Центробежная установка для испытания образцов Советский патент 1987 года по МПК G01N3/08 E21C39/00 

10, перемещающийся под действием центробежной силы. С захватом 5 жест ко соединена платформа (П) 1. Через шаровые опоры 12 она связана с поршнями всех ГЦ 7-9 которые установлены параллельно друг другу и имеют двухстороннее действие. При этом опоры 12 и захват 5 расположены в плоскости 11 11 в вершинах четырех- угольника. Для создания изгибающей нагрузки на.образец 6 приводят в дей ствиё только один из ГЦ 7-9 в завиИзобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов материалов, преимущественно горных пород, на прочность при различных .изменяющихся видах нагрузок.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем изменения вида нагрузки в ходе испытания образца при сжатии, растяжении, изгибе.

На фиг.1 показана схема центробежной установки для испытания образцов, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - сечение А-А на фиг,1.

Установка содержит корпус 1, установленный на нем вертикально вал 2 с приводом 3 вращения, активный 4 и пассивный 5 захваты дпя образцов 6, два гидроцилиндра 7 и 8 и дополнительный гидроцилиндр 9, корпуса которых закреплены на валу 2,, груз 10, установленный с возможностью перемещения под действием центробежной силы и связанный, с активным захватом 4, платформу 11, жестко соединенную с пассивным захватом 5 и соединенную через шаровые опоры 12 с поршнями всех гидроцилиндров 7-9, и источник 13 давления, установленный в корпусе 1 и сообщенный .с полостями гидроцилиндров 7-9 отдельными магистралями 14 управления.Все гидроцилиндры 7-9 выполнены с возможностью двухстороннего действия и установлены параллельно друг другу а поршни этих гидроцилиндров 7-9 сое

5562

симости от требуемого направления действия изгибающего усилия. Путем изменения соотношений выступающих частей поршней ГЦ 7-9 изменяют ориентацию П 11 с захватами 4 и 5 и грузом 10 относительно оси вращения вала и получают крупные изменения вида нагрузок на образце 6 во время его испытания. 111я изменения уровней нагрузок производят синхронное перемещение поршн ;й ГЦ 7-9 и изменяют скорость вала 2. 3 ил.

5

0

5

0

5

динены с платформой 11 .так, что шаровые опоры 12 и пассивный захват 5 расположены в плоскости платформы 1 Г в вершинах четырехугольника аЬ&г . Груз 10 соединен страховочными тросами 15 с платформой 1.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 3 вращения и приводят во вращение вал 2 вместе с закрепленными на нем гидроцилиндрами 7-9. Вместе с гидроцилиндрами 7-9 вращается платформа 1 1 с пассив- ным 5 И активным 4 захватами, грузом 10 и образцом 6. Центробежное усилие от груза 10 при показанном на чертеже расположении захватов 4 и 5 относительно оси вала 2 создает сжимающую нагрузку на образце 6, пропорционально увеличиваю1Г(уюся с ростом скорости вращения вала 2. При достижении заданной скорости вращения вала 2 разгон прекращают, образец 6 остается при действии постоянной сжимающей нагрузки.

В требуемый момент времени включают источник 13 давления среды и про- изводят манипуляции с гидроцилиндрами 7-9 с целью изменения вида нагрузки на образце 6.. Так, при одновременч ном перемещении всех трех поршней гидроцилиндров 7-9 внутрь этих гидроцилиндров сжимающие усилия от центробежного действия груза 10 падают с сначала до нуля, по мере уме ньшения радиуса враа1ения груза 10, а затем переходят в растягивающие усилия, когда центр массы груза 10 переходит ;

на противоположную сторону от оси вр вращения вала 2 относительно пассивного захвата 5. Рост растягивающего усилия происходит до прекращения перемещения поршней гидроцилиндров 7-9.

