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

7 и пассивный 8 захваты с приводами. Привод захвата 7 выполнен в виде связанного с ним винта (в) 10, установленного соосно захватам 7 и 8. На В 10 неподвижно установлена гайка 11 с приводом 12 ее вращения. Привод 13 захвата 8 связан с основанием. Торможение В 10 осуществляется приспособлением в виде фрикционной втулки (ФВ) 14. На траверсе 3 установлены рабочие гидроцилиндры (ГЦ) 1 7 д, соединенные с колодкой 16. Между торцом В 10 и захватом установлен главный ГЦ 18, гидравлически связанный с ГЦ 17, Для регулирования уровней нагру.зки,соответствующих прекращению деформирования образца 9, с противоположной относительно ГЦ 17 стороны колодки 16

1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам ,для испытания на прочность образцов различных материалов, преимущественно горных пород.

Цель изобретения - повьш1ение достоверности испытаний за счет уменьшения инерционности процесса деформирования образца, а также регулирова- ние уровней нагрузки, соответствующих прекращению деформирования образца.

На чертеже показана схема установки для механических испытаний матери- алов.

Установка содержит основание 1 с размещенными на нем колоннами 2, траверсу 3 и дополнительные траверсы 4-6, закрепленные на колоннах 2, активный 7 и пассивный 8 захваты для образца 9, привод активного захвата 7, выполненный в виде винта 10,уста-- новленного соосно. захватам 7 и 8 с возможностью осевого перемещения, гайки 11, установленной на винте 10 между дополнительными траверсами 4 и 5, что препятствует ее осевому перемещению, и привода 12 вращения гайки 11, привод 13 пассивного захвата 8, связанный через колонны 2 с основанием 1, приспособление для .торможе- .ния винта 10.привода активного захваустановлены пружины 19 с регуляторами 20 их поджатия. При включении привода 12 вместе с гайкой 11 вращаются В 10 и ФВ 14. При достижении задан- ной скорости вращения гайка 11 вращает привод 13. На образце 9 появляется начальная нагрузка. Она передается на ГЦ 18. Давление рабочей жид-кости в его полости передается в ГЦ 17. Их штоки прижимают колодку 16 и ФВ 14 и тормозят ее. Уменьшается скорость вращения ФВ 14 и В 10, который начинает перемещаться в осевом направлении. Перемещение В 10 передается ГЦ 18 и захвату 7, Образец 9 деформируется с ростом нагрузки на нем, При падении нагрузки В 10 тормозится. 1 3.п. ф-лы, 1 ил,

та 7, выполненное в виде фрикционной втулки 14, закрепленной на хвостовике винта 10 пос7)едством скользящей UIIIOH- ки 15,тормозной колодки 16для взаимодействия с фрикционной втулкой 14,установленной с возможностью осевого перемещения, рабочих гидроцилиндров 17,, закрепленных на траверсе 3 и соеди- пенных с тормозной колодкой 16, и главного гидроцилиндра 18, установ---. ленного между торцом винта 10 и ак- i тивным захватом 7 и гидравлически соединенного с рабочими гидроцилиндрами 17, и пружины 19 с регуляторами 20 их поджатия, установленные с противоположной относительно рабочих гидро- : цилиндров 17 стороны тормозной колодки 1 6.

Регуляторы 20 поджатия пружин 19 . установлены на дополнительной траверсе 6, Межлу главным гидроцилиндром 18 и то.рцом винта 10 установлен опорный подшипник 21, Для повышения эффективности торможения на траверсе 6 закреплена дополнительная тормозная колодка 22,

Установка работает следующшч образом.

Размещают образец 9 в захватах 7 и 8. Включают привод 12 вращения и приводят во врашение гайку 11. Вместе с гайкой 1 1 . враишютс г винт 10 и

втулка 14. Вовлечение винта 10 во вращение происходит за счет трения в резьбе винта 10 и гайки 11. При достижении заданной скорости вращения гайки 11 вращают привод 13 перемещения пассивного захвата 8, в результате чего на образце 9 появляется начальная нагрузка, через захват 7 передающаяся на главный гидродилиндр 18 и создающая в его полости давление рабочей жидкости.

Давление жидкости передается в рабочие гидроцилиндры 17, штоки которы прижимают Тормозную колодку 16 к фрикционной втулке 14 и тормозят ее вращение. Скорость вращения втулки 14 и винта 10 становится меньшей скорости вра1ч,ения гайки 11, в результате чего винт 10 начинает осевое перемещение в нап1 )авлении деформирования образца 9. Осевое перемещение винта 10 передается гллавному гидроцилиндру 18 и активному захвату 7. Происходит деформирование образца 9 с ростом нагрузки на нем.

Рост нагрузки на образце 9 происходит одновременно с ростом давления в главном и рабочих гидроцилиндрах 1 и 17, вследствие чего вращение втулки 14 и винта 10 полностью прекращается. Деформирование образца 9 идет со скорсзстью, заданной скоростью вращения привода 12 и uiaroM резьбы винта 10. После перехода за предел прочности нагрузка на образце 9 начинает снижаться. При падении нагрузки до нуля давление в главном и рабочих цилиндрах 18 и 17 также падает до нуля, колодка 16 растормаживает втулку 14, винт 10 начинает вращаться со скоростью, равной скорости вращения гайки 11, и прекращает осевое перемещение в направлении деформирования образца 9. Деформирование образца 9 прекращается, хотя привод 12 винт 10 и гайка 11 продолжают вращение.

