Установка для испытания образцов на усталость Советский патент 1993 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов на усталость.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности испытаний образцов не олько при многоимпульсном пульсирующем нагружении в каждом цикле, но и при многоимпульсном знакопеременном нагружении в каждом цикле.

На фиг.1 представлена схема установки (вид сверху); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - две направляющие с инерционными массами и одно нагружающее устройство.

Установка содержит основание 1. Привод 2 связан валом 3 с поворотной платформой 4, к которой прикреплена звездочка 5. Наборы звездочек 5-7 различных радиусов и 8 - 10 одинаковых радиусов образуют с роликовой цепью 11 цепную передачу. Звездочки 5-10 установлены на конце кулис 12, в пазах которых установлены оси 13 и 14 с фиксаторами положения кулис. По периметру цепи 11 закреплены направляющие 15, к которым прикреплены активные захваты 16, В направляющие 15 установлены инерционные массы 17, шарнирно соединенные с пассивными захватами 18. В захватах 16 и 18 закреплены образцы 19.

Кулисы 20, в пазах которых установлены оси 21 с фиксаторами положения кулис, соединены с основанием 1. К другим концам кулис 20 жестко прикреплены стаканы 22, в которых расположены пружины 23, одними концами упирающиеся в винты 24, служащие для поджатая пружин 23, а другими - в торцы поршней 25. На штоках 26 установлены ролики 27, периодически взаимодействующие с массами 17, выступающие части которых из направляющих 15 выполнены в форме шаровых кулачков. Звездочки 8-10 воспринимают усилия пружин 23, исключая при этом прогибы цепи в местах зацепления звездочек 8 - 10 с цепью 11.

Инерционные массы 17 соединены с пассивными захватами 18 шарнирно с той целью, чтобы образцы 19 испытывали только сжатие при контактировании роликов 27 с инерционными массами 17.

Установка работает следующим образом. .

Подбирают необходимые наборы звездочек 5 - 7 и соответственно 8 - 10, число которых в каждом наборе равно требуемому числу импульсов в каждом цикле нагруже- ния. Устанавливают в захваты 16 и 18 образцы 19 Устанавливают прямолинейные участки цепи пропорционально временам задержки в следовании импульсов и закреп0

5

0

ляют кулисы 12 на оси 13 так, чтобы звездочки 5 - 7 ограничивали собой прямолинейные участки. Против средин прямолинейных участков цепи устанавливают звездочки 8-10 с соответствующими кулисами так, чтобы они выходили в зацепление, но не создавали усилия на цепь, и после этого закрепляют, кулисы на оси 14.

Винтами 24 создают в пружинах 23 усилия, определяемые скоростью вращения и радиусом предшествующей звездочки и наименьшей инерционной массой 17, которая устанавливается в направляющей 15 так, что соответствующий предшествующей звездочке ролик 27, находясь на вершине шарового кулачка наименьшей инерционной массы, создает между дном стакана 22 и поршнем 25 незначительный зазор и все усилие пружины 23 передается на образец 19. Под действием этого усилия пружина 23 получает осадку Я , так что в образце 19, соединенном с наименьшей инерционной массой 17, усилие растяжения равняется усилию сжатия.

Допустим, что следующая инерционная масса 17 (фиг.4) в два раза больше наименьшей. Усилие растяжения в образце 19, соединенном с этой инерционной массой, при вращении ее вокруг той же звездочки возрастает в два раза, Эта инерционная масса устанавливается в направляющей 15 так, что при контактировании с роликом 17 подожмет пружину 23 на величину А , И тогда усилие растяжения в зтом образце 19 будет равняться усилию Сжатия. Разность наибольшей и наименьшей инерционных масс будет пропорциональна высоте кулачка h. Наибольшая высота кулачка h определяется из условия прочности штока 26 и возможности перемещения ролика 27 по кулачку инерционной массы 17, Таким образом, чтобы усилия растяжения образцов равнялись усилиям сжатия, длины выступающих частей масс 17 из направляющих 15 должны

5

0

5

0

5

0

5

быть пропорциональны их массам.

