Установка для прочностных испытаний длинномерных образцов Советский патент 1987 года по МПК G01N3/08 E21C39/00 

водом 8 вращения. При aVoM ВК 2 и 3 выполнены составными из винтов 4, 5 и 6, .7 с разными шагами и направлениями нарезки резьб. На основании 1 вертикально закреплены направляющие 10, вдоль которых перемещаются червячные колеса (ЧК) 11 и 12. Каждое из них находится в зацеплении с обеими ВК 2 и 3. На основании 1 также расположены торцовые захваты 15 и 16 дЛя образца 17, а на осях ЧК 11 и 12 с помощью подшипников 20 качения - .дополнительные захваты 18 и 19 по числу участков нагружения. В установке имеются электромагнитные

1

Изобретение относится к испытательной технике, в Частности к установкам дпя испытания образцов на прочность при одноосном нагружении, и может быть использовано при испытании длинномерных образцов материалов используемых в горном деле, при испытании анкерных крепей, буровых штанг и т.п.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путчем обеспечения неравномерного нагружения участков образца по его длине.,

На чертеже показана установка для прочностных испытаний дпинномер- ных образцов.

Установка содержит основание 1 с установленными на нем винтовыми колоннами 2 и 3, которые выполнены составными из винтов 4 и 5 и 6 и 7 соответственно, привод 8 вращения, установленный на основании 1 и связанный посредством шестерен 9 с колоннами 2 и 3, направляющие 10, вертикально закрепленные на основании червячные колеса 11 и 12, установленные с возможностью перемещения по направляющим 10 и сцепленные: червячное колесо 11 с винтами 4 и 6 колонн 2 и 3, червячное колесо 12 с винтами 5 и 7 колонн 2 и 3, гладкие центрирующие колонны 13, которые выполнены составньми Q возможностью

98589

муфты (ЭМ) 21 и 22, китукорпу;;} 2, 24 которых закреплены соответственно на основании 1 и шестернях 9. Диски 25 сцепления ЭМ 21 и 22 установлены на.ВК 2 и 3 с возможностью осевого перемещения. При работе установки поочередно подключают М 21 и 22, вызывая также поочередное вращение каждой из ВК 2 и 3 при неподвижном положении второй ВК 2, 3. Это приводит к возвратно-поступательйо- му перемещению ЧК 11 и 12 вдоль ВК 2 и 3 и знакопеременному деформированию образца 17 на различных участках. 1 ил.

регулировки длины в соответствии с длиной колонн 2 и 3, траверсу 14, связывающую колонны 2, 3 и 13 и направляющие 10 с основанием 1, торцо-;

вые захваты 15 и 16 для образца 17, закрепленные соответственно на основании 1 и траверсе 14, дополнительные захваты 18 и 19 для образца 17, установленные на осях червячных колес 11 и 12 с помощью подшипников качения 20, и электромагнитные муфты 21 и 22, полукорпуса 23 и 24 которых закреплены соответственно на Основании 1 и шестернях 9, а диски 25

сцепления установлены на винтовых колоннах 2 и 3 с возможностью осевого перемещения. Муфты 21 и 22 имеют электрические обмотки 26, установленные на полукорпусах 23 и 24, и отдельные цепи 27 управления. Винты 4 и 6 и 5 и 7 колонн 2 и 3 выполнены с различными шагами и направлениями нарезки резьб в соответствии с требуемой скоростью деформирования участков образца 17.

Установка работает следующим образом.

Электромагнитные муфты 21 и 22 устанавливают в положение, при котором

винты 5 и 7 колонн 2 и 3 соединены с приводом 8 вращения, т.е. когда диски 25 муфт 21 и 22 взаимодействуют с полукорпусами 24 и соответственно с шестернями 9. Включают при

312

вещ 8 и вращают колонны 2 vi 3 с равными угловыми скоростями. Червячные колеса 11 и 12 вращаются в результат взаимодействия с колоннами 2 и 3 со скоростями, пропорциональными шагам пар винтов 4и6и5и7, а именно, при большем Eiare винтов 5 и 7 скорость вращения колеса 12 выше, чем колеса 11.