Активный захват 7 не перемещается, куски разрушенного образца 9 дополнительно не деформируются и остаются в положениях, которые они занимали в момент падения нагрузки до нуля, т.е. в момент потери связности

между элементами образца 9. Фиксируют ружения вращением привода 13 создают.- картину разрушения. Если по задаче такую нагрузку на образце 9, при ко- испытаний требуется дополнительное измельчение кусков образца 9, цосле снятия параметров разрушения вращают

торой давление в гидроцилиндрах .18 и 17 становится достаточным для преодоления штоками рабочих гидроцйлиндров

10

20

25

15 о

35845

привод 13 до появления нагрузки на кусках образца 9.

С момента появления нагрузки в J- гидроцилиндрах 18 и 17 вновь появляется давление и процесс нагружения образца 9 возобновляется до нового разделения кусков образца 9 на несвязные части,т.е. до момента падения нагрузки на кусках до нуля. Вновь фиксируют картину разрущения. Таким образом исследуют поэтапное разрушение материала с регистрацией картины разрушения при полных нарущениях .связности между частями нагружаемых :элементов. После окончания опыта установку приводят в исходное положение, для чего вращают привод 12 в обратном направлении, вместо образца 9 устанавливают тарировочный образец.

Постепенно поджимая приводом 13 тарировочный образец к активному захвату 7, создают давление рабочей жидкости в гидроцилиндрах 18 и 17, тормозят винт 10 от вращения и перемещают его тем самым в исходное положение. Следующий опыт проводят при другой скорости вращения привода 12, в результате чего деформирование образ- 30 ца 9 идет с другой скоростью, но в момент падения нагрузки на образце 9 до нуля деформирование его прекращается-.

Сравнение картин разрушения по результатам опытов при различных ско- . ростях деформирования позволяет установить закономерности изменения характера разрушения от скорости деформирования, что имеет практическое значение для горной механики, для пробле п 1 горных ударов и внезапных выбросов.

Для проведения опытов с остановкой деформирован тя при достижении : заданного уровня падающей нагрузки на образце поступают образом.

Регуляторами 20 деформируют пружины 19 и поджда ают колодку 16 к штокам рабочих гидроцилиндров 17 с заданным усилием. Эксперименты проводятся при выполнении тех же операций, что и в предыдущих опытах, но для запуска установки в автоматический режим наг35

45

50

ружения вращением привода 13 создают.- такую нагрузку на образце 9, при ко-

торой давление в гидроцилиндрах .18 и 17 становится достаточным для преодоления штоками рабочих гидроцйлиндров

17 усилия пружин 19. Иосло этого пинт 10 тормозится с нарлстлштим усилие -, обрячец 9 деЛот мируется до предела про пгости, Flo при запредельном де- формировянии пиит 10 растормаживается в тот MOMeicT, когда иагрузка со стороны иружин 19 превысит усилие со стороны штоков рабочих гидроцилиндров 17.

Деформирование образца 9 прекращается, когда нагрузка на нем равна заданной нагрузке, определяемой усилием поджатия пружин 19. Обследуют образец, регуляторами 20 уменьшают поджа- тие пружин 19. Во время уменьшения поджатия пружин 19 штоки гидроцилиндров 17 выдвигаются и тормозят втулку 14 с винтом 10, процесс деформирования возобновляется до достижения на образце 9 более низкого уровня нагрузки, задаваемого новым усилием поджатия пружин 19. Доводят таким; обра- зом опыт до полного разделения частей образца 9.

Опыты проводят при различных скоростях деформирования, при остановках деформирования на различных уровнях нагрузки и исследуют процесс развития разрушения при различных условиях деформирования.

Предлагаемое устройство за счет практически мгновенного прекращения деформирования образца при падении нагрузки на нем до нуля или до заданного уровня позволяет с высокой достоверностью проводить исследование влияния условий деформирования на последствия разрушения образцов.

Формула изобретения 1. Установка для механических испытаний материалов,содержащая основаРедактор П. Гереши

Составитель В. Тальвойш

Техред М.ДидьгкКорректорН. Король

Заказ 4040/36Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

ПС яелам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужт ород, ул. Проектная, 4

ние с устяноплен1:,1ми на нем колоннами, траверсу, установлеьшую на колоннах, активный и riaccHBHbHi захваты для образца, ггривод активного захвата, выполненный в виде винта, уста- новленного соосно с захватами с возможностью осевого перемещения и связанного с активнь:м захватом, гайки, установленной на винте неподвижно в осевом направлении, и привода вращения гайки, и привод пассивного захвата, связанный с основ.анием, отличающаяся тем, что, с целью повышения достоверности испытаний за счет уменьшения инерционности процесса деформирования образца, она снабжена приспособлением для торможения винта привода активного захвата, выполненным Б виде фрикционной втулки, закреплеьгной на хвостовике винта посредством скользящей шпонки, тормозной колодки для взаимодействия с фрикционной втулкой, установленной с воз- можностью осевого перемещения рабочих гидроцили} дров, закрепленных на траверсе и соединенных с тормозной колодкой, и главного гидроцилиндра, установленного между торцом винта и - активным захватом и гидравлически связанного с рабочими гидроцилиндрами.

2. Установка по п. 1, о т л и - чающаяся тем, что, с целью регулирования уровней нагрузки, соответствующих прекращению деформирования образца, она снабжена пружинами с регуляторами их поджатия, установ- ленными с противоположной относительно рабочих гидроцилиндров стороны тормозной колодки.

П()Д П1Сное

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - повышение достоверности испытаний за счет уменьшения инерционности процесса деформирования образца. На уста- новленных на основании колоннах 2 , закреплены траверсы 3-6 и активный: (Л оо со СП 00 4 СП