Кулачковый пластометр Советский патент 1989 года по МПК G01N3/32 G01N3/08 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к кулачковым пластометрам, и может быть использовано в области исследования прочностных свойств твердых материалов, например, при исследовании сопротивления металлов и сплавов пластической деформации.

Цель изобретения - повышение точности .

На фиг. 1 изображен кулачковый пластометр, общий вид; на фиг. 2 - схема взаимного расположения кругового сектора и кулачка перед взаимодействием; на фиг. 3 - то же, в момент взаимодействия.

Кулачковый пластометр содержит станину 1, смонтированный на подшип- никах станины 1 полый барабан 2 с установленным в его боковой стенке на оси 3 кулачком . Внутри полого барабана 2 соосно ему смонтировано на под- (иипниках водило 5 с нагружающим элементом, выполненным в виде кругового сектора 6, для взаимодействия с кулачком Ц. На приводном валу 7 привода вращения барабана 2 и водила 5 жестко смонтировано зубчатое колесо 8, входящее в зацепление с зубчатым колесом 9, жестко закрепленным на оси 10 барабана 2, и зубчатые колеса 11 и 12, установленные с возможностью свободного вращения относительно приводного вала 7 и входящие в зацепление с жестко закрепленными на оси 13 водила 5 зубчатыми колесами И и 15 соответственно. Передаточные чис15

20

i, зубчатых пар 8,9 и 12,15

ла 1.

равным между собой, а передаточное число зубчатой пары 11,1 определяется в соответствии с формулой 360.1 Збб-оГ где i2 передаточное число зубчатой

пары 1 1 -1 4; о/. - центральный угол кругового

сектора.

Зубчатые колеса 11 и 12 снабжены муфтами сцепления, например, электподвижной гильзы 21, внутри которой размещен плунжер 22 с опорным роликом 23. Корпус 20 подпружинен с помо щью пружин 2k, а образец 18 сжатия размещен в контейнере 25. Нагружающий гидроцилиндр 19 соединен трубопроводом 26, имеющим вентиль 27, с гидроцилиндром 28, поршень 29 кото- jg рого подпружинен пружиной 30. зец 31 растяжения установлен в захва тах 32, закрепленных с одной стороны на штоке поршня 29, а с другой сторо ны - на станине 1, и размещен внутри нагревательной печи 33, установленной на поворотном кронштейне 3. Гид роцилиндры 19 и 28 заполнены рабочей жидкостью.

Кулачковый пластометр работает следующим образом.

При испытании на сжатие вентилем 27 отсекают гидроцилигндр 28 от нагру жающего гидроцилиндра 19. На барабане 2 устанавливают кулачок k необходимого по условиям нагружения профиля. Включают электромагнитную муфту 17, а электромагнитная муфта 1б автоматически выключается и с помощь двигателя (не показан), соединенного с приводным валом 7, задает вращение барабану 2 через зубчатую пару 8,9, причем скорость вращения барабана выбирают в зависимости от требуемой скорости деформации образца 18 или 3 Водило 5 приводится во вращение от того же вала 7 через включенную электромагнитную муфту 17 и зубчатую пару 12,15, имеющую одинаковое передаточное число с зубчатой парой 8,9. Таким образом, и барабан 2 и водило 5 вращаются в одну и ту же сторону и с одинаковыми скоростями, кулачок 4 находится в исходном положении (фиг.2), Это позволяет выставить и проконтролировать заданную по условиям испытания скорость вращения барабана 2. Кулачковый пластометр подготовлен к работе. После нагрева образца 18 до необходимой температуры вместе

25

30

35

40

45

ромагнитными муфтами 1б и 17 соответ- 50 с контейнером 25 переключают электромагнитные муфты 1б и 17 (электромагнитную муфту 16 включают, а электромагнитная муфта 17 автоматически выключается). Водило 5 вращается в ту же сторону, что и барабан 2, но с меньшей скоростью, поэтому кулачок k на барабане 2 догоняет круговой сектор 6 на водиле 5

ственно с возможностью попеременного соединения одного из зубчатых колес 11 или 12 с приводным валом 7. Механизм передачи нагрузки от кулачка k на образец 18 сжатия состоит из нагру- 55 жающего гидроцилиндра 19, корпус 20 которого установлен с возможностью осевого перемещения относительно не-15

20

239574

подвижной гильзы 21, внутри которой размещен плунжер 22 с опорным роликом 23. Корпус 20 подпружинен с помощью пружин 2k, а образец 18 сжатия размещен в контейнере 25. Нагружающий гидроцилиндр 19 соединен трубопроводом 26, имеющим вентиль 27, с гидроцилиндром 28, поршень 29 кото- jg рого подпружинен пружиной 30. зец 31 растяжения установлен в захватах 32, закрепленных с одной стороны на штоке поршня 29, а с другой стороны - на станине 1, и размещен внутри нагревательной печи 33, установленной на поворотном кронштейне 3. Гидроцилиндры 19 и 28 заполнены рабочей жидкостью.

Кулачковый пластометр работает следующим образом.

