Разрывная машина для испытания материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N3/08 

(50 РАЗРЫВНАЯ МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях образцов на растяжение.

Известна разрывная машина для испытания материалов, содержащая электромеханический привод нагружения, подвижную и неподвижную траверсы, захваты для образца, маятниковый силоизмеритель, масляный тормоз,предназна-10 ценный для торможения маятника после разрушения образца )

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является разрывная маши- is на для испытания материалов, содержащая электромеханический привод нагружения, неподвижную и подвижную траверсы с пассивным и активным захватами образца, связанный с приводом ме .20 ханизм перемещения подвижной траверсы, маятниковый силоизмеритель, соединенный с помощью рычажной системы с наливным захватом, масляный аморти2

затор, предназначенный для торможения , маятника после разрушения образца, и связанный с ним микропереключатель 2

- Общим недостатком этих разрывных машин является невысокая точность измерения из-за жесткой связи маятника со средствами для его торможения.

Цель изобретения - повькиение точ-j ности измерения.

Указанная цель достигается тем, что разрывная машина для испытания материалов, содержащая электромеханический привод нагружения, неподвижную и подвижный траверсы с пассивным и активным захватами образца,, связанный с приводом механизм перемещения подвижной траверсы, маят- никовый силоизмеритель, соединенный с помощью рычажной системы с пассивным захватом,масляный амортизатор, предназначенный для торможения маятника после разрушения образца, и связанный с ним микропереключатель, снабжена рейкой и зубчатым цилиндрическим колесом, взаимодействующим с рейкой, установленными соответственно на штоке и корпусе масляного амортизатора, коническим зубчатым колесом, соединенным с помощью муфты свободного хода с зубчатым цилиндрическим колесом, и вторым коническим зубчатым колесом, кинематически связанным с приводом нагружения. На чертеже изображена схема разрывной машины. Разрывная машина содержит электромеханический привод нагружения, содержащий двигатель 1 и шестерни 2-5, кинематический связанный с шестернями 3 и 5 механизм перемещения подвижной траверсы 6, которая через гайки 7 и 8 соединена с ходовыми винтами 9 и 10, на концах которых установлены шестерни 3 и 5. На подвижной тра версе 6 размещен активный захват 11, а пассивный захват 12 расположен на неподвижной траверсе 13. Пассивный захват 12 с помощью тяги 1 рычага 15 опирающегося на призму 16, и тяги 17 соединен с маятниковым cияoизмepиteлем, выполненным в виде штанги 18 с грузом 19, рычага 20, жестко соединен ного со штангой 18 и установленного на оси 21, Рычаг 20 соединен с тягой 17 и упором 22, Масляный амортизатор состоит из корпуса 23, в котором установлены по шень 2k, пружина 25 и упор 2б. В пор не 2k выполнены отверстия, соединяющие полости 23 корпуса, разделенные поршнем 2k и заполненные маслом. Вязкость масла, диаметры поршня 2 и отверстий 27 в нем выбраны такими, чтобы обеспечить торможение маятника при разрушении образца. На штоке пор ня 2k установлены подпружиненная опора 28, микропереключатель 29 и зубча тая рейка 30, На корпусе 23 установлена ось 31, на которой закреплено цилиндрическое зубчатое колесо 32, связанное через муфту 33 свободного хода с коническим зубчатым колесом 3 Муфта 33 свободного хода установлена на оси 31 так, что не препятствует вращению колеса 32 при перемещении зубчатой рейки 30 вместе со штоком поршня 2k к упору 2б. Коническое зубчатое колесо 3 через коническое колесо 35 валик 36 и шестерни 37 и 38 связано с-шестерней 5 привода нагружения машины. При этом передаточное отношение передачи. состоящей из шестерен 37 и 38 и конических зубчатых колес 3k и 35 значительно меньше соотношения плеч рычага 15. Машина работает следующим образом. Перед проведением испытания партии образцов с помощью упора 26 устанавливают зазор ме)кду упором 22 и опорой 28 таким образом, чтобы при спаде нагрузки перед разрушением образца между ними не было контакта. Для этого проводят предварительно пробные испытания одного-двух образцов из намеченной к испытанию партии, .