Для создания изгибающей нагрузки приводят в действие только один из цилиндров 7-9 в зависимости от требуемого направления действия изги- бающего усилия. Так,.если требуется создать изгиб в вертикальной плоскости j проходящей через оси захватов 4 и 5,. то перемещают поршень гидроцилиндра 9. При этом платформа 11 поворачивается относительно линии, соединяющей точки а, о (фиг.З), груз 0 с захватом 4 поднимается .или опускается над плоскостью вращения захвата 5 и происходит изгиб образца 6 вверх или вниз по чертежу в вертикальной плоскости. Если при этом центр массы груза 10 расположен на оси вращения вала 2, получают . чистый изгиб, а при смещении груза 1С относительно оси вала 2 получают изгиб со сжатием или с растяжением в зависимости от направления перемещения груза 10 и его положения относительно оси вала 2 и пассивного за- хвата 5.

Для изгиба образца 6 в горизонтальной плоскости, совпадающей с плоскостью вращения пассивного захвата 5, приводят в действие гидроцилиндры 7 и 8 и поворачивают платформу 11 относительно линии,, соеди- нающей точки &,г (фиг.З). Это приводит к отклонению груза 10 от радиального положения относительно оси вала 2 и к появлению изгибающего усилия, действующего совместно со сжимающим или растягивающим усилием При определенном положении платфор

мы 1I, когда ось захватов 4 и 5-направлена по касательной к окружности вращения пассивного захвата 5 или перпендикулярна радиусу вращения, получают чистый изгиб образца 6.

Действуя таким образом, путем изменения соотношений выступающих частей поршней гидроцилиндров 7-9 изменяют ориентацию платформы 1t с захватами 4 и 5 и грузом 10 относительно оси вращения вала 2 и получают нужные изменения вида нагрузок на образце 6 во время его испытания. Для изменения уровней нагрузок производят

5

О 5 0

0

5

35

0

5

0

5

синхронное перемещение всех трех поршней гидроцилиндров 7-9, а также изменяют скорость вращения вала 2. Для выдержки образца 6 при постоянных уровнях нагрузок не изменяют ни скорость вращения, ни взаимное положение поршней гидроцилиндров 7-9. Скорость перехода от одного вида нагрузки к другому задают скоростью подачи жидкости в полости гидроцилиндров 7-9, что регулируют производительностью источника 13 давления среды. При разрушении образца 6 груз 10 с захватом 4 удерживаются тросами 15.В результате серии опытов с различными образцами, проведенных при различных путях нагружения, определяют зависимости прочностных, деформационных характеристик и характера разрушения материалов при различных порядках смены видов нагруз-, ки, при различных временах выдержки под нагрузкаьш, при различных скоростях перехода от одного вида нагрузки

к другому., ., ....

Формула изобретения

Центробежная установка для испытания образцов, содержащая корпус, установленный на нем вертикально вал с приводом вращения, активный и пассивный захваты для образца, два гид- роцилиндра, корпуса которых закрепле- ны на валу, груз, установленный с возможностью перемещения под действием центробежной силы и связанный с активным захватомJи источник давления, установленный в корпусе и сообщенный с полостями гидроцилиндров, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем изменения вида нагрузки в ходе испытания образца при сжатии, растяжении, изгибе, она снабжена дополнительным гидроцнлинд- ром, корпус которого закреплен на валу, а полости сообщены с источником давления и платформой, соединенной жестко с пассивным захватом и .через шаровые опоры с поршнями всех гидроцилиндров, при зтом все гидроцилиндры вьтолнены с возможностью двухстороннего действия и установлены параллельно друг другу, а поршни гидроцилиндров соединены с платформой так, что шаровые опоры и пассивный захват расположены в плоскости платформы в вершинах четырехуголь.- ник а.

Фиг. 2

Изобретение -относится к испытательной технике. Цель изобретения - расширение технологических возмож- ностей установки путем изменения нагрузки в ходе испытания образца при сжатии, растяжении, изгибе. Установка содержит корпус 1, на котором вертикально установлен вал 2 с приводом 3 вращенияJ активный 4 и пассивный 5 захваты. На валу 2 закреплены гидроцилиндры (ГЦ) 7-9,- полости которых сообщены с источником 13 давления. С захватом 4 связан груз п № 5 w-и Уло «б V////7//y777y7777////777/.

Фиг.З