Включают двигатель и через привод 2 и вал 3 сообщают поворотной платформе 4 вращательное движение. При этом цепь приходит в движение. В образцах, движущихся по окружностям около звездочек 5 - 7, создаются за счет инерционных масс 17 усилия растяжения, а в образцах, инерционные массы которых контактируют с роликами 27, создаются усилия сжатия. Таким образом, образцы, испытываются при многоимпульсном знакопеременном нагружении в каждом цикле. При расслабленных пружинах 23 образцы испытываются при многоимпульсном пульсирующем нагружении в

каждом цикле.

Скорость цепи определяется требуемой частотой нагружения, При этот частота на- гружения пропорциональна скорости, а усилия в образцах при огибании звездочек пропорциональны квадрату скорости и массе 17, но обратно пропорциональны радиусу звездочки. Таким образом, выбор скорости цепи, числа звездочек, их радиусов, масс 17 и соотношения длин прямолинейных участков цепи позволяет устанавливать частоту нагружения, число импульсов в цикле, их уровни и времена задержек между импульсами.

Формула изобретения Установка для испытания образцов на усталость, содержащая основание, разме- щенное на нем центробежное нагружаю- идее устройство, включающее поворотную платформу, инерционные массы, цепную передачу со звездочками разного диаметра, одна из которых прикреплена к поворотной платформе, кулисы, на концах которых закреплены оси соответствующих звездочек, и установленную в пазах кулис ось с фиксатором положения кулис относительно оси, соосные активные и пассивные захваты образцов, активные из которых связаны с поворотной платформой посредством цепи, а пассивные связаны с соответствующими

инерционными массами, и прикрепленные к цепи передачи по ее периметру направляющие для соответствующих инерционных масс, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения испытаний образцов не только при многоимпульном пульсирующем нагружении в каждом цикле, но и при многоимпульсном знакоперемен- 0 ном нагружении в каждом цикле, она снабжена дополнительными кулисами, звездочками одинакового диаметра, оси которых закреплены на.концах соответствующих дополнительных кулис, закрепленной 5 на основании и установленной в пазах дополнительных кулис осью, фиксатором положения кулис относительно этой оси, w дополнительными нагружающими устройствами, каждое из которых включает стакан, 0 жестко соединенный с соответствующей кулисой, винт, установленный на одном торце стакана, поршень, установленный в стакане, размещенную в стакане пружину, одним концом упирающуюся в винт, а другим - в 5 торец поршня, и ролик, закрепленный своей осью на штоке поршня и предназначенный для взаимодействия с инерционными массами, которые выполнены в форме кулачка со сферической поверхностью и соединены 0 шарнирно с соответствующими пассивными захватами образцов.

Изобретение относится к установкам для испытания образцов на усталость. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности испытания образцов не только при многоимпульсном пульсирующем на-, гружении, но при многоимпульсном знакопеременном нагружении в каждом цикле. .На основании размещена цепная передача с набором звездочек 5-7 различных радиусов и 8 - 10 равных радиусов. Звездочка 5 прикреплена к платформе 4, приводимой во вращение приводом 2 через вал 3. Звездоч Л ки 5-7 соединены с кулисами 12 с помощью осей. Другие концы кулис соединены осью 13 с фиксатором их положения. Звездочки 8-10 соединены с другими кулисами 12, прикрепленными к основанию, и исключают прогибы прямолинейных участков цепи 11. На звеньях цепи 11 закреплены активные захваты для образцов и направляющие 15 для инерционных масс с пассивными захватами, Снаружи на кулисах 20 закреплены стаканы 22 с пружинами, поджатыми винтами. Усилия пружин передаются через ролики 27 на пассивные захваты, вызывая сжатие образцов. Усилия растяжения на образцах создаются при огибании ими звездочек 5-7. Установка требуемого числа звездочек заданных радиусов, выбор масс и скорости движения цепи 11 позволяют формировать цикл с требуемым числом импульсов заданных длительностей с уровней как при пульсирующем, так и при знакопеременном нагружении. 4 ил. / с ю о о ю ел

Фиг. о.

Б-Б

& 23 22

фиг.3

Ъ ЛИ

jEOLJ.

22 гъ

Фа г. 4