Установка для испытания образцов на кручение Советский патент 1987 года по МПК G01N3/22 E21C39/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания на кручение образцов различных материалов, в частности горных пород, при длительно действу- ющих нагрузках,

Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения испытания группы образцов с приращением нагрузки при деформации и разрушении отдельных образцов, а также обеспечение одновременного испытания образцов с различной прочностью.

На фиг.1 показана установка для испытания образцов на кручение, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - схема набора кольцевых

захватов.

Установка содержит стол 1, установленный с возможностью вращения относительно неподвижной оси 2, закрепленной на основании 3, привод вращения стола 1, выполненный в виде элект родвигателя 4, размещенного на столе 1 и взаимодействующего через зубчатую пару 5 с неподвижной осью 2, наборы 6-8 захватов по числу испытуемых образцов 9, установленные радиально на поверхности стола 1 в виде последовательного ряда с возможностью перемещения в радиальном направлении, и груз 10, установленный на поверхности стола 1 с возможностью перемещения под действием центробежной силы и связанный гибкой тягой 11 с последним в ряду набором 6 з ахватов.

Каждый из набора 6-8 захватов состоит из трех кольцевых захватов 12- 14, при этом центральный кольцевой захват 13 выполнен с кольцевыми канавками 15, а боковые кольцевые захваты 12 и 14 - с кольцевыми выступами 16, входящими в канавки 15, что ис- ключает радиальные относительные смещения кольцевых захватов 12-14, но сохраняет их способности поворота один относительно другого. Центральный кольцевой захват 13 набора 7 соединен гибкой тягой 17 с центральным кольцевым захватом соседнего набора 8, а боковые кольцевые захваты 12 и 14 набора 7 соединены гибкими тягами 18 с боковыми кольцевыми захватами другого соседнего набора 6. Боковые кольцевые захваты 12 и 14 набора 8 соединены тягами 19 со столом 1, а с грузом 10 тягой 11 соединен центральный кольцевой захват 13 набора 6. Положения концов тяг 17 и 18 на поверхности кольцевых захватов 12-14 для набора 7 обозначены позициями 20 и 21 и задаются из условия обеспечения требуемой пригрузки при разрушении данного образца 9.

Кольцевые захваты 12-14 наборов 6-8 могут иметь различные наружные диаметры, подобранные в соответствии с пределами прочности испытуемых образцов 9, размещаемых в данных наборах 6-8 захватов. Для закрепления образцов 9 в кольцевых захватах 12-14 последние снабжены многогранниками 22. Установка имеет балансированный груз 23, размещенный на столе 1.

Установка работает следующим образом.

Включают электродвигатель 4, при этом шестерня 5 зубчатой пары,посаженная на его валу, обегает шестерню посаженную на неподвижной оси 2.Возникающий крутящий момент приводит к вращению стола 1 в горизонтальной плоскости. По мере разгона стола 1 груз 10 посредством тяг 11 и 17-19 создает усилия на кольцевых захватах 12-14 наборов 6-8. Тяги 11 и 17- ,19 закреплены на кольцевых захватах 12-14 так, что центробежная сила стремится повернуть боковые концевые захваты 12 и 14 относительно централного кольцевого захвата 13 в каждом наборе 6-8 захватов. Это приводит к появлению на образцах 9 крутящих моментов, величины которых увеличиваются с ростом центробежной силы, т.е. с ростом скорости вращения стола 1. При достижении заданных нагрузок на образцах 9 скорость вращения стола 1 не увеличивается, и с этого {момента все образцы 9 находятся под действие постоянных нагрузок. Однако под действием этих Нагрузок происходит деформация кручения образцов 9 и разрушение некоторых из них. При деформации и разрушении одного из образцов 9 происходит взаимный поворот боковых кольцевых захватов 12 и 14 относительно кольцевого захвата 13 в соответствующем наборе 6-8 захватов. Этот поворот сближает точки 20 и 21 закрепления тяг на поверхностях кольцевых захватов 12-14, что приводит к увеличению длины цепочки образцов 9 и к перемещению груза 10 на новый увеличенный радиус вращения. Такое

перемещение груза 10 создает пригруз- ку на всей цепочке образцов 9, Величина пригрузки зависит от величины приращения радиуса вращения груза 10 и задается начальным положением точек 20 и 21 на поверхностях кольцевых захватов 12-14 в наборах 6-8 захватов: чем больше длина дуги, на которую разнесены одна от другой точки 20 и 21 закрепления концов тяг, тем больше приращение радиуса вращения груза 10 при разрушении данного образца 9 и тем больше пригрузка для остальных неразрушенных образцов.

