Установка для механических испытаний материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N3/34 E21C39/00 

ной на вертикальных направляющих 2 тележкой (Т) 11 со стопором (С) 13 ее перемещения, имеющим противовес 14, пружину 15 и упор 16 для его срабатывания с винтом 17. На Т 11 размещены груз 21, червячные колеса 12 и винт 3, связанный с приводом 22 вр-ащения и через вилку 8 вращения - с торцовым кулачковым механизмом 7. С помощью винта 17 устанавливают упор 16 в положение, обеспечивающее необходимое соотношение между частотами ПН и ударной нагрузки и силой удара. При известном шаге резьбы винта 3 время подъема Т 11 до момента срабатывания С 13 выбирают таким, чтобы за это

1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов горных пород и других материалов на прочность при действии усталостной одноосной нагрузки.

Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальным путем обеспечения нагружения образца пульсируюг щимии ударными нагрузками при регулируемом соотношении частот нагружения и силы удара.

На чертеже показана схема установки для механических испытаний материалов .

Установка содержит основание 1 с вертикальными направляющими 2, винт 3, захваты 4 и 5 для образца 6, торцовый кулачковый механизм 7, соединенный с торцом винта 3 вилкой 8 вращения и с захватом 4 через рычаг 9, предотвращающий поворот захвата 4 относительно центратора -10 при вращении кулачкового механизма 7, грузовую тележку 11, установленную с возможностью перемещения по направляющим 2, червячные колеса 12, размещенные на грузовой тележке 11 и сцепленные с винтом 3, стопор 13, включающий противовес 14 и пружину 15 и взаимодействующий с одним из червячных колес 12, упор 16 для срабатывания стопора 13, установленный на одной из направляющих 2 с возможностью регулировки повремя винт 3 совершил количество оборотов, обеспечиваюшее нужное количест во циклов ПН. При вращении винта 3 вилка 8 вращает механизм 7, который перемещает установленный в захватах 4 и 5 образец 6 и деформирует силовую пружину 19, соединенную с захватом 5. В результате на образце 6 возникает ПН. Упор 16 поворачивает С 13. Пружина 15 переходит через ось поворота С 13 и фиксирует его в открытом положении, а Т 11 с грузом устремляется вниз и наносит удар по механизму 7. Последний вместе с вилкой 8 смещается в сторону и наносит удар по образцу 6. 1 ил.

ложения посредством винта 17 по шкале 18, силовую пружину 19 с регулирующим ее поджатие винтом 20, соединенную с з ахватом 5, груз 21, установленный на

тележке 11, привод 22 вращения, связанный с винтом 3, и распорный клин 23, предназначенный для удержания грузовой тележки 11 в нижнем положении.

Установка работает следующим образом.

С помощью винта 17 устанавливают упор 16 в положение, обеспечивающее требуемое соотношение между частотами

пульсирующей и ударной нагрузок и силой удара, контролируя положение упора 16 по шкале 18, Соотношение между этими величинами выбирается из следующих соображений. При известном шаге

резьбы винта 3 подъем тележки 1 1 до момента срабатыва-ния стопора 13 выбирается таким, чтобы за время подъема тележки 11 винт 3 совершил количество оборотов, .обеспечивающее нужное коли-. чество циклов пульсирующей нагрузки. Удаляют распорный клин 23. Включают привод 22. При вращении винта 3 вилка 8 вращает кулачковый механизм 7 с торцовым кулачковым профилем. Кулачок

перемещает рычаг 9 с захватами 4 и 5 и образцом 6 вдоль оси центратора 10 и деформирует силовую пружину 19, в результате чего на образце 6 возникает пульсирующая нагрузка с частотой.

31305566

скоростью вращения винкп ж н с д

та 3 и профилем кулачкового механизма 7. Одновременно стопор 13 удерживает от вращения одно из червячных колес 12, в результате чего грузовая тележка 11 с грузом 21 поднимается, вверх до момента соприкосновения стопора 13 с упором 16. К моменту срабатывания стопора 13 винт 3 через кулачковый механизм 7 сообщает образцу 6 заданное количество пульсаций, приходящееся на одно ударное нагруже- ние. Упор 16 поворачивает стопор 13, пружина 15 переходит через ось поворота стопора 13 и фиксирует его в от- крытом положении. Грузовая тележка 11 вместе с грузом 21 устремляется вниз и наносит удар по кулачковому механизму 7, который по вилке 8 смещается в направлении захвата 4 и нано- 20 рующей нагрузки удаляют вилку 8 вращения и распорный клин 23. В этом случае вращение винта 3 не приводит в действие кулачковый механизм 7, а тележка 11 с грузом 21 работает в ре- име повторных ударных нагружений.

