Установка для механических испытаний материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N3/08 E21C39/00 

цилиндр 7 с поршнями (П) 8 и 9, полость между которыми частично заполнена жидкостью. Винт 2 соединен с П 8, а П 9 имеет осевой канал 14 и связан с захватами 5 образца 6. С гайкой 3 соединен привод вращения (ПВ) с пускателем, В установке имеется матрица 10 для захватов 5 и приспособление для сброса давления. Последнее вышзлнено в виде инерционного груза 16 с полостью 17, установленного на П 9 и перекрьгоающего вьтход его осевого канала 14, и сливного клапана 18. Он сообщен с полостью 17 и связан с ПВ 4. Матрица 10 выполне1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам дпя испытания образцов материалов на прочность при различных скоростях деформирования, и может быть использовано для испытания хрупких материалов, например горных пород чувствительных к изменению скорости деформации,

Цель изобретения - повьшение достоверности испытаний при различных скоростях деформирования за счет сокращения участков нарастания и спада скорости деформирования образца.

На 1ертеже показана схема установки для механических испытаний материалов.

Установка содержит станину 1, ходовой винт 2 с гайкой 3, неподвижной в осевом направлении, привод 4 вращения с пускателем (не показан), связанный с гайкой 3, захваты 5 дпя образца 6 испытуемого материала, гидроцилиндр 7 с поршнями 8 и 9, установленный на станине 1 соосно ходовому винту 2, матрицу 10 для захватов 5 и приспособление для сброса давления

Матрица 10 выполнена в виде размещенной на станине 1 втулки 11 с клиновой внутренней поверхностью для захватов 5 и упора 12, установленного во втулке 11 с возможностью осевого перемещения с помощью винта 13. Поршень 8 гидроцилиндра 7 соединен с ходовым винтом 2, поршень .9 имеет

на в виде размещенной на станине 1 втулки (В) 11 с клиновой внутренней поверхностью и упора 12, установленного по П 11 с возможностью осевого перемещения. При включении ПВ 4 гайка 3 вращается с нарастающей скоростью. Винт 2 вместе с П 8 перемещается в полости 15 до соприкосновения с жидкостью в ней. Начинают перемещаться П 9 с грузом 16 и захваты 5 вдоль клиновой поверхности В 11, В результате происходит деформация образца 6 с заданной скоростью. Такой темп деформации выдерживается до соприкос- 1овения захватов 5 с упором 12. 1 ил.

осевой канал 14 и соединен с захватами 5, а полость 15 между поршнями 8 и 9 гидроцилиндра 7 частично заполнена жидкостью,

Приспособление для сброса давления вьшолнено в виде инерционного груза 16 с полостью 17, установленного на поршне 9 гидроцилиндра 7 и перекрывающего выход осевого канала

14 поршня 9, и сливного клапана 18 с регулируемым давлением срабатывания, сообщенного с полост ью 17 инерционного груза и связанного электрически с пускателем привода 4 вращет ния. Для удержания инерционного груза 16 в исходном положении и для регулирования условий срабатьшания приспособления для сброса давления на поршне 9 установлены пружина 19 и связанная с ней гайка 20, Фиксация инер1щонного груза 16 в положении, при котором открыт осевой канал 14 штока 9, осуществляется стопором 21,

Установка содержит также ступенчатую передачу 22, соединяющую гайку 3 с приводом 4 вращения и маховики 23, кинематически соединенные с приводом 4, Захваты 5 образуют с внутренней поверхностью втулки 11 самотормозящуюся клиновую пару. Втулка 11 матрицы 10 служит дпя того, чтобы в момент соприкосновения за- хватов 5 с упором 12 не создавалась вибрация на образце 6 из-за отскока

31

поршня 9, особенно при больших скоростях деформации.

Установка работает следующим образом.

Для работы в режиме высоких ско- ростей нагружения, близких к ударным вращением гайки 20 посредством пружины 19 прижимают инерционный груз 16 к заплечикам поршня 9. На ступенчатой передаче 22 устанавливают высокую скорость вращения гайки 3. Винтом 13 перемещают упор -12 в положение, при котором обеспечивается заданная величина деформации на образц 6. Включают привод 4 вращения, в ре- зультате работы которого передача 22 вращает гайку 3 и маховики 23 с нарастающей скоростью вращения от нуля до заданной скорости. На этапе вращения гайки 3 с нарастающей скорость ходовой винт 2 вместе с поршнем 8 перемещается с увеличивающейся скоростью и выбирает воздушньм зазор между поршнем 8 и поверхностью жидкости в полости 15. К моменту сопри косновения поршня 8 с лсидкостью он и винт 2 набирают требующуюся постоянную скорость осевого перемещения., .

