RU2006818C1

RU2006818C1 - Axial loading test stand

Info

Publication number: RU2006818C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Власов
Original assignee: Ухтинский индустриальный институт
Priority date: 1991-06-13
Filing date: 1991-06-13
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: test equipment. SUBSTANCE: when drive 27 is energized frame 8 is set into movement through crank disk 28, pusher 29 and slider 30, the frame compresses spring 12 and axially loads specimen 4. Frame 8 through gears 19 simultaneously sets first additional frame 13 into movement, frame 13 compresses spring 13 and axially loads specimen 5. On reverse movement of slider 30 frame 8 together with frame 13 are held by electromagnetic lock 25, specimens 4 and 5 are loaded. When slider 30 acts on switch 23 frames 8 and 13 are released from locks 25 and under the action of springs 12 and 16 respectively sharply return back. At this moment frame 13 loads specimen 4 by shock compression, and frame 8 loads specimen 5 through frame 15 by shock compression independently of frame 13 due to slot 21 in each support 22. The loading of the specimens is repeated. EFFECT: improved structure. 1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для одновременного испытания образцов материалов при осевом нагружении. The invention relates to testing equipment, and in particular to installations for the simultaneous testing of samples of materials under axial loading.

Известна схема машины с возбуждением нагрузок эксцентриковым механизмом для испытания на усталость при осевом нагружении, содержащая основание, механизм возвратно-поступательного перемещения с толкателем, силовые пружины и образец с захватами. A known scheme of a machine with excitation of loads by an eccentric mechanism for axial loading fatigue testing, comprising a base, a reciprocating movement with a pusher, power springs and a sample with grips.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является установка для испытания образцов на прочность при повторном удаpном нагружении, содержащая основание, смонтированные на нем механизм возвратно-поступательного перемещения с толкателем, пассивный и активный захваты образца, ударник, взаимодействующий с активным захватом, и силовую пружину. Closest to the technical essence of the invention is an installation for testing samples for strength under repeated shock loading, containing a base, mounted on it a reciprocating movement with a pusher, passive and active grips of the sample, a hammer interacting with an active gripper, and a power spring.

Недостатком указанных устройств является необеспечение одновременного испытания двух образцов на сжатие и ударное сжатие в каждом цикле. The disadvantage of these devices is the failure to simultaneously test two samples for compression and shock compression in each cycle.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний не только одного образца на повторное ударное сжатие, но и двух образцов на сжатие и ударное сжатие в каждом цикле и повышение производительности за счет обеспечения одновременных испытаний двух образцов. The purpose of the invention is the expansion of functionality by providing tests not only of one specimen for repeated shock compression, but also of two specimens for compression and shock compression in each cycle and increasing productivity by ensuring simultaneous testing of two samples.

Цель изобретения - обеспечение испытаний не только одного образца на повторное ударное сжатие, но и двух образцов на сжатие и ударное сжатие в каждом цикле и повышение производительности за счет обеспечения одновременных испытаний двух образцов. The purpose of the invention is the provision of testing not only one sample for re-shock compression, but two samples for compression and shock compression in each cycle and increase productivity by ensuring simultaneous testing of two samples.

