JPH02268247A - 引張クリープ破断試験機の伸び追従装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、引張クリープ破断試験機の伸び追従装置に
関するものである。

〔従　　来　　技　　術〕

引張クリープ破断試験は、試験片をある一定の温度に保
持した状態で、試験片に所定の荷重を与え、時間の経過
とともに変化する歪量を計測し、クリープが進行して破
断するまでの時間などを求めるものであり、試験機とし
ては、長時間にわたって荷重を一定に保つ必要上、重り
（分１ｉ１）をてこを介して試験片に負荷するのが一般
的である。

このような試験機において、例えば１０００時間かけて
破断させようとすると、大きな荷重を与える必要がある
ため、てこ比を大きくする必要があり、一方、試験片は
破断するまでに試験片の標点間距離が１５０〜２００％
程度まで伸びる。重りの移動量は、試験片の実質的な伸
び量とてこ比率の積であり、前述のような破断試験では
、破断までの重りの移動量が極めて大きくなる。

この重りの移動量は以下に示すように９ｍにもなり、−
回の移動では寸法的に無理であり、重りの上下移動距離
を設定し、重りが下限位置に達したら重りを自動的に上
限位置まで引き上げ、これを繰り返すことにより一定荷
重を連続的に付加することが行なわれている。

（例）試験片標点間距離　：１８０ｍｍてこ比率　　　
　　：ｌ対１００ 最大伸び　　　　　二９０　ｒｍ　（１５０％の時）重
りの総移動量　　：９０００ａｎ （＝９０Ｘ１００倍） 重りの上下限界距離：２００ｍａ＋ 破断までの引上回数：約４５回 （−９０００／　２００） 重りを自動的に上限位置まで引き上げる装置としては、
試験片と同一軸芯になるように配置したウオームジヤツ
キを用いるのが一般的であり、従来はウオームジヤツキ
のアクチュエータに電動モータを用い、ウオームジヤツ
キによって試験片を下方へ引き下げることにより重りを
引き上げている。この試験片の引き下げは、全行程を通
して例えば、１０　ｍｍ　／　ｌｌ１ｉｎ程度の一定速
度で行っている。

〔この発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、一般にクリープ試験においては、第４図
に示すように、第１期、第■朋、第■期（破断直前を含
む）があり、各時期において著しくクリープ伸び速度が
異なっている。そのため、試験片の引き下げ速度は基本
的には速い速度の方が良いが、クリープ伸び速度が遅い
時期に速い速度で引き下げると、試験片にかかる加速度
が大きくなり、荷重精度が悪くなる。

一方、試験片の引き下げ速度を低く設定すると、クリー
プ伸び速度の速い破断直前などにおいて、重りが支持部
材（下限）まで到達してしまい、荷重が抜けてしまう恐
れがある。従って、荷重精度を高めるためには、各伸び
速度に対応させてウオームジヤツキの引き速度を可変と
することが必要となる。

また、万一、試験中に停電等の原因により電源が断たれ
た場合、電気炉で試験片を加熱していることから、試験
片の温度が下がってｍむことにより、試験片に過大な荷
重がかかり、またてこが上限位置を越えてしまうなどの
不都合が生じる。

このような不都合を解消するためには、重りを下降させ
て支持させることにより、速やかに荷重を取り去ってや
ればよいが、従来の電動モータではバックアップ用のバ
ッテリー等が必要であると共に、停電時にバッテリーの
能力が不足しないように日こ゛ろからバッテリーメンテ
ナンスを十分に行なわなければならない問題がある。

この発明は、前述のような事情に濫みてなされたもので
、その目的は、試験片の引き速度を試験片の伸び速度に
対応させて容易に変えることができ、また停電時に、荷
重の除去を容易かつ確実に行うことのできるクリープ破
断試験機の伸び追従装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第１図に示すように、試験片ＴＰＯ一端にて
こ１を介して重り２を負荷し、他端に試験片ＴＰを軸方
向に移動させる駆動装置３を設け、重り２が下限位置に
達すると、駆動装置３により試験片ＴＰを下方へ移動さ
せて重り２を上限位置まで引き上げるようにした引張“
クリープ破断試験機において、第３図に示すように、駆
動装置３のアクチュエータに油圧モータ４を用い、この
油圧モータ４の油圧回路５に複数の油圧ポンプ６を並列
させて設置すると共に、これら油圧ポンプ６を選択的に
使用できるように構成する。

