Машина для механических испытаний металлов Советский патент 1949 года по МПК G01N3/00 

Для механических испытаний малых образцов металлов предлагается машина, обеспечивающая проведение испытаний образцов на сжатие, растяжение и кручение.

Механическая нагрузка на испытуемый образец создается маятником со сменным грузом. Испытание на растяжение и сжатие производится при помощи горизонтальной рамки, связанной посредством рычагов, образующих параллелограмм с маятником, а испытание на кручение и на продольную деформацию при помощи приспособления, соединенного с осью вращения маятника. Отсчет величины нагрузок производится на одной шкале для всех видов испытаний.

Кинематическая схема предлагаемой машины изображена на чертеже.

Механические испытания металлов осуществляются следующим образом.

При приложении растягивающего или сжимающего усилий вращением конической шестеренки / передвигают вместе с установочным винтом 3 жесткую рамку 4, выполненную как одно целое с кареткой 5. Последняя через образец 7 и каретку 6 передает усилие системе рычагов 8, 9 и 10, образующих параллело34

Грамм абвг, расположенный в плоскости качания маятника. -Система рычагов S, 9 VI 10 под действием этого усилия отклоняется в положение, показанное на схеме пунктиром.

Поворот рычага Ю на угол а в подшипниках вала 23 вызывает возникновение силы Р Q . tg а , где Q - вес сменного груза //. Сила Р, умноженная на передаточное число системы рычагов, дает усилие, действующее на образец 7 в направлении стрелок А. Передаточное число системы рычагов равно расстоянию L между осью вращения вала 23 в точке О и центром тяжести груза 11, отнесенному к половине разницы между длинами плеч рычага 10 в пределах параллелограмма абвг. При этом рычаг 8 имеет равные плечи.

Подобное устройство, называемое диференциальным рычагом, позволяет осуществлять большие передаточные числа без применения клиновых опор, собрать всю схему на шарикоподшипниках и существенно увеличить чувствительность машины.

Шестерня 1 может вращаться в разные стороны, чем обеспечивает приложение осевой нагрузки разного знака.

531

При приложении крутящего момента вращение той же шестерни / передается сцепляющейся с ней шестерне 2, посаженной на вал 24, имеющий зажим для закрепления одного конца образца 25, который другим концом закрепляется в зажиме, смонтированном на валу 23, вращающемся вместе с рычагом 10.

Под действием крутящего момента в направлении стрелки В, передаваемого через образец 25 валу 23, рычаг 10 отклоняется на угол а. При этом величина крутящего момента равна весу груза Q, умноженному на плечо Z,, или QL . sin а.

Таким образом, вращением шестерни / можно осуществлять нагружение образца как осевой силой, так и крутящим моментом в зависимости от того, помещен ли образец между каретками 5 и 6 или между зажимами валов 23 и 24.

Отсчет величины нагрузок осуществляется при помощи механизма диаграммной записи, являющегося общим для всех видов испытаний.

Как показано выще, нагружение как осевой силой, так и крутящим моментом вызывает поворот рычага 10 в подщипниках вала 23, который, поворачиваясь, поступательно перемещает каретку 6 в направлении стрелок А. В результате этого через упор 19 поворачивается зеркало 17 относительно неподвижной опоры 20j что вызывает перемещение луча от источника света 21 по экрану 22 в вертикальном направлении (координата--нагрузка). Величина такого перемещения точно соответствует величине угла поворота рычага 10 или определенным значениям величин прикладываемых нагрузок.

При вращении шестерни /, связанной с шестерней 2, рамка 4 и каретка 5 перемещаются на величину деформации образца (растяжения, сжатия, угла закручивания и т. п.), сложенную с величиной перемещения каретки 6, и передают это перемещение через упор 18 зеркалу 17, которое, поворачиваясь относительно неподвижной опоры 20, вызывает передвижение луча света по экрану 22 в горизонтальном на532

правлении (координата - деформация). Сумма обоих передвижений дает на экране 22 (фотопластинке / диаграмму в координатах «нагрузка-деформация для различных видов испытаний, в том числе и дл-л кручения.

Указатель нагрузки, также общий для всех видов испытаний, представляет собой рамку со стеклом 13 с вертикальной чертой. Рамка передвигается вдоль неподвижной шкалы 14, благодаря отклонению рычага 12, жестко связанного с рычагом 10.

Указательная рамка со стеклом 13 крепится к рычагу 12 щарнирно двумя способами. В одном случае рамка движется вдоль шкалы 14 строго параллельно ей. При этом размер Н (расстояние от шкалы 14 до оси вращения вала 23) при любом угле а сохраняется. В другом случае рамка подвешивается несколько над шкалой 14 и передвигается по дуге радиуса / (расстояние от оси подвески рамки до оси вращения вала 23). При этом черта стекла 13 сохраняет вертикальное положение, перекрывая деления шкалы 14.

Указанное крепление рамки позволяет отсчитывать нагрузку на общей равномерной шкале 14 для обоих случаев нагружения.

Предмет изобретения

Машина для механических испытаний металлов, в которой механическая нагрузка на образец создается маятником со сменным грузом, отличающаяся тем, что, с целью испытания образца как на сжатие и растяжение. Так и на кручение и отсчета величины нагрузок по одной и той же шкале 14, маятник снабжен системой рычагов 8, 9 и 10, образующих параллелограмм абвг, расположенный в плоскости качания маятника, одна из сторон которого связана через испытываемый образец с горизонтальной рамкой 4, перемещаемой установочным винтом 3, а вал, вращающийся вместе с маятником, снабжен приспособлением для крепления конца образца при его испытании на кручение таким образом, чтобы в завийчмости от установки испытываемоЛ -,iLJiiiliJjiiiLl I hiukLaioiiuil

з .

0 го образца отклонение маятника вызывало либо его продольную деформацию, либо скручивание.