Это достигается тем, что установка для испытания образцов материалов при осевом нагружении, содержащая основание, смонтированные на нем механизм возвратно-поступательного перемещения с толкателем, пассивный и активный захваты образца, ударник, взаимодействующий с активным захватом, и силовую пружину, снабжена рамой, связанной с толкателем и несущей дополнительный ударник, двумя дополнительными рамами, первая из которых установлена на основании с возможностью возвратно-поступательного перемещения и на ней закреплен первый из упомянутых ударников, а другая размещена в направляющих первой с возможностью взаимодействия с дополнительным ударником, вторым, закрепленным на основании соосно первому пассивным захватом, и вторым активным захватом, расположенным с возможностью взаимодействия со второй дополнительной рамой, дополнительной силовой пружиной, размещенной между дополнительными рамами, зубчатыми рейками, закрепленными на основной и первой дополнительной рамах, и зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении с зубчатыми рейками и установленными на основании посредством осей, расположенных в пазах опор, прием основная силовая пружина смонтирована с возможностью взаимодействия с первым активным захватом и дополнительным ударником. This is achieved by the fact that the installation for testing samples of materials under axial loading, comprising a base, a reciprocating movement with a pusher mounted on it, passive and active grips of the sample, a striker interacting with the active gripper, and a power spring, equipped with a frame associated with the pusher and the supporting additional drummer, two additional frames, the first of which is mounted on the base with the possibility of reciprocating movement and the first of these is fixed on it of the second impactors, and the other is placed in the guides of the first with the possibility of interaction with the additional drummer, the second, fixed on the base coaxially with the first passive capture, and the second active capture located with the possibility of interaction with the second additional frame, an additional power spring located between the additional frames, gear racks mounted on the main and first additional frames, and gears meshed with the gear racks and mounted on the base according to by means of axles located in the grooves of the supports, the main power spring is mounted with the possibility of interaction with the first active grip and an additional hammer.

На чертеже изображена схема предлагаемой установки. The drawing shows a diagram of the proposed installation.

Установка содержит основание 1, закрепленные на нем пассивные захваты 2 и 3 образцов 4 и 5, активные захваты 6 и 7 этих образцов, раму 8, установленную на основании 1 с возможностью осевого перемещения и состоящую из двух стержней, соединенных пленками 9 и 10, при этом планка 10 имеет ударник 11, силовую пружину 12, одним концом взаимодействующую с активным захватом 6 образца 4, а другим - с ударником 11 рамы 8. Кроме того, устройство включает раму 13 с ударником 14, установленную на основании 1 с возможностью осевого перемещения и взаимодействующую ударником 14 с активным захватом 6, раму 15, расположенную в раме 13 и на активном захвате 6 с возможностью осевого перемещения и взаимодействующую одной стороной с ударником 11 рамы 8, а другой - с активным захватом 7 образца 5, силовую пружину 16, установленную соосно образцам 4 и 5 и взаимодействующую одним концом с рамой 13, а другим - с рамой 15, зубчатые рейки 17 и 16, жестко прикрепленные соответственно к рамам 8 и 13, зубчатые колеса 19, установленные на основании 1 посредством осей 20, расположенных в пазах 21 опор 22, и находящиеся в зацеплении с зубчатыми рейками 17 и 18, выключателями 23 и 24, установленные на основании и