CZ32773U1 - Cyklovací zkušební zařízení pro únavové namáhání dřeva a kompozitních materiálů na bázi dřeva v ohybu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se zabývá cyklovacím zkušebním zařízením pro cyklické zatěžování dřeva, případně DKM (dřevních kompozitních materiálů), v ohybu, při kterém se zkušební materiál opakovaně zatěžuje a tím se simuluje chování daného materiálu při běžném používání v určitém časovém rozsahu (závisí od počtů cyklů).

Dosavadní stav techniky

Existují podobná zařízení pro výše uvedené experimenty, ať už mechanických, pneumatických nebo hydraulických, viz ukázka v literatuře. Ne všechna zařízení, i ta, na která je odkazováno, jsou určena pro zkoušení dřeva, ale princip zatěžování je zachován. Předmětné zařízení i s příslušenstvím je ale jako celek jedinečné a není kopií žádného existujícího.

Podstata technického řešení

Zařízení je samostatná jednotka, která na základě otáčení klikové hřídele vyvozuje zatěžovací sílu, která působí cyklicky v jednom bodě na zatěžovaný materiál. Zařízení se skládá z pěti základních částí, a to z hlavního rámu, tj. konstrukce pro zajištění stability, pevného stolu se dvěma nastavitelnými zarážkami sloužícími pro podepření zatěžovaného dílce, posuvného zařízení ve vertikálním směru (slouží k nastavení dráhy zatížení), záznamového zařízení s příslušenstvím (zobrazuje počet cyklů) a pohonné jednotky (elektromotor).

Cyklovací zařízení

Cyklovací zařízení je zhotoveno z hlavního rámu obdélníkového tvaru, který je svařen ze dvou svislých prvků rámu čtvercového průřezu, výhodně o rozměru 100 x 100 mm, a prvku rámu s kruhovým průřezem, výhodně s průměrem 90 mm, a prvků rámu s průřezem ve tvaru L, výhodně s rozměry 40 x 40 mm. Na horní část rámu je uchycen elektromotor s převodovkou (možnost přidání frekvenčního měniče o výkonu 0,55 kW, otáčky 1380 min¹) pomocí aretačních šroubů a matic, přičemž je tento elektromotor a převodovka spojena s klikovou hřídelí, která vykonává a reguluje hlavní pracovní pohyb cyklovacího zařízení. Kliková hřídel je spojena s vnitřním rámem, který je uložen na vodících válcích. Na vnitřním rámu je přichycena zarážka válcového tvaru o průměru přibližně 50 mm sloužící pro přenesení síly na zatěžovaný materiál. Tato zarážka je spojena s rámem pomocí šroubového mechanizmu pro výškové nastavení. Na vodorovných prvcích rámu, výhodně ve výšce 800 mm od země, je přivařen pracovní stůl se dvěma nastavitelnými podpěrami zakončenými válcovými zarážkami, výhodně o průměru 20 až 80 mm. Na horní části rámu je připevněno snímací zařízení sloužící k zobrazení a navolení počtu vykonaných cyklů, přičemž se jedná o jednoduché zařízení s digitálním displejem, které je propojeno s klikovou hřídelí. Hlavní rám je opatřen zespodu dvěma podpůrnými prvky ve formě prvků rámu s kruhovým průřezem, výhodně o průměru 50 až 100 mm, přivařenými kolmo krámu pro zajištěn celkové stability cyklovacího zařízení. Zapnutí a vypnutí zařízení je zabezpečeno vypínačem umístěném na hlavním rámu konstrukce.

Objasnění výkresů

Obr. 1 - Nárys cyklovacího zařízení

- 1 CZ 32773 U1

Obr. 2 - Bokorys cyklovacího zařízení

Obr. 3 - Detail cyklovací hlavy.

