Установка для испытания на усталость образцов материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N3/32 E21C39/00 

6, 15 и 16 поперечного изгиба. Сило- возбудитель 2 размещен на станине и выполнен в виде кривошипа 31 с приводом 32 его вращения. На кривошипе 31 установлены осевые захваты 3, 9, 11 для образцов 5, 13 и 14. Каждый силовозбудитель 6, 15, 16 выполнен в виде радиально изогнутой направляющей, в которой установлен толкатель, и двуплечего рычага с поворотной осью. На одном плече рычага закреплена направляющая. Второе плечо рычага шарнирно прикреплено к одному из пары осевых захватов 4, 10, Для избИ рательного соединения осевых з&хва- тов 4, 10, 12 или боковых 8, 17, 18

1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов различных материалов, преимущественно горных пород и материалов, используемых при изготовлении горных крепей, на усталость при действии осевой и изгибающей нагрузок.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем испытания группы образцов при их силовом взаимодействии, обеспечение регулирования соотношения между осевой и изгибающей нагрузками и обеспечение регулирования уровней нагрузок на образцах в группе.

На фиг. 1 показана схема установки для испытания на усталость образцов материалов, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Установка содержит станину 1, размещенный в ней силовозбудитель 2 осевой нагрузки, пару осевых захватов 3 и 4 для образца 5, силовозбудитель 6 поперечного изгиба с толкателем 7 и бокоз ым захватом 8 для образца 5, дополнительные пары осевых захватов 9, 10 и 11, 12 для дополнительных образцов 13 и 14, устанавливаемых параллельно .образцу 5, дополнительные силовозбудители 15 и 16 попе реч- ного изгиба с толкателями (не показаны) и боковыми захватами 17, 18 для дополнительных образцов 13 и 14 и соединительные стержни 19 и 20

03888

имеются стержни 19 и 20. При установке обоих стержней одновременно получают силовой обмен по осевым и изгибающим нагрузкам. Для обеспечения регулировки соотношения между осевой и изгибающей нагрузками рычаги сило- возбудителей 6, 15, 16 выполнены в виде реек, их поворотные оси - в виде зубчатых колес, а кривошип 31 - с изменяющимся эксцентриситетом. Для обеспечения регулирования уровней нагрузок на образцах 5, 13, 14, направляющая имеет пружину, контактирующую с толкателем и подвижным винтом, связанным со вторым концом пружины через шариковую передачу. 2з.п.ф-лы,2 ил.

O

для избирательного соединения осевых захватов 4, 10 и 12 или боковых захватов 8, 17 и 18.

Каждый из силовозбудителей 6, 15

. и 16 поперечного изгиба выполнен в виде радиально изогнутой направляющей 21, в которой установлен толкатель 7, двуплечего рычага, выполненного в виде рейки 22 с поворотной . осью, выполненной в виде зубчатого колеса 23, пружины 24, установленной в направляющей 21 и контактирующей одним концом с толкателем 7, и поджимного винта 25, связанного со вторым концом пружины 24 через шариковую передачу 26, при этом на одном плече рейки 22 закреплена направляющая 21, второе плечо рейки 22 через ось 27 прикреплено к одному из пары осевых захватов 4 и 10 или 12, а зубчатое колесо 23 установлено с возможностью поворота при помощи колеса 28 при ослабленной стопорной

, гайке 29. Для удержания рейки 22 в зацеплении с зубчатым колесом 23 служит хомут 0.

5

0

JO

Силовозбудитель 2 осевой нагрузки выполнен в виде кривошипа 31, на котором установлены вторые из каждой пары осевые захваты 3, 9 и 11, и привода 32 вращения кривошипа 31. Кривошип 31 выполнен с возможностью изменения его эксцентриситета при 35 ослабленных стопорных винтах 33.

, Установка работает следующим образом.

Для работы в режиме групповых испытаний без осуществления силового взаимодействия между образцами 5, 13 и 14 стержни 19, 20 удаляют из осевых захватов 4, 10, 12 и боковых захватов 8, 17, 18. Включают привод 32 и при вращении кривошипа 31 осевые захваты 3, 9, 11 совершают круговые движения вместе с кривошипом 31, осевые захваты 4, 10 и 12 воздействуют на левые (фиг. 1) плечи рычагов-реек 22, поворачивают их вокруг осей - зубчатых колес 23. При поворотах реек ,22 поворачиваются направляющие 21 силовозбудителей 6, 15 и 16 поперечного изгиба, толкатели 7 перемещаются относительно направляющих 21 и сжимают силовые пружины 24. При деформации силовых пружин 24 толкатели 7 передают на образцы 5, 13 и 14 через боковые.захваты 8, 17 и 18 изгибающие нагрузки и одновременно пропорциональные им осевые нагрузки, возникающие как результат появления усилий на правых плечах рычагов-реек 22. Соотношения между осевыми и боковьми изгибающими усилиями зависят от соотношения плеч рычагов- реек 22 и регулируются путем поворота зубчатых колес 23 и перемещения реек 22 при вращении колеса 28 при ослабленной стопорной гайке 29. Пределы изменения нагрузок задаются эксцентриситетом кривошипа 31, кото- рьй регулируется перемещением кривошипа 31 при ослабленных винтах 33: с ростом эксцентриситета пределы изменения нагрузок расширяются. Уровень изменения нагрузок на каждом образце регулируется отдельно с помощью поджатия силовых пружин 24 путем вращения винтов 25 и перемещения шариковой передачи 26: с ростом степени поджатия пружины повышаются нижний и верхний уровни нагрузок. В процессе испытаний каждый из образцов 5, 13 и 14 разрушается индивидуально без влияния на работу и параметры нагружения соседних образцов.

