Тальвойш Редактор В.Ковтун Техред А.Кравчзгк Корректор 0.Луговая

6659/35

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж-35, Раущская наб,, д,4/5

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

возможностью перемещения по резьбам, вьшолненньтм на валах с противоположными направлениями нарезки, стопорами вращения ступенчатых барабанов, взаимодействующими с инерционными грузами, и соединяющей валы ступенчатых барабанов втулкой, которая контактирует посредством упоров с инерционными грузами и связана со сбрасываемым грузом гибкой тягой, навитой на ее поверхности, при этом средство для связи захватов с сбрасываемым грузом вьтолнено в виде двух зубчатых реек, установленных с возможностью перемещения и взаимодействующих с захватами, щестерен, каждая из которых сцеплена с соответствующей рейкой, и барабанов, закрепленных на осях щестерен и соединенных со ступенчатыми барабанами посредством дополнительных гибких тяг, I

Изобретение относится к установ- - кам для ударных испытаний материалов, в частности горных пород и связных грунтов. Оно позволяет расширить технологические возможности установки за счет испытания с регулируемой скоростью перемещения исследуемого образца (ИО) в направлении удара. Для этого установка имеет два ступенчатых af2J (Л