Příklad uskutečnění technického řešení

Cyklovací zařízení je zhotoveno z hlavního rámu 1 obdélníkového tvaru, který je svařen z prvků 2 rámu s čtvercovými průřezy o rozměru 1230 x 700 mm a 100 x 100 mm, a prvku rámu 3 s kruhovým průřezem s průměrem 100 mm a prvků 5 rámu s průřezem ve tvaru písmene L s rozměry 50 x 50 mm. Na horní část rámu je uchycen elektromotor 8 pomocí aretačních šroubů a matic, přičemž je tento elektromotor spojen s klikovou hřídelí 9, která vykonává hlavní pracovní pohyb cyklovacího zařízení. Kliková hřídel je spojena s vnitřním rámem 10, který je uložen na vodících prvcích 11 ve formě válců. Na vnitřním rámu je přichycena výškově nastavitelná zarážka 12 válcového tvaru sloužící pro přenesení síly na zatěžovaný materiál. Tato zarážka je spojena s rámem pomocí šroubového mechanizmu 13 pro výškové nastaveni. Ve výšce 800 mm od země je na vodorovných prvcích 4 rámu přivařen pracovní stůl 6 se dvěma nastavitelnými podpěrami 7 zakončenými válcovými zarážkami. Na horní části rámu je připevněno snímací zařízení 15 sloužící k zobrazení počtu vykonaných cyklů, přičemž se jedná o jednoduché zařízení s digitálním displejem, které je propojeno s klikovou hřídelí. Hlavní rám 1 je opatřen zespodu dvěma podpůrnými prvky 14 s kruhovým průřezem, výhodně o průměru 50 až 80 mm, přivařenými kolmo k rámu pro zajištění celkové stability cyklovacího zařízení.

Průmyslová využitelnost

Předmětné zařízení je objektivně realizovatelné a reprodukovatelné podle tohoto příkladu technického řešení.

Cyklovací zařízení slouží k cyklickému namáhání materiálů na bázi dřeva, případně i v kombinaci s nedřevními materiály, v ohybu, při kterém se zkušební materiál opakovaně zatěžuje a tím se simuluje chování daného materiálu při běžném používání v určitém časovém rozsahu (závisí od počtu a frekvence cyklů).

Literatura:

Dowling, N. E. (2013). Mechanical Behavior of Materials - Engineering Methods of Deformation, Fracture, and Fatigue. Pearson Education Limited. ISBN: 9780273764557.

Petruška, O. (2012). Zkušební zařízení pro únavové zkoušky kompozitních materiálů při ohybovém namáhání [online]. Bakalářská práce. Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, [cit. 2017-12-01], Dostupné z: http://hdl.handle.net/11012/6684.

Tůma, V. (2017). Vlastnosti spoje v kompozitní letecké konstrukci. Diplomová práce. Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně. Fakulta technologická.

Zkušební zařízení pro únavové zkoušky ohybem [online], [cit. 2017-12-01], Dostupné na: http://www.poppe-potthoff.de/cz/produkty/stroje-zarizeni/merici-a-zkušební-stanice/zkusebnizarizeni-pro-únavové-zkoušky-ohybem/.

Claims (3)

1. Cyklovací zkušební zařízení pro únavové namáhání dřeva a kompozitních materiálů na bázi dřeva v ohybu, vyznačující se tím, že cyklovací zařízení je zhotoveno z hlavního rámu (1) obdélníkového tvaru, který je svařen ze dvou svislých prvků (2) rámu čtvercového průřezu, spodního vodorovného prvku (3) rámu s kruhovým průřezem, dvou vodorovných prvků (4) rámu čtvercového průřezu, ke kterým je přivařen pracovní stůl (6), a dvou vodorovných prvků (5) rámu o průřezu ve tvaru písmene L, přičemž pracovní stůl (6) je opatřen dvěma nastavitelnými podpěrami (7) zakončenými válcovou zarážkou, dále je k horní části prvku (5) rámu připevněn aretačními šrouby elektromotor (8) a převodovka, kde elektromotor (8) je spojen s klikovou hřídelí (9), přičemž je tato hřídel (9) spojena s vnitřním rámem (10), který se pohybuje po kruhových vodících prvcích (11), dále je na vnitřním rámu (10) válcová zarážka (12), přičemž tato zarážka (12) je spojena s vnitřním rámem (10) pomocí šroubového mechanismu (13).

2. Cyklovací zkušební zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že na horní části rámu (1) je připevněno snímací zařízení (15) pro zobrazení a navolení počtu vykonaných cyklů.

3. Cyklovací zkušební zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že hlavní rám (1) je pro zajištění celkové stability cyklovacího zařízení opatřen zespodu dvěma podpůrnými prvky (14) s kruhovým průřezem, připevněnými kolmo k rámu (1).