Для работы в режиме групповых испытаний при силовом взаимодействии на изменение осевой нагрузки осевые захваты .4, 10, 12 соединяют друг с другом стержнем 19. В остальном ход испытаний такой же, как и в описан0

ном режиме. При релаксации осевых напряжений на одном из образцов 5, 13 и 14 его нижний осевой захват 4, 10 или 12 продолжает перемещаться совместно с остальными нижними осевыми захватами других образцов, происходит уход образца из-под осевой нагрузки. При этом поскольку нижний захват более слабого образца перемещается в прежних пределах, а его про- гиб находится на уровне прогиба остальных образцов, то усилие на его нижнем захвате, создаваемое деформацией его силовой пружины 24, не умень- 5 шается и через стержень 19 переходит на остальные образцы. На рассматриваемом слабом образце происходит релаксация осевых напряхсений, но не при постоянной его длине, а при изменении его длины совместно с остальными образцами. Осуществляется переход усилия с одного образца на дру-

0

25

гие, что и является силовым обменом по осевой нагрузке.

35

40

Для работы в режиме групповых испытаний при силовом взаимодействии на изменение изгибающей нагрузки удаляют стержень 19 и устанавливают

JQ стержень 20, соединяя друг с другом захваты 8, 17 и 18. При попытке ускоренного развития прогиба на одном из образцов 5, 13 или 14 смещения его бокового захвата 8, 17 или 18 относительно остальных боковых захватов не происходит, все боковые захваты 8, 17 и 18 обеспечивают одинаковый прогиб всех образцов 5, 13 и 14 Поскольку осевые деформации при этом у всех образцов мало отличаются друг от друга, то все рычаги-рейки 22 продолжают совершать повороты в пределах почти равных углов с прежней деформацией силовых пружин 24. Сум4 марное изгибающее усилие на всех образцах 5, 13 и 14 не уменьшается, поэтому при уходе из-под нагрузки изгиба одного из этих образцов при релаксации его изгибающих напряжений

0 изгибающая нагрузка переходит на соседние образцы. Происходит прирост усилий изгиба на других образцах в группе, что является силовым обменом в группе по изгибающей нагрузке. Ре5 гулировка параметров испытаний осуществляется так же, как и в описанных режимах.

При установке обоих стержней 19, 20 одновременно получают силовой обмен как по осевым, щим нагрузкам.

так и по изгибаюФормула изобретения

1. Установка для испытания на усталость образцов материалов, содержащая станину, размещенный в ней си- ловозбудитель осевой нагрузки, пару осевых захватов для образца и сило- возбудитель поперечного изгиба с толкателем и боковым захватом для образца, связанный с силовозбудителем осевой нагрузки, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем испытания группы образцов при их силовом взаимодействии, она снабжена дополнительными парами осевых захватов - по числу дополнительных образцов, дополнительными сило- возбудителями поперечного изгиба с толкателями и боковыми захватами для дополнительных образцов и соединительными стержнями для избирательного соединения осевых или боковых захватов, при этом каждый силовозбу- дитель поперечного изгиба выполнен в виде радиально изогнутой направляющей j в которой установлен толкатель и двуплечего рычага с поворотной

-ж

5

0

5

0

осью, у которого на одном плече закреплена направляющая, другое плечо шарнирно прикреплено к одному из пары осевых захватов, а снловозбуди- тель осевой нагрузки выполнен в виде кривошипа, на котором установлены вторые из каждой пары осевых захватов, и привода вращения кривошипа.

2.Установка по п. 1, отличающая ся тем, что, с целью обеспечения регулирования соотношения между осевой и изгибающей нагрузками, двуплечие рычаги силовоз- будителей поперечного изгиба выполнены в виде реек, их поворотные

оси - в виде зубчатых колес, установленных с возможностью поворота, а кривошип силовозбудителя осевой нагрузки выполнен с возможностью изменения .его эксцентриситета.

3.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения регулирования уровней нагрузок на образцах в группе, она снабжена силовой пружиной, установленной в радиально изогнутой направляющей и контактирующей одним концом с толкателем, и поджимным винтом, связанным с другим концом пружины через шариковую передачу.

А.Долинич

фиг.1

Составитель В.Тальвойш Техред И.Попович.

1299/42

Тираж 777Подписное

ВНИИПЙ 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

Корректор С.Шекмар

Изобретение относится к области испытательной техники. Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем испытания группы образцов 5, 13, 14 при их силовом взаимодействии. Для этого установка имеет силовозбудитель 2 осевой нагрузки и три силовозбудителя S (Л 00 СО 00 оо 00