Установка для исследования образца при циклическом деформировании Советский патент 1992 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытания образцов, изготовленных из различных марок цемента с различными наполнителями и других твердых тел при плоском напряженном состоянии.

Известна установка для исследования образцов при плоском деформировании, содержащая корпус, захваты для крепления образцов и нагружающее устройство, снабженное аккумулятором энергии с энергонакопителем.

Однако установкой невозможно осуществить регулировку величины деформации испытуемых образцов и нагружать образец пульсирующей нагрузкой с изменением частоты нагружений,

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для определения деформационных характеристик материалов, содержащая корпус, установленные на нем установочный элемент образца, нагружающее устройство, выполненное в виде привода, связанной с ним червячной передачи, кулачка, связанного с колесом червячной передачи, закрепленного шарнирно на корпусе рычага с роликом, предназначенным для взаимодействия с кулачком, и передающего нагрузку звена, связанного с рычагом и выполненного в виде толкателя и связанного, с ним нажимного элемента, и приспособление для перемещения установочного элемента.

Однако известная установка не обеспе-. чивает необходимой точности регулирования амплитуды цикла из-за наличия пластинчатой пружины и отсутствия механизмов тонкой регулировки.

Цель изобретения - повышение точности регулирования амплитуды за счет снижения погрешностей, связанных со случайными деформациями образца.

В установке для исследования образца при циклическом деформировании, содержащей корпус, установленные на нем установочный элемент, образца , нагружающее устройство, выполненное в виде привода, связанной с ним червячной передачи, кулачка, связанного с колесом червячной передачи, закрепленного шарнирно на корпусе рычага с роликом, предназначенным для взаимодействия с кулачком, и передающего нагрузку звена, связанного с рычагом и выполненного в виде толкателя и связанного с ним нажимного элемента, и приспособление для перемещения установочного элемента, включающее винтовую пару, кулачок закреплен на оси колеса червячной передачи соосно ему, рычаг выполнен одноплечим с продольным пазом, в

котором установлен ролик, а приспособление для перемещения установочного элемента образца выполнено в виде ползушки с продольным направляющим пазом, установленной на винтовой паре, ось винта которой параллельна рабочей поверхности нажимного элемента, стоек с направляющими поверхностями, предназначенными для взаимодействия с боковыми поверхностями нажимного элемента, закрепленных на ползунке, опоры, боковые поверхности которой предназначены для взаимодействия с направляющими поверхностями стоек и которая связана с установочным элементом образца, который выполнен в,виде гнезда для размещения образца и подпружиненного к опоре и установленного в направляющем пазу ползушки с возможностью перемещения в нем клина, связанного с

0 опорой, с образованием клиновой пары, а толкатель имеет на свободном конце Сферическую поверхность, предназначенную для контактирования с боковой поверхностью рычага, противоположной продольно5 му пазу.

На фиг. 1 представлена установка в рабочем положений; на фиг. 2 - вид А на . фиг. 1.

Установка для исследования образца

0 при циклическом деформировании содержит плиту 1, нагружающее устройство, приспособление для перемещения установочного элемента и нажимной элемент. На плите 1, по центру которой выполнен паз 2 и закреплены планки 3, соответствующим образом выставлены и закреплены болтами механизмы установки.

В состав нагрузочного устройства входит привод в виде электродвигателя 4 постоянного тока, связанного с валом червячной передачи. Червячная передача смонтирована в корпусе 5 червячного редуктора с помощью кронштейна 6, при этом электродвигатель 4 прифлангован к корпусу 5, а

5 выходной вал червячной передачи изготовлен совместно с эксцентриком 7, при этом выходной вал червя ного редуктора, на конце которого закреплено червячное колесо, установлен в подшипниках корпуса 5 и

0 кронштейна 6, а в соосных отверстиях вертикальных стенок последних размещен вал одноплечего рычага 8 с продольным пазом для установки ролика 9.

