1
(21)4334984/25-28
(22)25.11.87
(46) 30,06.89. Бюп. № 24
(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики
и маркшейдерского дела
(72)Е.В. Лодус
(53) 620.172.23о2(088.8)
(56) Авторское свидетельство СССР
№ 1436000, кп. G 01 N 3/10,
Е 21 С 39/00, 1987.
(54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СТЕРЖНЕВЫХ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение относится к установкам дпя испытания образцов материалов на прочность и позволяет расширить функциональные возможности за счет обеспечения послойного деформирования образца не только осевой, но и нарастающей крутящей нагрузками. На платформе 1 с приводом ее вращения 2 закреплена направляющая 5 с фиксатором 7, в которой установлена с возможностью перемещения направляющая 6 с набором последовательно установленных центробежных грузов 3 с захватами 4, предназначенными для связи с образцом по его длине. С крайним грузом 3 жестко соединен одним концом упругий элемент (пружина) 8, другой конец которого связан с приспособлением для закручивания упругого элемента, выполненным в виде зубчато-реечного механизма, имеющего соосную с захватами 4 шестерню 9, жестко соединенную с упругим элементом 8, зубчатую рейку 10, контактир тащуто с шестерней 9, дополнительный центробежный груз 11, закрепленный на конце зубчатой рейки 10, направляющую 12 для дополнительного груза 11, закрепленную на платформе 1 и снабженную фиксатором 13. Направляющая 6 и грузы 3 не имеют возможности поворота относительно оси захватов 4, Центробежные грузь; 3 попарно связаны друг с другом ограничителями взаимного поворота и осевого смеще тя, вьтолненными в виде пары стержней 14, закрепленных одним концом на одном из грузов 3, проходящюс через дугообразные прорези в другом центробежном грузе и имеющих упоры 16. Включают привод 2 и разгоняют платформу 1 до заданной скорости враще- нияо Грузы 3 нагружают образец осевым усилием. Подают ток в катушки 19 фиксаторов 13 и 7, освобождают груз 11 и направляющ то 6 от соединения с платформой 1. Под действием центробежного усилия груз 11 смещает рейку 10, которая через шестерню 9 закручивает пружину 8. Одновременно направляющая 6 смещается в осевом направлении и поочередно освобождает грузы 3 с захватами 4. Под действием пружины 8 ПРОИСХОД1ГГ поочередное закручивание слоев образца возрастающим усилием. В случае разрушения слоев образца сштовая цепв поддерживается ограничителями f4. 3 ил.
(Л
4ii со о ел СП
Изобретение относится к установкам для испытания образцов материалов на прочность.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения послойного деформирования образца не только осевой, но и нарастающей крутящей нагрузками.
На фиг. 1 схематично изображена установка, вид сбоку; на Аиг. 2 - центробежные грузы с захватами, размещенные в направляющей, вид сбоку; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.
Центробежная установка для испытания стержневых образцов содержит платформу 1, связанную с пр шодом 2 ее вращения, набор последовательно установленных центробежных грузов 3 с захватами 4, предназначенными для связи с образцом 5 по его длине о На платформе закреплена направляющая 5, в которой установлена другая направляющая 6, предназначенная для установки центробежньгх грузов 3. Направляющая 5 снабжена фиксатором 7 положения направляющей 6. С крайним центробежным грузом 3 соединен одной стороной пругий элемент 8, выполненный в виде витой цилиндрической пружины, противоположный конец которой связан с приспособлением для закручивания упругого элемента, выполненным в виде зубчато-реечного механизма, имеющего шестерню 9, жестко соединенную с противоположным концом упругого элемента 8, соосную с захватами 4, зубчатую рейку 10, контакт1фую1цую с шестерней 9, дополнительньй центробежный груз 11, закрепленный на конце зубчатой рейки 10, направляющую 12 для дополнительного груза 1 закрепленную на платформе 1 и снабженную фиксатором 13 положения до- полни,тельного груза 11/ Центробежны грузы 3 попарно связаны друг с другом ограничителями взаимного поворота и осевого смещения, выполненными в виде пары стержней 14, закрепленных одним концом на одном из центробежных грузов 3 и проходящих через дугообразные прорези 15, выполненные в другом центробежном грузе 3 и расположенные диаметрально противоположно оси захватов 4, на другом конце стержней 14 вьтолнены упоры 16. Направляющая 6 и центробежные грузы 3 не имеют возможности
поворота относитель)1о оси захватов 4, это обеспечивается выступами 17 и 18 на центробежных грузах 3 и направляющей 6 соответственно. Фиксаторы 7 и 13 вьтолнены в виде электромагнитных якорей, взаимодействующих с катушками 19. Центры масс центробежных грузов 3 и допЬлкитель ного груза 11 не совпадают с осью 20 вращения платформы.