駆動装置３には、大荷重（重りの重量とてこ比率の積）
に抗して試験片ＴＰを移動できる種々の装置を用いるこ
とができるが、ウオームジヤツキが好ましい。

油圧ポンプ６は吐出量の異なる２台のポンプ６Ａ、６Ｂ
を用い、油圧ポンプ６Ｂ側に速度用切換弁７を設け、二
段階の吐出量（モータ速度）が得られるようにするのが
好ましい。

なお、両方の油圧ポンプ６Ａ、６Ｂに切換弁７を設け、
あるいは油圧ポンプ６Ａ、６Ｂ間にクラッチを介在させ
るなどして三段階の吐出量が得られるようにしてもよい
し、また油圧ポンプ６を３台以上設けてもよい。

また、停電時に対応させるために、油圧回路５にアキュ
ムレータ８を設け、このアキュムレータ８を停電時切換
弁９を介して油圧モータ４に接続する。

〔作　　　用〕

重り２が下限位置に達すると、これをセンサーが検出し
て油圧ポンプ６Ａあるいは６Ｂにより、試験片ＴＰＯ引
き下げ、すなわち重り２の引き上げを行なう。

速度用切換弁７を開閉することにより、油圧ポンプ６Ａ
のみの吐出、あるいは両方の油圧ポンプ６Ｂの吐出によ
り、二段階の油圧モータ４の回転速度が得られる。これ
により、試験片ＴＰを大小の引き下げ速度で引き下げる
ことができ、例えば第■期では遅い速度で引き下げ、第
■期では速い速度で引き下げることにより、荷重精度を
高めることができる。

この引き下げ速度は二段階に限らず、三段階以上として
伸び速度に細かく対応させることができることはいうま
でもない。

アキュムレータ８は、油圧ポンプ６Ａと６Ｂの駆動によ
り蓄圧されており、停電時には、停電時切換弁９が作動
してアキュムレータ８内の圧油により油圧モータ４が回
転する。油圧モータ４の回転方向は、試験片ＴＰを引張
る方向とは逆方向であり、試験片ＴＰを上昇させること
により重り２が下降し、支持部材１０に重り２を支持さ
せることにより荷重が試験片ＴＰから除去される。

〔実　施　例〕

これは、第１図に示すように、試験片ＴＰを電気炉Ｆに
より４００〜７００°Ｃに加熱し、最大で幅６０ｍｍ、
厚さ２５ｍｍ、標点間距離１８０■の試験片を１０００
時間かけて破断（９０〜１８０ｍｎ＋）させるようにし
たものであり、てこ比率１：１００で５０トンの試験荷
重を負荷できるようにされている。

試験機はベツド１１に立設された支柱１２、支柱上端を
連結するヨーク１３を有し、試験片ＴＰの上端が自在継
手１４を介しててこ１に接続され、下端が自在継手１５
を介してウオームジヤツキ３に接続される。

てこ１は、支点１６．１７により揺動可能とされた第１
てこＩＡ、第２てこＩＢと、両てこを連結するリンクｌ
Ｃからなり、第１でこＩＡの先端に吊り棒１８により重
り２を取付け、第２てこＩＢの支点側に自在継手１４に
軸着して１　：　１００のてこ比率が得られるようにさ
れている。

重り２の上限位置および下限位置は、第１でこＩへの中
央部に設けた検出棒１９にストライカ−２０を設け、こ
のストライカ−２０により作動する上限リミットスイッ
チ２１と下限リミットスイッチ２２を所定間隔をおいて
上下に配置して設定する。

ウオームジヤツキ３は、ウオーム２３、ウォムホイール
２４、ナツト部材２５、スクリューロッド２６からなり
、スクリューロッド２６の先端を自在継手１５に接続し
、ウオーム２３を油圧モータ４により回転駆動させる。

油圧モータ４は正逆回転可能なモータであり、三位開切
換弁２７により引張り方向、押上げ方向に切換が可能と
されている。この三位開切換弁２７の供給ポートにチエ
ツク弁２８を有する油圧ポンプ６Ａ、６Ｂを並列に接続
し、一方の油圧ポンプ６Ｂの出側に速度用切換弁７を設
ける。