С момента касания поршнем В поверхности жидкости в движение приходит поршень 9 с инерционным грузом 16. Поршень 9 имеет начальную скорость, близкую к скорости поршня 8, поскол :ку в присутствии маховиков 23 скорость поступательного перемещения винта 2 при встрече поршня 8 с жидкостью не изменяется, Премещение поршня 9 вынуждает перемещаться захваты 5 вдоль клиновой поверхности втулки 11 матрицы 10 и деформировать обрзец б сразу со скоростью, близкой к требуемой средней скорости деформации, практически без заметного ка разгона.

В этом этапе идет деформация образца 6 вплоть до соприкосновения захватов 5 с упором 12, Б этот момен происходит резкая остановка захватов 5 и поршня 9, в результате чего инерционный груз 16 продолжает свое движение, смещается относительно поршня 9 в направлении его движения и открывает выход осевого канала 14 в поршне 9. Стопор 21 фиксирует нижнее положение груза 16, при котором жидкость из полости 15 через канал 14 заполняет полость 17 в грузе 16

0

5

5

30

35

5

0

5

и поступает в полость сливного клапана 18. При этом срабатывает пускатель привода 4 вращения, последний включается, скорость вращения маховиков 23 и гайки 3 падает вместе ,со скоростью осевого перемещения винта 2 и поршня 8,

На этапе замедления движения и остановки поршня 8 его движение тормозится сопротивлением жидкости, перетекающей по каналу 14 через клапан 18 на слив. Образец 6 на этом этапе остается неподвижным вместе с захватами 5 и поршнем 9, что обеспечивает сокращение до минимума участка падения скорости деформации в момент достижения требуемой величины деформации. После достилсения заданной деформации и с заданной скоростью деформации обрггзец 6 вместе с втулкой 11 снимают с установки и обследуют, величина деформации на образце 6 сохраняется вследствие самоторможения пары захват-втулка. Затем втулку 11 с образцом 6 размещают на установке, изменяют положение упора 12 и npoii3- водят новое деформирование образца до следующего уровня деформации с прежней или новой скоростью деформации, в зависимости от задачи испытаний .

Действуя таким образом, исследуют влияние постоянной высокой скорости деформации на внутреннее состояние и механические свойства материала образца.

Для работы п реждме медленных скоростей деформации инерционньБ груз 16 с помоа5ью стопора 21 фиксируют в положеции, при котором капал 14 поршня 9 постоянно открыт. Клапан 18 устанавливают на определенное давление срабатывания, величина которого определяется npO4HocTHbiMii свойствами, испытуемого образца 6 и выбирается из условия ,обеспече шя давления-Ш1дкости в полости 15, необходимого для перемещения захватов 5 вдоль матрицы 10, Этап разгона в этом режиме не отличается от указанного. На этапе торможения установки после достижения заданной деформации образца 6, когда захваты 5 входят в контакт с упором 12, работа состоит в . следующем. При остановке поршня 9 движение винта 2 продолжается, давление жидкости в полости 17 груза 16 возрастает до уровня давления срабатывания клапана 18, последний срабатывает, жидкость поступает в полость клапана 18 и выключает привод 4, при этом маховики 23 гасят свою скорость вращения.

Формула изобретения

Установка для механических испытаний материалов, содержащая станину, ходовой винт с гайкой, неподвижной в осевом направлении, привод вращения с пускателем, связанный с гайкой, и захваты дпя образца испытуемого материала5 связанные с ходовым винтом, О тличающая- с я тем, что, с целью повышения достоверности испытаний при различньпс скоростях деформирования за счет сокращения участков нарастания и спада скорости деформирования образца, она

снабжена гидроцштиндром с двумя порш- пускателем привода вращения.

Редактор И. Горная

Составитель В. Тальвойш

Техред Н.Глутценко Корректор С. Шекмар

Заказ 879/43Тираж 777.Подписно е

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

5

0

ними, яакреплепиьп на станиир гоог- но ходовому винту, матрицей для захватов, выполненной в виде размещенной на станине втулки с клиновой внутренней поверхностью, на которой установлены захваты, и упора, установленного во втулке с возможностью осевого перемещения, и приспособлением для сброса давления, при этом один из л поршней гидроцилиндра соединен с ходовым винтом, второй поршень нмеёт осевой канал и соединен с захватами, ПОЛОСТЬ гидроцилиндра между поршнями частично заполнена жидкостью, а приспособление для сброса давления выполнено в виде инерционного груза с полостью, установленного на втором поршне гидроцилиндра и перекрывающего выход осевого канала поршня, и сливного клапана с регулируемым давлением срабатьтания, сообщенного с полостью инерционного груза и связанного с

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет повысить достоверность испытанийпри различных скоростях деформирования за счет сокращения участков нарастания и спада скорости деформирования образца 6. На станине 1 соосно ходовому винту 2 с неподвижной в осевом направлении гайкой 3, установлен гидроZZ