Приспособление для перемещения установочного элемента, образца содержит, ползушку 10, пружинный клин 11 и опору .12. По центру опорной поверхности ползушки 10, которая подвижно установлена в пазу 2 плиты 1. болтами закреплена гайка 13, а по оси ее наружной поверхности выполнен паз

14, при этом гайка 13 резьбой связана с винтом 15, закрепленным с возможностью поворота за плиту 1.

По центру наружной поверхности ползушки 10 болтами закреплена П-образная сшба 16 с направляющими поверхностями на вертикальных стойках и центральным отверстием в горизонтальной поперечине для втулки 17. Подпружиненный клин 11. выполненный по ширине паза 14, имеет горизонтальною опорную поверхность для подвижного размещения в последнем и наклонную конт&ктирующую поверхность 18, а также выступ 19 со сквозным центральным отверстием.

По краям опоры 12, которая изготовлена с горизонтальной поверхностью для образца 20 и наклонной поверхностью для постоянного контакта с соответствующей поверхностью клина 11, выполнены приливы 21, расстояние между которыми соответствует ширине стоек скобы 16, при этом в торце опоры 12 со стороны клина 11 закреплена щпилыСа 22, проходящая через сквоз-, ное центральное отверстие клина 11.

Со стороны горизонтальной поверхности опоры 12 выполнены выступы 23, расстояние между которыми соответствуют размерам образца 20 и которые используются в качестве гнезда для размещения последнего. Шпилька 22 используется для установки гаек и пружины 24, взаимодействующей с выступом 19 клина 11. В собранной установке наклонные поверхности клина 11 и опоры 12 находятся в постоянном контакте, при этом углы последних равны и не превышают угла трения.

Нажимной элемент содержит то;|катель 25 со сферической поверхностью и нажимную плиту 26 с выступами 27, расстояние между которыми соответствует ширине стоек скобы 12. В собранном положении установки опора 12 и нажимная плита 26 нажимного элемента расположены между стойками скобы 16, которые используются в качестве вертикальных направлжОщих для последних, а толкатель 25 размещен в отверстии втулки 17 скобы 16, Кроме того, предлагаемая установка снабжена регулятором напряжения (не показан) для регулировки чисел оборотов электродвигателя 4.

Перед включением в работу установки 1 образец 20 устанавливается на горизон тальную поверхность опоры 12 и ориенти; ется по центру нажимного элемента выступами 23. При этом ползушка 10 nepe мещается винтом 15 в крайнее правое положение, при котором сферический торец толкателя 25 не соприкасается с нижним тррцом рычага 8.

После размещения испытуемого образ- ца 20 в гнезде последнее перемещается винтом 15 влево - в рабочее положение, при котором задается величина деформации 5 образца. Во время перемещения ползушки 10 в рабочее положение величина деформации образца 20 за каждый оборот эксцентрика 7 определяется по шкале (не показана), закрепленной на плите 1.

0 В рабочем положении установки под действием усилия пружины 24 клин 11 перемещается влево до упора, приподняв опору 12, образец 20 и нажимной элемент - вверх до соприкосновения сферического торца

5 толкателя 25 с торцом рычага В, а последний роликом 9 упирается в торец эксцентрика 7. Во время перемещения ползушки 10 относительно плиты 1 для настройки величины деформации из-за воздействия усилия пружины 24 осуществляется постоянный контакт торцов рычага 8 с эксцентриком 7 и сферическим торцом толкателя 25.

Величина деформации образца 20 за один оборот эксцентрика 7 определяется

5 величиной остаточной деформации последнего, при этом необходимо учитывать упругие деформации образца и деталей соответствующих механизмов установки. При кратчайшем расстоянии между центром эксцентрика 7 и сферическим торцом толкателя 25 величина деформации испытуемого образца за один оборот эксцентрика 7 равна двум эксцентриситетам эксцентрика 7без учета упругих деформаций, а в Общем 5 случае величина деформации прямо пропорциональна расстоянию центра образца 20 от центра оси коромысла 8. После регулировки величины деформации образца 20 регулируют число оборотов электродвигателя 4 и включают последний.

