Устройство к прессу для испытания на прочность хрупких материалов Советский патент 1991 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно устройствам к прессу для испытания на прочность хрупких материалов.

Цель изобретения - повышение производительности путем обеспечения возможности снятия характеристик испытуемого образца до его полного разрушения за счет изменения жесткости устройства в процессе нагружения.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 1.

Устройство содержит основание 1, на котором размещена упругая рама, выполненная в виде кольца 2, в котором выполнены два диаметрально противоположных Отверстия. В одном из отверстий кольца 2 установлена опора 3, закрепленная на основании 1 и предназначенная для размещения на ней испытуемого образца 4, а в противоположном отверстии установлен пуансон 5, часть которого, расположенная внутри кольца 2, предназначена для взаимодействия с Образцом 4, а наружная часть пуансона 5 соответствует наружной поверхности кольца 2 и предназначена для взаимодействия с силовым элементом пресса (не показан). В основании 1 симметрично относительно оси кольца 2 и параллельно ей выполнены пазы 6, в которых размещены соответствующие клиновые упоры 7, жестко связанные между собой при помощи випки 8. Последняя шар- нирно связана с концом двуплечего рычага 9, средняя часть которого при помощи оси 10 закреплена на кронштейне 11, размещенном на основании 1, а другой конец рычага 9 шарнирно связан со штоком 12 электромагнита 13. В основании 1 выполнено глухое отверстие 14, в котором размещен подпружиненный толкатель 15, взаимодействующий со средней частью вилки 8. На основании 1 симметрично относительно оси кольца 2 закреплены две вилки 16, в которых при помощи соответствующих осей 17 установлены с возмсжностью вращения V- образные рычаги 18,причем таким образом, что одни плечи рычагов 18, расположенные напротив друг друга, установлены перпендикулярно основанию I, а другие плечи - параллельно основанию 1, и концы этих плеч направлены в противоположные стороны. Поверхности плеч рычагов 18, параллельных основанию 1, выполнены клиновыми и предназначены для. взаимодействия с соответствующими клиновыми поверхностями упоров 7. На плечах рычагов 18, перпендикулярных основанию 1, установлены с возможностью перемещения вдоль плеч соответствующие втулки 19, на

которых шарнирно закреплены соответствующие призматические опоры 20, взаимодействующие с диаметрально противоположных сторон с внешней поверхностью кольца 2. Опоры 20 при помощи пружины 21 кинематически связаны между собой.

Устройство работает следующим образом.

0 В исходном положении пуансон 5 располагается в крайнем верхнем положении, при этом его часть, расположенная снаружи кольца 2, не взаимодействует с внешней поверхностью последнего. Электромагнит

5 13 обесточен, и под действием толкателя 15 через вилку 8 и двуплечий рычаг 9 шток 12 электромагнита 13 находится в крайнем левом нерабочем положении. При этом конусные поверхности упоров 7 и соответству0 ющих плеч V-образных рычагов 18 не взаимодействуют между собой, а рычаги 18 под действием пружины 21 развернуты таким образом, что их противоположные плечи перпендикулярны основанию 1, а

5 призматические опоры 20 своими V-образ- ными поверхностями, обращенными в сторону кольца 2, взаимодействуют с внешней поверхностью кольца 2, причем центры обеих опор 20 располагают путем перемещения

0 втулок 19 по соответствующим плечам рычагов 18 таким образом, что они находятся в одной плоскости с центром кольца 2, а V-об- разные рычаги 18 при этом разворачивают на равные углы относительно основания 1.

5 На опору 3 устанавливают образец 4, при этом между последним и пуансоном 5 образуется зазор. Усилие от внешнего элемента пресса регулируется таким образом, чтобы усилие, передаваемое на пуансон 5, превос0 ходило суммарную жесткость кольца 2 и образца 4. После включения пресса происходит взаимодействие внешнего элемента пресса с соответствующей частью пуансона 5 и при этом выбирается зазор

5 между частью пуансона 5, расположенной внутри кольца 2, и образцом 4, а после этого пуансон 5 начинает взаимодействовать одновременно с кольцом 2 и образцом 4. В процессе нагружения фиксируют усилие на

0 последнем, а форма кольца 2 при увеличении усилия изменяется на эллиптическую. Вследствие постоянного взаимодействия внешней поверхности кольца 2 с обращенными к ней V-образными поверхностями опор

5 20 последние вместе с соответствующими втулками 19 перемещаются по соответствующим плечам рычагов 18, при этом втулки 19 поворачивают рычаги 18, отслеживая форму кольца 2 таким образом, что центры опор 20 и кольца 2 постоянно находятся на