5
0
5
Установка работает следующим образом
Включают привод 2 и разгоняют- платформу 1 до заданной скорости вращения. Грузы 3 нагружают при этом образец 5 осевым усипием. Цодают ток в катушки 19 фиксаторов 13 и 7 0 и освобождают груз 11 и направляющую 6 от соединения с платформой 1. Под действием центробежного усилия груз
11смещает рейку 10, которая вращает шестерню 9 и закручивает пружи-
5 ну 8. Одновременно направляющая 6 смещается в осевом направлении и поочередно освобождает грузы 3 с захватами 4. Цод действием пружины 8 происходит поочередное закручивание слоев образца до разрушения или до расчетной деформации. В случае раз- р тпения слоев образца сипрвая цепь поддерживается ограничителями 14 взаимного поворота и осевого смещения захватов. Цо мере перемещения груза на увеличивающийся радиус вращения возрастает скручивающее усилие на образце 5.
Установка используется также для исследования энергопередачи от нагружающей системы на образец при послойном деформировании крутящей нагрузкой и осевым усилием, для чего после разгона платформы приводят в действие фиксатор 13. Груз 11 при этом смещается до конца направляющей
12и скручивает пружину 8 до заданной деформации, соответствующей заданному объему запасенной энергии системы. Затем приводят в действие фиксатор 7 и при послойном закручивании образца описа 1ным способом подводят к нему заданную порцию энергии системы путем передачи упругой энергии деформации пружины на образец.,
В ходе испытаний регистрируются диаграммы деформирования участка образца и характер разрушения слоев.
0
5
0
5
5
Величины осевых усилий регулируют подбором грузов 3 и скоростью вращения платформы, деформацию упругого элемента и величину крутящих моментов регулируют весом груза 11, жесткостью пружины, скоростью вращения платформы.
Установка предназначена для лабораторий физико-мехянических испытаний материалов.
Формула изобретения
Центробежная установка для испытания стержневых образцов, содержащая платформу с приводом ее вращения, набор последовательно установленных центробежных грузов с захватами, предназначенными для связи с образцом по его длине, и размещенную на платформе первую направляющую в которой установлены центробежные грузы, отличающаяся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей путем обеспечения послойного деформирования образца не Только осевой, но и нарастающей крутящей нагрузками, она снабжена упругим элементом, соединенным одним концом с одним из крайних центробеж- ньк грузов, приспособлением для за
55А 6
кручивания упругого элемента, выпбл- ненным в виде зубчато-реечного механизма, имеющего соосную с захватами шестерню, жестко соединенную с другим концом упругого элемента, дополнительного центробежного груза, закрепленного на конце зубчатой рейки механизма, закрепленной на платформе второй направляющей, в которой уста1 овлен дополнительный груз, и фиксатора Положения дополнительного груза во второй направляющей, закрепленной на платформе третьей направляющей, в которой установлена с возможностью осевого перемещения первая направляющая, и фиксатором положения первой направляющей, основные центробежные грузы попарно связаны друг с другом посредством ограничителей их взаимного поворота и осевого смещения, кажтрзй из которых выполнен в виде пары стержней с упорами на концах, закрештенных другими концами на одном из центробежных грузов соответствующих пар, а в другом центробежном грузе каждой пары выполнены по две диаметрально противоположные дугообразные прорези, через которые проходят стержни соответству ющих пар.
Изобретение относится к установкам для испытания образцов материалов на прочность и позволяет расширить функциональные возможности за счет обеспечения послойного деформирования образца не только осевой, но и нарастающей крутящей нагрузками. На платформе 1 с приводом ее вращения 2 закреплена направляющая 5 с фиксатором 7, в которой установлена с возможностью перемещения направляющая 6 с набором последовательно установленных центробежных грузов 3 с захватами 4, предназначенными для связи с образцом по его длине. С крайним грузом 3 жестко соединен одним концом упругий элемент (пружина) 8, другой конец которого связан с приспособлением для закручивания упругого элемента, выполненным в виде зубчато-реечного механизма, имеющего соосную захватам 4 шестерню 9, жестко соединенную с упругим элементом 8, зубчатую рейку 10, контактирующую с шестерней 9, дополнительный центробежный груз 11, закрепленный на конце зубчатой рейки 10, направляющую 12 для дополнительного груза 11, закрепленную на платформе 1 и снабженную фиксатором 13. Направляющая 6 и грузы 3 не имеют возможности поворота относительно оси захватов 4. Центробежные грузы 3 попарно связаны друг с другом ограничителями взаимного поворота и осевого смещения, выполненными в виде пары стержней 14, закрепленных одним концом на одном из грузов 3, проходящих через дугообразные прорези в другом центробежном грузе и имеющих упоры 16. Включают привод 2 и разгоняют платформу 1 до заданной скорости вращения. Грузы 3 нагружают образец осевым усилием. Подают ток в катушки 19 фиксаторов 13 и 7, освобождают груз 11 и направляющую 6 от соединения с платформой 1. Под действием центробежного усилия груз 11 смещает рейку 10, которая через шестерню 9 закручивает пружину 8. Одновременно направляющая 6 смещается в осевом направлении и поочередно освобождает грузы 3 с захватами 4. Под действием пружины 8 происходит поочередное закручивание слоев образца возрастающим усилием. В случае разрушения слоев образца силовая цепь поддерживается ограничителями 14. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.
5 га i f ff 1В образец
/
п
18
Фиг. 2
Редактор Л Веселовская
Составитель Г. Савин Техред м. Ходанич
Заказ 3746/49
Тираж 789
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
JM
Фиг. 5
Корректор М.Шароши
Подписное