служащие для управления по известной электрической схеме электромагнитными фиксаторами 25, установленными с возможностью перемещения вдоль основания, якоря 26 электромагнитных фиксаторов, выполненные в виде клиновидных кулачков, утопляющихся при действии на них пленки 9, установленный на основании привод 27, состоящий из мотор-редуктора, и соединенные с ним последовательно кривошипный диск 28, толкатель 29, состоящий из двух частей, соединенных между собой, с возможностью изменения его длины и ползун 30, соединенный другим концом с рамой 8 и перемещающий ее только в одном направлении. The installation comprises a base 1, passive grippers 2 and 3 of samples 4 and 5 fixed on it, active grippers 6 and 7 of these samples, a frame 8 mounted on the base 1 with the possibility of axial movement and consisting of two rods connected by films 9 and 10, with this strap 10 has a hammer 11, a power spring 12, one end interacting with the active capture 6 of the sample 4, and the other with the hammer 11 of the frame 8. In addition, the device includes a frame 13 with a hammer 14 mounted on the base 1 with the possibility of axial movement and interacting drummer 14 with an active gripper 6, a frame 15 located in the frame 13 and on the active gripper 6 with the possibility of axial movement and interacting on one side with the drummer 11 of the frame 8, and the other with the active gripper 7 of the sample 5, a power spring 16 mounted coaxially to the samples 4 and 5 and interacting at one end with the frame 13 and the other with the frame 15, gear racks 17 and 16, rigidly attached to the frames 8 and 13, gears 19 mounted on the base 1 by means of axles 20 located in the grooves 21 of the supports 22 and meshed with gear racks 17 18, switches 23 and 24, installed on the base and used to control electromagnetic latches 25, mounted with the possibility of moving along the base, anchors 26 of electromagnetic clamps, made in the form of wedge-shaped cams, recessed when the film 9 is mounted on them, mounted on the known electric circuit the base of the drive 27, consisting of a gear motor, and a crank disk 28 connected in series with it, a pusher 29, consisting of two parts interconnected, with the possibility of changing it for and the slider 30, connected at the other end to the frame 8 and moving it in only one direction.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Устанавливают образец 4 в захват 2 и основание 1, а затем образец 5 в захваты 3 и 7. Устанавливают радиус крепления толкателя 29 к кривошипному диску 28, соответствующий требуемому усилию в пружине 12. При крайнем правом (по чертежу) положении ползуна 30 устанавливают длину толкателя 29 такой, чтобы головка ползуна 30 упиралась в выключатель 23 при его срабатывании и между головкой ползуна и планкой 9 оставался зазор такой величины, чтобы не происходило удара планкой 9 по головке ползуна 30 при ударном нагружении образца 5. В момент воздействия на выключатель 23 головкой ползуна 30 при его срабатывании якоря 26 втягиваются в гнезда электромагнитных фиксаторов 25. Set the sample 4 in the gripper 2 and the base 1, and then the sample 5 in the grips 3 and 7. Set the radius of the pusher 29 to the crank disk 28, corresponding to the required force in the spring 12. When the right position (according to the drawing) the position of the slider 30 set the length of the pusher 29 such that the head of the slider 30 rests against the switch 23 when it is triggered and there is a gap between the head of the slider and the strap 9 so that the strap 9 does not hit the head of the slider 30 during impact loading of the sample 5. At the moment the switch is turned off Tel head 23 of the slider 30 when it is activated the armature 26 drawn into the slot 25 of the electromagnetic clamps.