После установки в захваты 11 и 12 испытуемого образца включают машину в работу. При этом вращение от двигателя 1 через шестерни 2-5 передается на ходовые винты 9 и 10, которые, Эращаясь в гайках 7 и 8, аакрепленных в подвижной траверсе 6, начинают перемещать траверсу 6 вниз, верхний захват 12 жестко связан посредством образца с нижним захватом 11, установленным на траверсе 6, при ее перемещении вниз тяга 14, на которой закреплен верхний захват 12, начинает действовать на рычаг 15, поворачивая его вокруг вершины призмы 16. При этом через тягу 17 движение передается на рычаг 20 и тем самым на штангу 18 маятника, отклоняя его от вертикали путем поворота вокруг оси 21, Масса груза 19 обеспечивает приложение к концам испытуемого образца сил, пропорциональных этой массе, углу поворота штанги 18 от вертикали и соотношению плеч рычага 15. Образец начинает деформироваться. Одновременно с началом движения подвижной траверсы 6 посредством конических зубчатых колес 3k и 35 и шестерен 37 и 38 через муфту 33 свободного хода приводится во вращение зубчатое цилиндрическое- колесо 32, которое через рейку 30 начинает перемещать поршень 2k вверх. В процессе деформации материала образца до предела его упругости расстояние от опоры 28 до упора 22 не |уменьшится, так как передаточное отношение передачи, состоящей из шестерен 37, 38 и конических зубчатых колес 3k и 35 значительно меньше, чем соотношение плеч рычага 15. При дальнейшем нагружении при достижении материалом образца предела текучести, расстояние от опоры 28 до упора 22 несколько уменьшится и будет продолжать уменьшаться особенно интенсивно после достижения наибольшей нагрузки испытания и спада ее перед раврушением образца, но касания опоры 28 упором 22 не произойдет. В момент разрушения образца связь между нижним и верхним захватами 11 и 12 прерывается, тяга 1 перестает передавать усилие на рычаг 15, и штанга 18 маятника с грузом 19 стремится занять свое вертикальное положение. При этом упор 22 действует на подпружиненную опору 28, размыкается микропереключатель 29 и двигатель 1 привода нагружения прекращает работу Рычаг 20, действуя через упор 22 и опору 28 на шток поршня 24, стремится переместить шток 2 до упора 26. При этом муфта 33 свободного хода не препятствует этому перемещению, а масло находящееся в нижней полости корпуса 23, тормозит штангу 18 с грузом 19. Интенсивность торможения пропорциональна массе груза 19, площади поршня 2 и диаметру отверстий 27 в поршне , соединяющих обе полости корпуса 13 масляного амортизатора. Пр достижении штанги 18 маятникового силоизмерителя вертикального положения поворот штанги 18 и рычага 20 вокруг оси 21 прекращается, но поршень 2 продолжает двигаться к упору 26 под действием пружины 25. В момент достижения поршнем 2 упора 26 между опорой 28 и упором 22 образуется первоначально установленный зазор. Машина готова для испытаний нового образца. Разрывная машина для испытания материалов позволяет повысить точit8ность измерения, так как s ней отсутствует жесткая связь маятникового силоизмерителя со штоком масляного амортизатора. Формула изобретения Разрывная машина для испытания материалов, содержащая электромеханический привод нагружения, неподвижную и подвижную траверсы с пассивным и активным захватами образца, связанный с приводом механизм перемещения подвижной траверсы, маятниковый силоизмеритель, соединенный с помощью рычажной системы с пассивным захватом, масляный амортизатор, предназначенный для торможения маятника после разрушения образца, и связанный с ним микропереключатель ,отличающаяс я тем, что, с целью повышения точности измерения, она снабжена рейкой и зубчатым цилиндрическим колесом. взаимодействующим с .рейкой, установленными -соответственно на штоке и корпусе масляного амортизатора, коническим зубчатым колесом, соединенным с помощью муфты свободного хода с зубчатым цилиндрическим колесом, и вторым коническим зубчатым колесом, кинематически связанным с приводом нагружения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авдеев Б.А. Техника определения механических свойств материалов. М., Машиностроение, 19б5, с. 51-55. 2.Там же, с. tt-57 (прототип).