При испытании на сжатие вентилем 27 отсекают гидроцилигндр 28 от нагружающего гидроцилиндра 19. На барабане 2 устанавливают кулачок k необходимого по условиям нагружения профиля. Включают электромагнитную муфту 17, а электромагнитная муфта 1б автоматически выключается и с помощью двигателя (не показан), соединенного с приводным валом 7, задает вращение барабану 2 через зубчатую пару 8,9, причем скорость вращения барабана выбирают в зависимости от требуемой скорости деформации образца 18 или 31. Водило 5 приводится во вращение от того же вала 7 через включенную электромагнитную муфту 17 и зубчатую пару 12,15, имеющую одинаковое передаточное число с зубчатой парой 8,9. Таким образом, и барабан 2 и водило 5 вращаются в одну и ту же сторону и с одинаковыми скоростями, кулачок 4 находится в исходном положении (фиг.2), Это позволяет выставить и проконтролировать заданную по условиям испытания скорость вращения барабана 2. Кулачковый пластометр подготовлен к работе. После нагрева образца 18 до необходимой температуры вместе

25

30

35

40

45

с контейнером 25 переключают электромагнитные муфты 1б и 17 (электромагнитную муфту 16 включают, а электромагнитная муфта 17 автоматически выключается). Водило 5 вращается в ту же сторону, что и барабан 2, но с меньшей скоростью, поэтому кулачок k на барабане 2 догоняет круговой сектор 6 на водиле 5

1

и при последующем относительном их

движении выходит в рабочее положение (поворачивается на оси 3) за сче контакта выступа кулачка 4 с поверхностью кругового сектора 6 (фиг.З). При этом центральный угол с. кругового сектора 6 и передаточные числа зубчатой пары 8,9 привода барабана 2 и зубчатой пары 1 1 ,1 i привода водила 5 выбраны таким образом, что выступ кулачка 4 находится в контакте с поверхностью кругового сектора 6 в течение одного полного оборота барбана 2, В течение этого оборота кулачок находится в своем рабочем положении (фиг. 3), так как выступ кулачка k скользит по неизменному радиусу кругового сектора 6, и при выезде на опорный ролик 23 перемещает в осевом направлении плунжер 22, а через замкнутый в гидроцилиндре 19 объем жидкости и корпус 20 на строго определенную величину, необходимую для деформации образца 18 сжатия. При следующем обороте барабана 2 выступ кулачка А выходит из контакта с поверхностью кругового сектора 6 и кулачок Ц вновь занимает свое исходное положение (фиг.2). Под действием пружин 2 корпус 20, а вслед за ним и плунжер 22 с роликом 23 также занимают исходное положение. Электромагнитные муфты 1б и 17 вновь переключают (включают муфту 17, при этом муфта 1б автоматически выключается), барабан 2 и водило 5 вновь начинают вращаться с одинаковыми скоростями При испытании на растяжение вместо контейнера 25 между корпусом 20 и станиной 1 устанавливают жесткую болванку и открывают вентиль 27. Остальная подготовка пластометра к работе ведется аналогично подготовке при испытаниях на сжатие. Образец 31 растяжения устанавливают в захваты 32 и нагревают в печи 33, устанавливая ее со осно с образцом 31 путем поворота кронштейна З . По достижении требуемой для испытания температуры нагрева образца 31 переключают электромагнит7

ные муфты 16 и 17 и далее процесс

происходит аналогично описанному. Отличие заключается лишь в том, что при неизменном фиксированном положении корпуса 20 рабочая жидкость перетекает по трубопроводу 26 в гидроцилиндр 28, вызывая осевое перемещение поршня 29 и нагружение образца 31. Возврат поршня 29, а вслед за ним и плунжера 22 с роликом 23 в исходное положение осуществляется за счет пружины 30.

Кулачковый пластометр позволяет повысить точность результатов испытаний за счет обеспечения стабильности параметров нагружения, а именно величины деформации исследуемых образцов, скорости деформации и частоты нагружения.

Формула изобретения

Кулачковый пластометр, содержащий полый барабан с установленным в его боковой стенке кулачком, размещенное внутри барабана соосно с ним водило с нагружающим элементом для взаимодействия с кулачком, привод вращения барабана и водила, включающий приводной вал и две пары зубчатых колес с различными передаточными отношениями, первая из которых жестко связана с приводным валом и с осью барабана, а вторая соединена с осью водила и посредством сцепной муфты - с приводным валом, и механизм передами нагрузки от кулачка на образец, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, нагружающий элемент выполнен в виде кругового сектора, кулачковый пластометр снабжен связанной с осью водила третьей парой зубчатых колес и дополнительной сцепной муфтой для соединения этой пары с приводный валом, а передаточные отношения i, i и 13 соответствующих зубчатых пар выбраны из условий 360-i

,-1-3; 2.збО-о Г

где 0 - центральный угол кругового сектора.

23

Уб

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследовании прочностных свойств твердых материалов, например сопротивления металлов и сплавов пластической деформации. Цель изобретения - повышение точности. Внутри полого барабана 2 с кулачком установлено водило 5 с круговым сектором. Привод вращения барабана 2 имеет пару зубчатых колес 8, 9, а привод водила 5 - две пары зубчатых колес 11, 14 и 12, 15 со сцепными муфтами 16 и 17 для соединения с приводным валом 7. Передаточные числа пар зубчатых колес 8, 9 и 12, 15 равны, при этом передаточные числа пар колес 8, 9 и 11, 14 и значение центрального угла сектора водила 5 соотносятся так, что кулачок находится в рабочем положении в течение одного полного оборота барабана 2. Передача усилия осуществляется механизмом передачи нагрузки от кулачка на образцы 18 и 31. 3 ил.

Фие.2