Такие же опыты проводятся и при испытании образцов 9 с различной прочностью, но при этом используются кольцевые захваты 12-14 с различными диаметрами в разных наборах 6-8 захватов, подобранные в соответствии с соотношением пределов прочности материалов образцов с

В результате серии опытов с разными уровнями пригрузки изучают реакцию материала на пригрузку при поте- ре несущей способности частью образцов, когда пригрузка осуществляется на материал, находящийся на различных стадиях ползучести.

Формула изобретения

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью

1. Установка для испытания образцов на кручение, содержащая стол, установленный с возможностью вращения, 35обеспечения одновременного испытания привод вращения стола, груз, установ-образцов с различной прочностью,коль- ленный на поверхности стола с возмож-цевые захваты разных наборов выполне- ностью перемещения под действием iны с различными наружными диаметрами, центробежной силы, и набор из трехсоотношения между которыми задаются кольцевых захватов для образца, один 40соотношением пределов прочности об- из которых соединен гибкой тягой, сразцов.

грузом, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем обеспечения испытания группы образцов с приращением нагрузки при деформации и разрушении отдельных образцов, она снабжена дополнительными наборами кольцевых захватов по числу образцов, все наборы кольцевых захватов установлены на поверхности стола радиально в виде последовательного ряда и имеют возможность перемещения в радиальном направлении, центральный кольцевой захват в каждом наборе захватов выполнен с кольцевыми канавками, а боковые кольцевые захваты выполнены с кольцевыми выступами, входящими в канавки центрального кольцевого захвата, при этом центральный кольцевой захват каждого набора захватов соеди- нен гибкой тягой с центральным кольцевым захватом одного из соседних наборов захватов, боковые кольцевые захваты соединены гибкими тягами с боковыми кольцевыми захватами другого соседнего набора захватов, первый в ряду набор захватов соединен со столом, последний - с грузом, а положение концов гибких тяг на поверхностных кольцевых захватов задается из условия обеспечения требуемой пригрузки при разрушении образца.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью

обеспечения одновременного испытания образцов с различной прочностью,коль- цевые захваты разных наборов выполне- ны с различными наружными диаметрами, соотношения между которыми задаются соотношением пределов прочности об- разцов.

20 21 18

I I I

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения испытания группы образцов с приращением нагрузки при деформации отдельных образцов. Установка содержит стол 1. На его поверхности радиально в виде последовательного ряда установлены наборы 6-8 захватов по числу испытуемых образцов 9. Каждый набор 6-8 захватов состоит из трех кольцевых захватов (КЗ). Центральный захват выполнен с кольцевыми канавками. Боковые захваты выполнены с кольцевыми выступами, входящими в канавки..Такое расположение исключает радиальные смещения захватов, но сохраняет возможность их поворота относительно друг друга. Центральный захват набора 7 соединен гибкой тягой 17 с центральным КЗ соседнего набора 8. Боковые захваты соединены тягами со столом 1. Центральный захват набора 6 соединен тягой 11 с грузом 10. Весь последовательный ряд захватов перемещается в радиальном направлении. Для обеспечения одновременного испытания образцов 9 различной прочности используют- ся захваты различных диаметров в разных наборах 6-8 захватов. Соотношения между ними задаются в соответствии с соотношением пределов прочности материалов образцов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. & 0 f Г JS ,5 jijo СЛ 01 о: Ф«а/

М20

21

Фиг. 2

22 S Фиг.З

Редактор А. Козориз

Составитель В. Тальвойш

Техред Л.Сердюкова Корректор И. Эрдейи

Заказ 1422/41Тираж 777Подписное

ВНИИШ 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