Формула изобретения

сит удар по образцу 6. В момент нанесения удара в результате резкого торможения тележки 11 противовес 14 стопора 13 поворачивает его в закрытое положение, а пружина 15 переходит ось поворота стопора 13 в обратном направлении и фиксирует стопор 13 в закрытом положении. Колесо 12 стопорится и тележка 11 начинает свой подъем вверх при непрерывном вращении винта 3. Так осуществляется пульсирующее нагружение образца 6 .с его ударным нагружением при определенном соотношении частот нагружений. Для изменения соотношений частот нагружения вращают винт 17 и изменяют положение упора 16, а также уровень подъема тележки 11 до срабатывания упора 16, т.е. изменяют число оборотов винта 3

Установка для механических испыта- 50 НИИ материалов, преимущественно горных пород, содержащая основание с вертикальными направляющими, захваты для образца, винт, связанный с одним из захватов, червячные колеса, входя- 35 ЗДие в зацепление с винтом, торцовьй кулачковый механизм, соединенный с винтом, и привод вращения, отличающаяся тем, что, с целью приближения условий испытаний к редо полного подъема тележки 11. С уве-40 альным путем обеспечения нагружения

.личениём уровня подъема тележки 11 увеличивается сила удара, с уменьшением подъема сила ударов падает.

Таким образом, соотношение частот связано с силой ударов так, что чем больше пульсирующих нагружений приходится на один удар, тем больше сила этого удара, и регулируется это соотношение изменением положения упора 16. Осуществляется нагружение, соот- ветствующее режиму работы в натурных условиях: чем реже происходят обрушения кровли, тем больше обнажение, больше циклов нагружения при отработке, больше сила удара при обрушении.

Для сохранения силы удара при изменении соотношения частот нагружений изменяют массу груза 21.

Нижний предел пульсирующей нагрузки задают поджатием винта 20, верхний предел - характеристикой силовой пружины 19 и профилем кулачкового механизма 7. Частота нагружения изменяется скоростью вращения винта 3 приводом 22.

Для работы установки в режиме пульсирующей нагрузки без ударных нагру- жений устанавливают распорный клин 23, а стопор 13 устанавливают в открытое положение. В этом случае тележка 11 с грузом 21 удерживается клином 23 в нижнем положении и не совершает подъема вверх, а образец 6 нагружается пульсирующей нагрузкой кулачковым механизмом 7.

Дпя работы .установки в режиме ударных повторных нагружений без пульсиУстановка для механических испыта- 50 НИИ материалов, преимущественно горных пород, содержащая основание с вертикальными направляющими, захваты для образца, винт, связанный с одним из захватов, червячные колеса, входя- 35 ЗДие в зацепление с винтом, торцовьй кулачковый механизм, соединенный с винтом, и привод вращения, отличающаяся тем, что, с целью приближения условий испытаний к реобразца пульсирующими и ударными нагрузками при регулируемом соотношении частот нагружения и силы удара, она снабжена грузовой тележкой, установленной с возможностью перемещения по вертикальньм направляющим, стопором перемещения грузовой тележки, упором для срабатывания стопора, установленным с возможностью изменения п-оложе- ния на одной из направляющих, и силовой пружиной, связанной с вторым захватом, при этом червячные колеса размещены на грузовой тележке, торцовый кулачковый механизм соединен с торцом винта вилкой вращения и установлен с возможностью взаимодействия с грузовой тележкой, а винт соединен с приводом вращения.

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет приблизить условия Испытания к реальным путем обеспечения нагружения образца ударными и пульсирующими нагрузками (ПН) при регулируемом соотношении частот нагружения и силы удара. Для этого установка снабжена установлен-гг