Перемещение червячных колес 11 и 12 вдоль винтов 4-7 отсутствует. Разгоняют колонны 2 и 3 до заданных скоростей вращения и, в зависимости от требуемого знака деформации образца 17, переключают муфту 21 или 22 на режим соединения ее диска 25 с полукорпусом 23, закрепленным на основании 1. Одна из колонн 2 или 3, муфта 21 или 22 которой переключена, тормозится и прекращает вращение, вторая колонна вращается с прежней скоростью. В результате червячным колесом 11 и 12 сообщается перемещение вдоль винтов 4-7, причем скорость перемещения пропорциональна шагу резьбы червячного колеса 11 и 12 и скорости вращения колонны, направление перемещения зависит от направления нарезки резьбы. Перемещения червячных колес 11 и 12 вызывают соответствующие перемещения захватов 18 и 19 и деформирование образца 17 на участках между захватами 15 и 18, 18 и 19, 19 и 16. Скорость деформирования образца 17 и знак деформации на учадзтке между захватами 15 и 18 определяются направлением и скоростью движения червячного колеса 11, на участке между захватами 18 и 19 - алгебраической разностью скоростей перемещения червячных колес 11 и 12, на участке ме;аду захватами 19 и 16 - направлением и скоростью перемещения колеса 12 относительно торцового захвата 16. Образец 17 подвергается сложному неравномерному деформированию по участкам в соответствии с задачами испытаний и реальной моделью нагружения конкретного элемента конструкции. Процесс деформирования ма- териала осложнен взаимным проникновением процессов деформации на соседние участки, алгебраическим суммированием напряжений, нарастающих с различными скоростями по криволинейным зависимостям от величин деформаций в соответствии с диаграммой нагружения за пределом упругости. Параметры деформирования и разрушения фиксируютс

894

Следующий опыт проводят при переключении другой муфты 21 и 22 при прежнем направлении вращения колонн 2 и 3 и скорости их вращения. В результате получают деформирование с зеркально противоположным направлением развития деформаций на сходных .участках образца 17: захваты 18 и 19 перемещаются в направлении, противоположном по отношению к перемещению в первом опыте, но с такими же скоростями перемещения . Сравнение результатов испытаний выявляет влияние э,ффекта наложения деформаций противоположных знаков при сложном распределении деформаций по длине образца 1 7 .

Для регулировки скоростей деформирования образца 17 кроме изменения шага нарезки используется изменение скорости вращения привода 8 на момент переключения муфт 21 и 22: чем выше скорость вращения колонн 2 и 3 в момент переключения и торможения одной из них, тем выше скорость деформации образца 17 на всех участках. Таким образом, скорости деформации регулируются скоростью вращения колонн 2 и 3 приводом 8, соотношение скоростей - соотношением шагов резьб винтов 4 и 6 и 5 и 7, направление деформирования - направлением нарезки резьб и порядком переключения колонн 2 и 3.

Для работы установки в знакопеременном режиме нагружения используются поочередное ручное или автоматическое переключение электромагнитных муфт 21 и 22. Поочередное переключение муфт 21 и 22 вызывает поочередное вращение каждой из колонн 2 и 3 при неподвижном положении второй колонны, что приводит к возвратно- поступательным перемещениям колес 11 и 12 вдоль колонн 2 и 3 и к знакопеременному деформированию образца на различных участках. Параметры де- формирован11Я задаются, как и в других режимах, соответствующей сборкой колонн 2 и 3 из винтив 4-7 с заданными шагами и направлениями нарезки резьб и подбором соответствующих червячных колес 11 и 12.

Во всех реж11мах число винтов, составляющих колонны 2 и 3, определяется потребным числом участков нагружения образца 17. В соответствии с длиной винтовых колонн 2 и 3 составляются гладкие направляющие колонны

13, направляющие 10. Использование поддоипников качения 20 для размещения захватов 18 и 19 в червячных колесах 11 и 12 исключает возникновение крутящих моментов на образце 17 при 5 вращении колес 11 и 12 до нагружения и при деформировании образца 17.

Формула изобретения

Установка для прочностных испытаний длинномерных образцов, содержащая основание с установленными на нем винтовыми колоннами, привод вращения, установленный на основании и связанный посредством шестерен с винтовьми колоннами, направляющие, вертикально закрепланные на основа- пин, червячные колеса, устаноилен- ные с возможностью перемещения вдоль направляющих и связанные с. винтовыми колоннами, и торцовые захваты для

Редактор И, Горная

Составитель В Тальвойш

Техред Н.Глущенко Корректоре. Луговая

Заказ 879/43 Тираж 777Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Прот131и)дс:тБенно- 10лиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

О Зря ,a , :) Т 1 И П П И Ч( Ч s Г П

Т ем, что, г целы ) расшнр см- ия ф /икп.иг-- нальных вoзмoж юcтeй установки путрм обеспечения неравномерного нагружения участков образца по его дпине, она снабжена электромагнитными муфтами, полукорпуса которых закреплены соответственно на основании и шестернях, а диски сцепления установлены на винтовых колоннах с возможностью осевого перемещения, и дополнительными захватами для образца по числу участков нагружения, закрепленными на осях червячных колес, при этом каждое из червячных колес находится в зацеплении с обеими винтовыми колоннами, а винтовые колонны выполнены составными из винтов с различными ща- гами и направлениями нарезки .резьб в соответствии с требуемой скоростью деформирования участков образца .

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет расширить функциональные возможности установки путем обеспечения неравномерного нагружения участков образца 17 по его длине. На основании 1 установлены винтовые колонны (ВК) 2 и 3, связанные посредством шестерен 9 с при- / С