両袖圧ポンプ６Ａ、６Ｂはリミットスイッチ２１．２２
によりオンオフするモータＭによる同軸回転とし、速度
用切換弁７により選択的に用いられるようにする。油圧
ポンプ６Ａ、６Ｂの吐出量をａ、ｂとし、切換弁７を閉
位置とすれば吐出量ａが得られ、切換弁７を開位置とす
れば吐出量（ａ＋ｂ）が得られる。

吐出量ａを小さく、吐出量すを大きく設定すれば・ａに
対して数倍の（ａ＋ｂ）が得られ、著しく異なる試験片
の伸び速度に対応させることができる。

なお・ウオームジヤツキの引き速度は、迅速な重りの引
き上げを行なうべく試験片の伸び速度よりも大きく、試
験片の伸び速度の大小に比例させて二段階に変化させる
ことになる。切換弁７の切換は、伸び検出器からの信号
により自動的に行う。

アキュムレータ８はチエツク弁２９を介して油圧ポンプ
６の出側に接続し、ポンプ６により蓄圧できるようにし
、試験時操作弁３０および停電時切換弁９を介して油圧
モータ４に接続する。

停電時切換弁９は、通電時にはソレノイド９ａの励磁に
より閉位置を保持し、停電時にソレノイドの解磁により
開位置となってアキュムレ−４゜ り８の圧油を油圧モータ４の押上げ方向に流すようにさ
れている。なお、試験時操作弁３０は試験開始時にオン
させ、試験中の停電に備えるものである。

〔発明の効果〕

前述のとおり、本発明は、試験片の駆動装置のアクチュ
エータに油圧モータを用い、複数の油圧ポンプにより駆
動させるようにしたため、試験片の引き速度を試験片の
伸び速度に対応させて容易に変えることができ、引張ク
リープ破断試験の精度を高めることができる。

また、アキュムレータと停電時切換弁を設けることによ
り、従来のようにメンテナンスに気を使うことなく、か
つ簡単な装置により、停電時の荷重の除去を容易かつ確
実に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明に係る引張クリープ破断試験機
を示す正面図、側面図、第３図はその油圧回路図、第４
図は一般的なりリープ曲線を示すグラフである。 １・・・・・・テコ、２・・・・・・重り３・・・・・
・駆動装置、４・・・・・・油圧モータ５・・・・・・
油圧回路、６・・・・・・油圧ポンプ７・・・・・・速
度用切換弁、８・・・・・・アキュムレータ９・・・・
・・停電時切換弁、１０・・・・・・支持部材１１・・
・・・・ベツド、１２・・・・・・支柱１３・・・・・
・ヨーク、１４．１５・・・・・・自在継手１６．１７
・・・・・・支点、１８・・・・・・吊り棒１９・・・
・・・検出棒、２０・・・・・・ストライカ−２１，２
２・・・・・・リミットスイッチ２３・・・・・・ウオ
ーム、２４・・・ウオームホイール２５・・・・・・ナ
ツト部材 ２６・・・・・・スクリューロンド ２７・・・・・・三位開切換弁 ２８・・・・・・チエツク弁、２９・・・・・・チエツ
ク弁３０・・・・・・試験時操作弁 第 ア 第 図 時 間 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）試験片の一端にてこを介して重りを負荷し、他端
   に試験片を軸方向に移動させる駆動装置を設け、重りが
   下限位置に達すると、前記駆動装置により試験片を下方
   へ移動させて重りを上限位置まで引き上げるようにした
   引張クリープ破断試験機において、 前記駆動装置のアクチュエータに油圧モータを用い、こ
   の油圧モータの油圧回路に複数の油圧ポンプを並列させ
   て設置すると共に、これら油圧ポンプを選択的に使用で
   きるように構成したことを特徴とする引張クリープ破断
   試験機の伸び追従装置。
2. （２）油圧回路にアキュムレータを設け、このアキュム
   レータを停電時切換弁を介して油圧モータに接続したこ
   とを特徴とする請求項（１）記載の引張クリープ破断試
   験機のの伸び追従装置。