одной линии в плоскости, параллельной основанию 1. Не достигая величины критической нагрузки, соответствующей разрушению образца 4, включают электромагнит 13, который втягивает шток 12. При этом происходят поворот рычага 9, сжатие толкателя 15 и через вилку 8 перемещение упоров 7 в пазах 6 основания 1 в сторону обращенных к упорам 7 плеч рычагов 18 до момента взаимодействия клиновых поверхностей соответствующих плеч рычагов 18 и упоров 7. Поскольку угол конусности указанных поверхностей выбирается равным 4°.т.е. не пре- вышает угла трения, то вследствие взаимодействия указанных поверхностей плеч рычагов 18 и упоров 7 поворот рычагов 18 прекращается и осуществляется заклинивание упоров 7 и соответствующих плеч рычагов 18. В дальнейшем рычаги 18 остаются неподвижными независимо от величины усилия на пуансоне 5. В результате дальнейшего взаимодействия неподвижных опор 20 с кольцом 2 жесткость послед- него увеличивается и компенсирует уменьшение жесткости всего устройства из- за разрушения под действием пуансона 5 образца 4. При этом увеличении жесткости устройства в процессе нагружения разрушение образца 4 осуществляется значительно медленнее. После разрушения образца 4 пуансон 5 возвращают в исходное положение и обесточивают электромагнит 13. При этом под действием толкателя 15 шток 12 электромагнита 13 перемещается в исходное положение, при этом в исходное положение возвращаются упоры 7 и V-об- разные рычаги 18, а кольцо 2 вследствие своей упругости приобретает первоначальную форму.

Таким образом, размещение симметрично оси упругой рамы V-оСразных рычагов, одни плечи которых через подвижно размещенные на них опоры взаимодействуют с рамой, а другие взаимодействуют с

подвижными упорами, обеспечивает возможность изменения жесткости устройства в процессе нагружения, что позволяет замедлить разрушение образца и снять харак- теристики последнего до его полного разрушения, что обеспечивает повышение производительности устройства.

Формула изобретения

1. Устройство к прессу для испытания на прочность хрупких материалов, содержащее основание, размещенную на нем упругую раму, выполненную в виде кольца, установленные на раме пуансон, предназначенный для взаимодействия с силовым элементом пресса, и расположенную напротив пуансона опору для размещения образ ца, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности путем

обеспечения возможности снятия характеристик испытуемого образца до его полного разрушения за счет изменения жесткости устройства в процессе нагружения, в основании симметрично относительно оси кольца выполнены пазы, а устройство снабжено приводными упорами, размещенными в пазах, V-образными рычагами, шарнирно закрепленными вершинами на основании с возможностью вращения симметрично относительно оси кольца, плечи которых, направленные в противоположные стороны, предназначены для взаимодействия с упорами, втулками, установленными с возможностью перемещения на других плечах

V-образных рычагов соответственно, и опорными призмами; шарнирно закрепленными на втулках соответственно и кинематически связанными друг с другом и взаимодействующими с внешней поверхностью кольца.

2. Устройство поп. 1,отличающее- с я тем. что, взаимодействующие поверхности упоров и соответствующих плеч V-образных рычагов выполнены клиновыми.

Вид А

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания на прочность хрупких материалов к прессу. Цель изобретения - повышение производительности. Устройство содержит основание 1, на котором установлены упругое кольцо 2 с опорой 3 для образца 4 и пуансоном 5. Симметрично от19 носительно оси кольца 2 в основании 1 выполнены пазы 6, в которых размещены при- водные упоры 7, а на основании 1 установлены V-образные рычаги 18, на одних плечах которых установлены подвижные втулки 19с шарнирно закрепленными на них опорами 20, связанными друг с другом пружиной 21. При нагружении образца 4 пуансоном 5 кольцо 2 изменяет форму. При этом происходит поворот рычагов 18 таким образом, что втулки 19 перемещаются и центры опор 20 и кольца 2 лежат на одной линии в плоскости, параллельной основанию 1. При взаимодействии других плеч рычагов 18 с упорами 7 происходит заклинивание последних, рычаги 18 прекращают поворот и в результате увеличивается жесткость устройства в процессе нагруже- ния, что позволяет замедлить разрушение образца 4 и снять характеристики образца 4 до его полного разрушения, что позволяет повысить производительность. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. СЛ С 5 21 2018 13 о а ч| СО ГО

Щи г. 2

20 & 2 20

liHVVWVNA

13

Фие.Ч

WVWVV-Щ

ILSLLL