CZ17226U1 - Zařízení pro cyklické zatěžování zkušebních vzorků kroutícím momentem - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro cyklické zatěžování zkušebních vzorků kroutícím momentem, sestávající z rámu, k němuž je připojena pohonná jednotka s převodovou skříní a skříň hna5 ného soustrojí.

Dosavadní stav techniky

U dosud známých zkušebních zařízení pro namáhání vzorků kroutícím momentem, zejména kovového materiálu, se na vzorky působí kroutícím momentem, přenášeným torzní tyčí nebo axiálně fixovaným průběžným hřídelem, přičemž vyvolání kroutícího momentu je prováděno na slo10 žitých, prostorově i technicky značně náročných zařízeních, jejichž podstata spočívá například v tom, že sestávají z rámů, k nimž jsou vertikálně upevněny nejméně dva nosné sloupy, spojené příčníky s rotačními hydromotory, k jejichž pístnicím jsou upevňovány zkušební vzorky a dále z regulačních, měřicích, registračních a vyhodnocovacích jednotek.

Nevýhodou známých řešení je zejména značná technická náročnost na zhotovení, komplikova15 nost samotného provozu a vysoká spotřeba elektrické energie při jejich provozu.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro cyklické zatěžování zkušebních vzorků kroutícím momentem, sestávající ze základové desky, na které je usazeno pevné lože, na němž je umístěno hnací soustrojí, složené z pohonné jednotky a převodové skříně a skříně hnaného soustrojí, podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že k výstupnímu hřídeli, pohonné jednotky je v převodové skříni připojen čtyřkloubový mechanizmus. Jeho kyvná páka je nasazena na hnacím hřídeli, který je souose situován s hnaným hřídelem, opatřeným setrvačníkem, uloženým spolu s hnacím hřídelem ve skříni hnaného soustrojí. Mezi hnací hřídel a hnaný hřídel je pak uchycen zkušební vzorek.

Je vhodné, aby k výstupnímu hřídeli pohonné jednotky, byl připojen snímač otáček.

Je výhodné, aby regulace excentricity čtyřkloubového mechanizmu byla provedena šnekovým převodem, situovaným do převodové skříně.

Je účelné, aby setrvačník, uložený na hnaném hřídeli, byl uspořádán jako skládací.

Je rovněž účelné, aby k hnanému hřídeli byl připojen nejméně jeden tenzometrický snímač krou30 ticího momentu.

Je vhodné, aby tenzometry, tenzometrického snímače kroutícího momentu a osové síly, byly rozmístěny po jeho obvodu.

Je rovněž výhodné, aby naměřené hodnoty, získané z tenzometrického snímače kroutícího momentu byly vyhodnocovány pomocí hardware a software počítače.

Výhodu tohoto technického řešení lze dále spatřovat v jednoduchosti konstrukčního uspořádání, v provozní spolehlivosti, ve snadnosti manipulace při provádění testování zkušebních vzorků, pří současném zajištění bezpečnosti práce, v získání přesných hodnot parametrů kroutícího momentu u zkoušeného vzorku a v jejich vyhodnocení prostřednictvím výpočetní techniky. V neposlední řadě je nespornou výhodou tohoto technického řešení nízká spotřeba elektrické energie na jeho provoz a tím i značná úspora nákladů.

Přehled obrázku na výkrese

Na přiloženém výkrese je schematicky znázorněn princip uspořádání zařízení pro cyklické zatěžování zkušebních vzorků kroutícím momentem v klidovém stavu.

CZ 17226 Ul

Příklad provedení

Zařízení pro cyklické zatěžování zkušebních vzorků kroutícím momentem sestává z rámu 01, k němuž je připojena pohonná jednotka I, například asynchronní elektromotor a převodová skříň 2. K výstupnímu hřídeli 11, pohonné jednotky I, je v převodové skříni 2 připojen čtyřkloubový mechanizmus 21, jehož excentricita „e“ je ovládána šnekovým převodem 22 a z opačné strany je k hřídeli 11 připojen snímač otáček J_2- Kyvná páka 211, čtyřkloubového mechanizmu 21, je nasazena na hnací hřídel 3. Hnací hřídel 3 je souose situován s hnaným hřídelem 41, opatřeným setrvačníkem 42, uspořádaným například jako deskový, skládací. Hnaný hřídel 41 je spolu se skládacím setrvačníkem 42 uložen ve skříni 4 hnaného soustrojí, která je rovněž upevněna v ío rámu OL Mezi hnací hřídel 3 a hnaný hřídel 41 je uchycen zkušební vzorek 5. K hnanému hřídeli 41, v těsné blízkosti zkušebního vzorku 5, je připojen nejméně jeden tenzometrický snímač 6, kroutícího momentu, jehož tenzometry 6i jsou rozmístěny po jeho obvodu, například v úhlech ±45° vůči podélné ose tenzometrického snímače 6. Naměřené hodnoty z tenzometrického snímače 6 a snímače otáček 12 jsou vyhodnocovány hardware a software počítače 7.

