Центробежная установка для испытаний образцов материалов Советский патент 1989 года по МПК G01M7/08 G01N3/307 

Изобретение относится к испытаельной .технике, а именно к центроежным установкам для испытаний обазцов материалов.

Целью изобретения является расшиение эксплуатационных возможностей а счет обеспечения ударного объемого нагружения образца.

На чертеже изобралсена предлагаеая установка, общий вид.

Установка содержит центрифугу с орпусом 1, платформой .2 и приводом вращения платформы 2, диаметраль- . ную направляющую 4 на платформе 2, размещенные в направляющей 4 два груза 5 и б с захватами 7 и 8 для образца 9, соударяемую с грузом 5 наковальню Ю, упругий элемент для ускорения образца 9 с грузами 5 и 6 в виде сильфона 11, один фланец которого соединен с грузом 6, а другой - с наковальней 10, источник 12 сжатого газа, размещенный на платформе 2 и соединенный с сильфоном 11 через обратный клапан 13, фиксатор 14 для удержания груза 6 в исходном положении, ограничитель 15 перемещения на-- ковальни 10.

Наковальня 10 выполнена подвижной в радиальном направлении. Фиксатор 14 также выполнен установочно-подвиж- ным в радиальном направлении. Положение фиксатора 14 регулируется винтом 16, а ограничителя 15 - винтом 17. Фиксатор 14 подпружинен и снабжен электромагнитной катушкой 18. Груз 6 имеет отверстие, в котором установлена заглушка 19 для установки образца 9 в полость сильфона 1I.

Установка работает следующим образом.

Открывают клапан 13 и подают газ под заданным давлением в полость сильфона 11. Величина давления в источнике 12 равна заданному давлению бокового обжатия при статическом наг- ружении. Включают привод 3 и раскручивают платформу 2 до заданной скорости, при которой груз 5 создает на образце 9 заданную осевую нагрузку. При этом наковальня 10 растягивает сильфон 11 до ограничителя 15. Увеличивающийся объем полости и вызванное этим падение газа компенсируется источником 12. После выдержки образца 9 под заданной объемной статической нагрузкой в катушку 18 и фиксатор 14 освобождает груз 6.

Под действием усилия со стороны деформированного сильфона 11 груз 6 перемещается в направлении наковаль- ни 10, а затем разгоняется центробежным усилием, вступающим в действие после прохождения грузом 6 оси вращения платформы 2. Одновременно сокращается объем полости сильфона 11 0 и повьш1ается боковое давление на образец 9. В конце пути груз 6 разрушает образец 9 ударной сжимающей нагрузкой при скоростном нарастании бокового давления.

5 Следующий опыт проводят при новом положении фиксатора 14 на направляющей 4 в соответствии с новым знаком осевой статической нагрузки на образце 9. Так, -в изображенном на черт е- 0 же положении груз 5 создает на образце 9 сжимающую статическую нагрузку, а при перемещении груза 5 в положение, при котором он находится по одну сторону от оси вращения вместе с 25 наковальней 10, на образце 9 создается статическая растягивающая нагрузка. При изменении положения фиксатора 14 изменяют и положение огра- , ничителя 15 для сохранения исходно- 30 го расстояния междУ наковальней 10 и ограничителем 15 с целью обеспечения неизменного приращения объема сильфона 1I и приращения боковой нагрузки при ударном нагружении. В об- 35 ш;ем случае перемещением ограничителя 15 регулируют приращение объема сильфона 11 и приращение ударной боковой нагрузки .

Вес наковальни 10 выбирают так, 40 чтобы обеспечить перемещение груза 6 в направлении наковальни Ю при срабатывании фиксатора 14; т.е. чтобы центробежное усилие со стороны наковальни 10 после раскручивания 45 платформы 2 превьш1ало центробежное усилие от грузов 5 и 6 и образца 9 с захватами 7 и 8 при размещении их с противоположной стороны от оси вращения платформы 2.

50 Предлагаемая установка позволяет проводить исследования при переходе от статических к ударным нагрузкам при объемном нагружении образца 9. Этот вид испытаний на горньк породах 55 при использовании газовой среды позволяет исследовать энергопоглощение пород при ударном разрушении после различной длительности выдержки под постоянной нагрузкой, после различ ных уровней нагрузок и путем их изменения , при различньпс соотношениях осевой и боковой нагрузок статического и ударного нагружения.

Формула изобрете ния

1. Центробежная установка для испытаний образцов материалов, содер- жащая центрифугу, платформа которой снабжена диаметральной направляющей, размещенные в направлямдей два груза с захватами для образца, соударяемую с одним из грузов наковальню, упру- гий элемент для ускорения образца с грузами, фиксатор для удержания второго груза в исходном положении, отличающая с. я тем, что, с целью расширения эксплуатационных

возможностей за счет обеспечения

ударного объемного нагружения образца, она снабжена размещенным на платформе .источником сжатого газа, упругий элемент выполнен в виде сильфона один фланец которого соединен с более удаленным от наковальни грузом, а второй фланец - с наковальней, источник сжатого газа соединен с силь- фоном через обратный клапан, а наковальня выполнена подвижной в р&диаль- ном направлении.

2.Установка поп.1, отличающаяся тем, что она снабжена ограничителем перемещения наковальни.

3.Установка по пп.1-2, о т л и- чающаяся тем, что фиксатор выполнен установочно-подвижным в радиальном направлении.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, преимущественно горных пород. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения ударного объемного нагружения образца. Установка содержит центрифугу, платформа 2 которой снабжена диаметральной направляющей 4, два груза 5 и 6 с захвата6 S S S 11 ми 7 и 8 для образца 9, размещенные | в направляющей, соударяемую с грузом 5 наковальню 10, сильфон 11 для ускорения образца с грузами, источник 12 сжатого газа, соединенный через обратный клапан 13 с сильфоном. Один торец сильфона соединен с грузом 6, а другой - с наковальней, которая выполнена подвижной в радиальном направлении. В исходном положении груз 6 удерживается фиксатором 14. Платформа разгоняется до заданной скорости, при этом наковальня растягивает сильфон, в полости которого создается заданное давление. Образец испытывает боковое сжатие и статическое осевое нагружение от груза 5. Освобождается груэ 6. Грузы и образец под действием силы натяжения сильфона разгоняются, и при соударении груза 5 с наковальней происходит динамическое нагружение образца ударной осевой силой и импульсо бокового сжатия за счет повышения давления в сильфоне. 2 з.п. ф-лы, I ил. / 13 и сл 4ik О5 со