Стенд для испытаний образцов в форме тел вращения, выполненных из керамических материалов Советский патент 1993 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания на разрыв деталей, преимущественно керамических, типа тел вращения с помощью центробежной силы.

Цель изобретения является повышение производительности испытаний за счет самоцентрирования испытуемого образца относительно вала в процессе вращения.

На фиг.1 показан общий вид стенда; на фиг.2 и 3 - устройство крепления керамического диска с вращающимся осевым магнитом и с неподвижным постоянным магнитом.

Стенд содержит вертикальный несущий вал 1, установленный в опорно-упорных подшипниках 2 и 3 корпуса 4 и снабженный на нижнем конце приводным двигателем 5, а на верхнем конце - фланцем 6. Цапфа 7 испытуемого керамического диска 8 механически закреплена в полой втулке 9 диска 10. В ферромагнитных фланце б и диске 10 выполнены равномерно-расположенные по окружности соосные отверстия, в которых установлены постоянные магниты 11 и 12 Т-образной формы с одинаковыми наружными диаметрами, контактирующие между собой противоположными полюсами,Фланец 6 контактирует торцевой поверхностью 13 с диском 10. Фланец б и диск 10 соединены между собой срезаемыми шпильками 14. Вал 1 на торце может быть снабжен стаканом 15, в котором по оси закреплен постоянный магнит 16. При этом на цапфе 7 закреплен ферромагнитный стакан 17, наружный диаметр которого соответствует диаметру магнита 16. Для увеличения осевой силы сцепления на стакане .17 может быть закреплен постоянный магнит, соответствующий магниту 16 (на чертежах не приведен). На стенде может быть использован неподвижный магнит 18, выполненный в виде ох- ватывающего вал с фланцем кольца Г-образного поперечного сечения, образующего с вращающимся диском 10 и валом 1 осевые 18 и радиальные 20 воздушные магнитные зазоры замкнутого магнитного потока. При этом диск 10 выполнен с диаметром, большим диаметра фланца 6 вала 1.Испытания керамического диска 8 на стенде проводят следующим образом.

В отверстия фланца 6 устанавливают и крепят магниты 12 и шпильки 14, после чего вращают и балансируют диск 8 с диском 10. После этого диск 10 устанавливают на фланце 6 и соединяют их шпильками 14. Последние с отверстиями фланца и диска имеют радиальные зазоры, обеспечивающие взаимное смещение диска 10 и фланца б при их центрировании. После этого двигателем 5 . раскручивают вал 1 с диском 8. В процессе

вращения и увеличения частоты вращения происходит центрирование по осям контактирующих торцами магнитов 11 и 12 и в итоге диска 8 и вала 1. При определенной частоте

вращения происходит разрыв диска 8, отрыв и удаление куска диска. Оставшаяся часть диска приводит к дисбалансу, в результате чего возникают значительные радиальные усилия, воздействующие на

0 шпильки 14. В итоге срезают шпильки 14, а диск 10 с оставшейся частью диска 8 сходит с фланца 6 и удаляется к периферии испытательной камеры. После этого отключают двигатель 5 и останавливают стенд. В опи5 санной установке расположенные на периферии постоянные магниты 11 и 12 испытывают воздействие значительных центробежных сил. Для испытания дисков на частотах около 100000 об/мин используют либо установ0 ленные по оси магниты 16, либо неподвижные закрепленные в корпусе 4 магниты 18.

Преимущества изобретения по сравнению с прототипом заключаются в следующем. В изобретении фланец 6 и диск 10

5 соединены между собой шпильками 14 с возможностью относительного перемещения, что исключает жесткую связь между валом 1 и диском 8. При разрыве диска 8 и срезании шпилек 14 фланец 6 и диск 10

0 связаны между собой только упругими магнитными усилиями магнитов 11 и 12, В предложенной , конструкции центрирование диска 8 производится самостоятельно под воздействием центробежных сил и магнит5 ных силовых линий соосных магнитов 11,12, Процесс установки диска 10 на фланце 6 со шпильками 14 достаточно прост и не требует значительных затрат времени, что также приведет к повышению производительно0 сти испытаний.

Форм у. ла.изобретения 1. Стенд для испытаний образцов в форме тел вращения, выполненных из керамических материалов, содержащий корпус с

5 опорами, установленный на опорах вал, средство крепления с гнездом для установки образца, закрепленное на одном торце вала, и привод вращения вала, связанный с вторым торцом, отличающийся тем,

0 что, с целью повышения производительности испытаний за счет самоцентрирования испытуемого образца относительно вала в процессе вращения, средство крепления выполнено из двух частей из ферромагнит5 ного материала, одна часть - в виде фланца на торце вала, другая - в виде диска с буртом, образующим гнездо для установки образца, а части средства крепления жестко соединены между собой с зазором и с помощью магнита.

2. (.ленд по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я гем. что мягнит выполнен из нескольких элементов Т-образной формы, установленных соосно по окружности каждой части средства крепления и контактирующих между собой посредством торцовых стоек.

3. Стенд по пп.1 и 2, отличающий с я тем, что по окружности частей средств крепления между парой контактирующих между собой элементов магнита установлена срезная шпилька.

0

А. Стенд по п. 1,отличающийся тем, что магнит установлен в углублении фланца на торце вала.

5. Стенд по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что магнит выполнен в виде охватывающего вал с фланцем кольца Г-образного поперечного сечения,а средство крепления выполнено диаметром, большим диаметра фланца вала.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания на разрыв деталей, преимущественно керамических в форме тел вращения с помощью центробежных сил. Цель изобретения - повышение производительности ис- пытаний за счет самоцентрирования испытуемого образца относительно вала в процессе вращения. Центробежный стенд содержит вал 1, установленный в подшипниках 2 корпуса 4 и снабженный торцевым фланцем 6 с равномерно расположенными по окружности отверстиями, где установлены постоянные магниты 12 и срезаемые шпильки 14. Осевая цапфа 7 испытуемого керамического диска 8 закреплена в металлической втулке 9 диска 10, в отверстиях которого установлены постоянные магниты 11 и шпильки 14. Соосные постоянные магниты между торцами имеют минимальные воздушные зазоры, а фланец 6 и диск 10 плотно прилегают торцевыми поверхностями друг к другу. Для сцепления дмскз 8 с валом 1 могут быть использованы осевые магниты, а также неподвижные магниты, закрепленные в корпусе 4 и образующие с диском 10 и валом 1 магнитные воздушные зазоры. При вращении центрирование диска .8 и вала 1 осуществляется самостоятельно под воздействием центробежных сил и магнитных осевых линий. 4 з,п.ф-лы, 3 ил. СЛ С