Установка для испытания материалов на прочность Советский патент 1980 года по МПК G01N3/22 G01N3/08 

I

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания мат.ериалов на прочность при кручении и осевой нагрузке.

Известна установка для испытания материалов на прочность при действии кручения и осевой нагрузки, содержащая двигатель с коробкой скоростей, воздействующий на образец по двум кинематическим ветвям

11.

Недостатками установки является громоздкость и низкая точность испытания.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для испытания материалов на прочность при совместном или раздельном действии кручения и осевой нагрузки в труднодоступных местах, содержащая активный и пассивный захваты для 1фепления образца материала, связанные с ними активную и пассивную тяги, два двигателя, шариковинтовой механизм, винт которого связан с активной тягой и одним из двигателей, а гайка выполнена в виде среднего кольца двойного упорного подщипника и связана с пассивной тягой, и систему контроля за нагружением образца 2.

Погрешностью установки является низкая точность поддержания заданных параметров испытания, в частности постоянного соотнощения между скоростями деформирования.

Цель изобретения - повышение точности поддержания заданных параметров испыта5 ния.

Для достиж.ения этого гайка кинематически соединена с вторым двигателем. Кроме того, система контроля за нагружением образца включает датчики угловой и осевой

10 деформации, связанные с датчиками блоки сравнения их сигналов с задаваемыми, программирующее устройство и регуляторы оборотов двигателей, соединенные соответственно с выходами блоков сравнения сигна 5 лов датчиков угловой и осевой деформации с задаваемыми.

На чертеже изображена нредлагаемая установка. Она содержит активный 1 и пассивный 2

2Q захваты для крепления образца 3 материала, связанные с ними активную 4 и пассивную 5 тяги, два электродвигателя 6, 7 с редукторами 8 и 9, шариковинтовой механизм, винт 10 которого связан с активной тягой 4

25 и при помощи щариковой щпонки 11 с редуктором 8 электродвигателя 6, а гайка 12 выполнена в виде среднего кольца двойного упорного подшипника 13, связанного с пассивной тягой 5. Гайка 12 имеет зубчатый

30 венец, входящий в зацепление с шестерней

3 14, и кинематически связана с редуктором 9 электродвигателя 7 через валы 15 и шестерни 16, 17.

Система контроля за нагружением образца включает датчик 18 угловой деформации, связанный с активной тягой 4, датчик 19 осевой деформации, связанный с образцом 3, программирующее устройство 20, блоки 21 и 22 сравнения сигналов соответственно датчиков 18 и 19 с задаваемым ирограммнрующим устройством 20, регуляторы 23 и 24 оборотов соответственно двигателей 6 и 7, соединенные соответственно с выходами блоков 21 и 22.

Установка работает следующим образом.

Нанример, требуется исцытать образец цри совместном действии кручения и осевой нагрузки при постоянном не зависящем от виещних условий соотношении скоростей деформирования образца. Для этого включают систему контроля на соответствующий , при котором приводится в действие электродвигатель 6, вращающий винт 10.

При установивщихся внешних условиях гайка 12 остается неподвижной или вращается с постоянной скоростью, а винт 10, вращаясь, одновременно закручивает и вызывает ос.евую деформацию активной тяги 4 и, соответственно, образца. Скорость вращения электродвигателя 6 задается программирующим устройством 20 через регулятор 23 оборотов. При неустановивщихся внешних условиях, например в начальной стадии нагружения образца, когда изменяется величина упругих деформаций тяг или при переменном температурном режиме, вызывающем различные удлинения активной и пассивной тяг, а также температурную деформацию образца, на блоке 22 появляется разность сигналов от датчика 19 осевой деформации и программирующего устройства 20. Эта разность сигналов (сигнал ошибки) оказывает управляющее воздействие на регулятор 24 оборотов электродвигателя 7, который приводит во вращение гайку 12, или сообщает ей дополнительную скорость вращения, или уменьщает ее. Благодаря алгебраическому сложению двух вращений - вращения винта 10 и вращения гайки 12 (которое может быть также ускоренным или замедленным), компенсируются температурные и другие деформации тяг 4, 5 и температурные деформации образца 3. Сигнал ощибки уменьшается до нуля, и образец 3 деформируется в соответствии с заданной программой при постоянном соотношении скоростей.

При чистой осевой деформации приводит.г

«777548 -ся во вращение гайка 12 с заданной скоростью, обеспечивая требуемую скорость осевого деформирования образца, а влияние неустановивщихся внещних условий на деформацию образца компенсируется аналогично с помощью системы контроля за нагружением образца.

При реализации чистого кручения приводят одновременно во вращение с одинаковой угловой скоростью винт 10 и гайку 12 и автоматическим регулированием скорости их оборотов по принципу обратной замкнутой связи устраняют влияние неустановивщихся внещних условий на деформацию

образца.

Установка позволяет проводить испытания материалов на прочность в труднодоступных местах с высокой точностью при изменяющихся внещних условиях, а также

испытывать образцы в широком диапазоне нагрузок. Кроме того она обеспечивает большую достоверность и повторяемость результатов испытаний.

Формула изобретения

1.Установка для испытания материалов на прочность при совместном или раздельном действии кручения и осевой нагрузки в труднодоступных местах, содержащая актинный и пассивный захваты для крепления образца материала, связанные с ними активную и пассивную тяги, два двигателя, шариковинтовой механизм, винт которого связан с активной тягой и одним из двигателей, а гайка выполнена в виде среднего кольца двойного упорного подшипника и связана с пассивной тягой и систему контроля за нагружением образца, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности поддержания заданных параметров испытания, гайка кинематически соединена с вторым двигателем,

2.Установка поп. 1, отличающаяся тем, что система контроля за нагружением

образца включает датчики угловой и осевой деформации, связанные с датчиками блоки сравнения их сигналов с задаваемыми, программирующее устройство и регуляторы оборотов двигателей, соединенные соответственно с выходами блоков сравнения сигналов датчиков угловой и осевой деформации с задаваемыми.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 81330, кл. G 01.N 3/02 1948.

2. Авторское свидетельство СССР № 238845, кл. G 01N 3/22 1967 (прототип).