Po upevnění zkušebního vzorku 5 mezi hnací hřídel 3 a hnaný hřídel 41 a po připojení pohonné jednotky i, například asynchronního elektromotoru, ke zdroji elektrické energie, (není kresleno), se pohyb kyvné páky 211 čtyřkloubového mechanizmu 21 přenáší na hnaný hřídel 41, se skládacím setrvačníkem 42. Hnaný hřídel 41, jako tzv. volný člen, způsobuje vznik kroutícího momentu, přenášeného na zkušební vzorek 5, jehož velikost se snímá tenzometrickým snímačem 6. Na20 hrazením torzní tyče volně uloženým hřídelem 41 se výrazně změní charakter zatěžování zkušebního vzorku 5. Silové účinky nyní vznikají vlivem dynamických setrvačných účinků. Velikost maximálního dynamického momentu lze pak stanovit ze základní pohybové rovnice:

Ní K max ⁼ Ψ max -J kde J je moment setrvačnosti hnaného hřídele 41 a setrvačníku 42 a ψ _max představuje maximální úhlové ziychlení kyvné páky 211 čtyřkloubového mechanizmu. Změny zatěžujícího kroutícího momentu se dosáhne změnou excentricity „e“ čtyřkloubového mechanizmu 21 a rovněž změnou momentu setrvačnosti skládacího setrvačníku 42. Naměřené hodnoty získané snímačem otáček 12 a tenzometrickým snímačem 6 jsou pak přímo vyhodnocovány pomocí software počítače 7. Průmyslová využitelnost

Technické řešení může být využito při veškerém získávání údajů o únavovém namáhání zkušebních vzorků cyklickým kroutícím momentem, pro všechna průmyslová odvětví, zejména pro strojírenství, stavebnictví, automobilový a letecký průmysl.

Claims (7)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zařízení pro cyklické zatěžování zkušebních vzorků kroutícím momentem, sestávající z 35 rámu (01), k němuž je připojena pohonná jednotka (1) s převodovou skříní (2) a skříň (4) hnaného soustrojí, vyznačující se tím, žek výstupnímu hřídeli (11), pohonné jednotky (1) je v převodové skříni (2) připojen čtyřkloubový mechanizmus (21), jehož kyvná páka (211) je nasazena na hnací hřídel (3), který je souose situován s hnaným hřídelem (41), opatřeným setrvačníkem (42), uloženým spolu s hnaným hřídelem (41) ve skříni (4) hnaného soustrojí, přičemž

   40 mezi hnací hřídel (3) a hnaný hřídel (41) je uchycen zkušební vzorek (5).
2. 2. Zařízení pro cyklické zatěžování zkušebních vzorků kroutícím momentem, podle nároku 1, vyznačující se tím, že k výstupnímu hřídeli (11), pohonné jednotky (1), je připojen snímač otáček (12).

   -2CZ 17226 Ul
3. 3. Zařízení pro cyklické zatěžování zkušebních vzorků kroutícím momentem, podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že regulace excentricity „e“ čtyřkloubového mechanizmu (21) je provedena šnekovým převodem (22), situovaným do převodové skříně (2).
4. 4. Zařízení pro cyklické zatěžování zkušebních vzorků kroutícím momentem, podle někte5 rého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že setrvačník (42), uložený na hnaném hřídeli (41), je uspořádán jako skládací.
5. 5. Zařízení pro cyklické zatěžování zkušebních vzorků kroutícím momentem, podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, žek hnanému hřídeli (41) je připojen nejméně jeden tenzometrický snímač (
6. 6) kroutícího momentu.

   10 6. Zařízení pro cyklické zatěžování zkušebních vzorků kroutícím momentem, podle nároku 5, vyznačující se tím, že tenzometry (61), tenzometrického snímače (6) kroutícího momentu, jsou rozmístěny po jeho obvodu.
7. 7. Zařízení pro cyklické zatěžování zkušebních vzorků kroutícím momentem, podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že výstupy tenzometrického snímače

   15 kroutícího momentu (6) a snímače otáček (12), jsou propojeny do počítače (7).