Во время подхода эксцентриситета вращающегося эксцентрика 7 к ролику рычага

8осуществляется деформация образца 20 вследствие соответствующего поворота

5 рычага 8, при этом клин 11 неподвижен вследствие соблюдения условий его самоторможения из-за незначительного угла наклона контактирующих поверхностей, величина которого меньше угла трения.

0 При удалении эксцентриситета вращающегося эксцентрика 7 от ролика рычага 8 / усилие на деформированный образец 20 уменьшается и определяется только величиной усилия пружины 24, которое перемещает клин 11 влево, обеспечивая постоянный контакт рычага 8 с эксцентриком 7 и сферическим торцом толкателя 25.

Таким образом, при работающем электродвигателе 4 образец 20 воспринимает диклическую деформацию, амплитуда которой задается регулировкой, а продолжительность цикла определяется числом оборотов электродвигателя 4.

Для исследования зависимости состояния образца 20 от величины его деформации до полного его разрушения отключается в нужный момент электродвигатель 4 по команде электроавтоматики, которая отрегулирована на соответствующее время работы установки. На предлагаемом устройстве возможно осуществлять исследования образца до полного его разрушения.

После проведения испытания образца определяют по датчикам электроавтоматики величину .усилий, воздействующих на него, и при необходимости исследования могут быть продолжены в тоЯже последовательности.

Формула изобретения

Установка для исследования образца при циклическом деформировании, содержащая корпус, установленные на нем установочный элемент образца, нагружающее устройство, выполненное в виде привода, связанной с ним червячной передачи, кулачка, связанного с колесом червйчной передачи, закрепленного шарнйрно на корпусе рычага с роликом, предназначенным для взаимодействия с кулачкЬм. и передающего нагрузку звена, связанного с рычагом и выполненно Ь в виде толкателя и связанного ним нажимного элемента, и приспособление для перемещения установочного элемента, включающее винтовую пару, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования амплитуды цикла за счет снижения погрешностей,

связанных со случайными деформациями образца, кулачок закреплен на оси колеса червячной передачи соосно ему, рычаг выполнен одноплечим с продольным пазом, в котором установлен ролик, а приспособление для перемещения установочного элемента образца выполнено в виде ползушки с продольным направляющим пазом, установленной на винтовой паре, ось ВИНТ9 которой параллельна рабочей

поверхности нажимного элемента, стоек с направляющими поверхностями, предназначенными для взаимодействия с боковыми поверхностями нажимного элемента, закрепленных на ползушке, опоры, боковое

поверхности которой предназначены для взаимодействия с направляющими поверхностями стоек и которая связана с установочным элементом образца, который вь1полнен в виде гнезда для р азмещения

образца и подпружиненного к опоре и установленного в направляющем пазу полаушки с возможностью перемещения в нем клина, связанного с опорой, с образованием клиновой пары, а толкатель имеет

на свободном конце сферическую поверхность, предназначенную Для контактирования с боковой поверхностью рычага, противоположной продольному пазу.

Фм../

Изобретение относится.к испытательной технике и предназначено для испытания образцов, изготовленных из различных марок цемента с различными наполнителями и другихтвердых тел при плоском напряженном состоянии. Цель изобретения - повышение точности регулирования амплитуды цикла за счет снижения погрешностей. Связанных со случайными деформациями образца; При испытании на образец 20, размещенный в гнезде опоры 12, опирающейся на клин, воздействует циклическое усилие от толкателя 25, который постоянно находится в контакте с колеблющимся от приводного зксцентрика 7 рычагом 8. 2 ил.Шir|ti nja—ф 1ТЛ->&^^|5>&^4::^. СО О>&