Предметом изобретения является машина для испытания цилиндрических образцов металлов на совместное или раздельное растяжение и консольный изгиб, совмещенные с вращением в условиях нормальной или высокой температуры.
Уже известны машины для испытания на изгиб образцов металла, подвергаемых вращению и одновременно консольно нагружаемых сменным грузом посредством системы рычагов, с применением съемной трубчатой электропечи для нагрева образца.
Недостаток такого рода машин заключается в том, что одновременно с вращением и консольным изгибом происходит закручивание испытуемого образца, что искажает условия и конечные результаты испытания.
Этот недостаток устранен в предлагаемой машине, в которой для предупреждения закручивания образца ему придают в процессе испытания двухстороннее вращательное движение с одновременным нагружением, образца посредством двойной рычажной системы.
На фиг. 1 схематически изображен общий вид рассматриваемой машины; на фиг. 2 и 3 - вид узла А в двух проекциях.
Испытываемый образец 1 гладким концом с выточкой закрепляют в зажиме 2 на валу 3. Шкив 4 соединен ременной передачей со шкивом 5 на валу 6 электродвигателя.
В целях предупреждения возможности скручивания образца вращение от электродвигателя передается через шкивы 7 и 8 также и на левую сторону образца через переходную и соединительную втулки 9 и 10, связанные с валиком 11.
Этот валик кинематически связан с удлинителем 12, в который ввинчивается резьбовой конец испытываемого образца. Когда к образцу прилагают только изгибающую нагрузку, то жесткая связь между валиком и удлинителем отсутствует.
Растягивающее усилие передается образцу от обоймы 13 (фиг. 2) при ее осевом перемещении через упорные подшипники 14 и втулку 15, вращаемую валиком 11 через соединение 16. Растягивающее усилие на удлинитель передается через втулку 17 и гайку 18.
Такое устройство соединения предохраняет образец от возможного скручивания при проскальзывании ремня по шкиву.
Все узлы машины крепятся на станине 19 (фиг. 1) кронштейнами 20, 21 и 22. Конструкция кронштейна 21 позволяет вращающей системе вместе с валом 3 и шкивом 4 продольно перемещаться по станине при вращении винта 23. Нагружение испытываемого образца осуществляется следующим образом.
Изгибающая нагрузка создается переменным грузом 24, надеваемым на подвеску 25, которая через серьгу 26 и призму 27 соединена с рычагом 28. Левый конец рычага 28 шарнирно соединен с рычагом 29.
Средняя часть рычага 28 также шарнирно соединена со станиной машины; правый конец рычага снабжен противовесом 30, уравновешивающим рычажную систему при снятом грузе 24.
Рычаг 29 поддерживает на полуосях 31 (фиг. 2) обойму 32, в которой закреплен удлинитель 12. Под действием груза 24 (фиг. 1) рычаг 28 перемещается вниз и тянет за собой рычаг 29, который опускает обойму 32 с удлинителем, создавая консольный изгиб испытываемого образца, закрепленного в зажиме 2.
Растягивающая нагрузка создается переменным грузом, надеваемым на подвеску 33, которая посредством призмы 34 подвешена к рычагу 35. Рычаг закреплен на станине машины шарниром 36 и соединяется с рычагом 29 стальной лентой 37. Один конец ленты укреплен на рычаге 29 винтом 38, второй перекинут через ролик 39 и укреплен на рычаге 35 шпилькой 40.
Положение равновесия этих рычажных весов контролируется стрелкой 41, совмещаемой с планкой 42. Под действием груза 43 левый конец рычага 35 стремится переместиться вниз. В ленте 37 создаются растягивающие усилия, которые вызывают поворот рычага 29 в шарнирном закреплении 44, что, в свою очередь, вызывает продольное (осевое) перемещение обоймы 32.
Одновременное нагружение грузами 24 и 43 создает сложно напряженное состояние во вращающемся образце, связанное с одновременным действием знакопеременных изгибающих напряжений и осевого растяжения.
Измерение стрелы прогиба образца в процессе испытания производится с помощью обычных индикаторов.
Удлинение образца измеряется делительной линейкой 45, укрепленной на станине 19, по перемещению кронштейна 21. При удлинении образца груз 43 перемещается вниз, стрела 41 отходит от планки 42. Для того чтобы вернуться в положение равновесия, требуется переместить кронштейн 21 на расстояние, равное осевой деформации образца.
Это перемещение, осуществляемое винтом 23, отмечается на делительной линейке 45.
Помещая испытательный образец в трубчатую электропечь, можно проводить испытания при высоких температурах.
1. Машина для испытания материалов на выносливость, отличающаяся тем, что, с целью осуществления совместной или раздельной деформации консольного изгиба и растяжения без закручивания испытуемого образца, нагружающее устройство машины выполнено в виде двойного рычажного устройства, шарнирно связанного подшипниковой обоймой и состоящего из системы неравноплечих рычагов, нагружаемых сменными грузами, и в зависимости от величин устанавливаемых грузов, осуществляющих раздельный или совместный консольный изгиб и растяжение испытуемого образца, закрепляемого в зажимах машины и подвергаемого в процессе испытания двухстороннему вращению от привода электродвигателя.
2. Применение в машине по п. 1 съемной трубчатой электропечи для осуществления нагрева образца при испытании в условиях высоких температур.
3. Применение в машине по п. 1, 2 снабженного упорным винтом и делительной линейкой подвижного зажима для крепления испытуемого образца, с целью определения линейной деформации последнего, и стрелочных индикаторов или иных измерительных приборов для замера стрелы прогиба в процессе испытания.