Включают привод 27, который, вращая диск 28, перемещает влево (по чертежу) связанные между собой толкатель 29, ползун 30 и раму 8, которая, сжимая пружину 12, через активный захват 6 нагружает образец 4 сжатием. Одновременно рама 8 через зубчатые рейки 17 вначале смещает каждую ось 20 до упора в торец паза 21, при этом зубчатые колеса катятся по зубчатым рейкам 18. А после этого под действием зубчатых реек 17 зубчатые колеса 1 начинают вращаться вокруг своих осей 20 и посредством зубчатые реек 18 перемещают раму 13, которая сжимает пружину 16 вправо. They include a drive 27, which, rotating the disk 28, moves to the left (according to the drawing) the pusher 29, the slider 30 and the frame 8 connected to each other, which, compressing the spring 12, through the active gripper 6 loads the sample 4 with compression. At the same time, the frame 8, through the gear racks 17, first displaces each axis 20 completely against the end of the groove 21, while the gears roll along the gear racks 18. And then, under the action of the gear racks 17, the gears 1 begin to rotate around their axles 20 and, by means of the gear racks 18 move the frame 13, which compresses the spring 16 to the right.

Пружина 16 через планку рамы 15 и активный захват 7 нагружает образец 5 сжатием. При движении рамы 8 влево якоря втянуты в гнезда электромагнитных фиксаторов 25. При подходе рамы 8 в крайнее левое положение планка 9 (на чертеже в этот момент показана пунктиром) воздействует на выключатель 24, электромагнитные фиксаторы 25 обеспечиваются, якоря 26 выходят из своих гнезд и останавливают планку 12, а вместе с ней раму 8 и раму 13. При движении ползуна 30 в крайнее правое положение образцы 4 и 5 находятся под нагрузкой, так как обе пружины сжаты. При подходе ползуна 30 в крайнее правое положение последний воздействует на выключатель 23. При этом включаются электромагнитные фиксаторы 25, якоря 26 втягиваются в гнезда, планка 9 освобождается от фиксаторов и рамы 8 и 13 под действием усилий своих пружин резко возвращаются обратно. В этот момент образцы 4 и 5 разгружаются. Рама 13 посредством ударника 14 через активный захват 6 наносит ударное сжатие по образцу 4, а рама 8 после этого переместит оси 20 в прежнее положение и нанесет независимо от рамы 13 ударное сжатие по образцу 5 посредством ударника 11 через раму 15 и активный захват 7. После этого нагружение образцов циклически повторяется. The spring 16 through the bar of the frame 15 and the active capture 7 loads the sample 5 in compression. When the frame 8 moves to the left, the anchors are pulled into the sockets of the electromagnetic latches 25. When the frame 8 approaches the leftmost position, the bar 9 (shown in dotted lines at the moment in the drawing) acts on the switch 24, the electromagnetic latches 25 are provided, the anchors 26 exit their nests and stop the bar 12, and with it the frame 8 and the frame 13. When the slider 30 moves to the extreme right position, samples 4 and 5 are under load, since both springs are compressed. When the slider 30 approaches the extreme right position, the latter acts on the switch 23. At the same time, the electromagnetic latches 25 are turned on, the anchors 26 are pulled into the slots, the bar 9 is released from the latches and the frames 8 and 13 sharply return back under the action of the efforts of their springs. At this point, samples 4 and 5 are unloaded. The frame 13 by means of the hammer 14 through the active capture 6 inflicts shock compression on the sample 4, and the frame 8 then moves the axis 20 to the previous position and inflicts independently on the frame 13 the shock compression on the sample 5 through the hammer 11 through the frame 15 and the active capture 7. After This loading of the samples is cyclically repeated.

Установка обеспечивает испытание только образца 4 или только образца 5. В этом случае вместо отсутствующего образца устанавливают стержень - заменитель образца. The installation provides testing only sample 4 or only sample 5. In this case, instead of the missing sample, a rod is installed - a substitute for the sample.

Установка обеспечивает испытание образцов 4 и 5 на длительную прочность при постоянной во времени нагрузке. Для этого обесточивают электромагнитные фиксаторы 25 в тот момент, когда они смогут удержать планку 9, а вместе с ней и рамы 8 и 13 и оставляют обесточенными на все время испытания образцов и отключают привод 27. Периодически поджимают пружины 12 и 16 перемещением соответственно планки 10 и планки рамы 15, если в пружинах усилия со временем уменьшатся. The setup provides testing samples 4 and 5 for long-term strength at a constant load over time. To do this, de-energize the electromagnetic latches 25 at the moment when they can hold the bar 9, and with it the frames 8 and 13 and leave the samples tested de-energized for the whole time and turn off the drive 27. Periodically press the springs 12 and 16 by moving the bars 10 and the slats of the frame 15, if in the springs the forces decrease over time.

При снятии с установки электромагнитных фиксаторов 25 образцы 4 и 5 испытывают на усталостное сжатие (при отсутствии выдержки образцов под нагрузкой в каждом цикле и с равными скоростями нагружения и разгрузки) при отнулевом цикле. When removing electromagnetic locks 25 from the installation, samples 4 and 5 are tested for fatigue compression (in the absence of aging of the samples under load in each cycle and with equal loading and unloading speeds) during a zero cycle.

Установка обеспечивает испытание образца 4 на усталостное сжатие, а образца 5 - на циклическое ударное сжатие. Для этого снимают пружину 16 и, вращая кривошипный диск 28, перемещают рамы 8 и 13 настолько, чтобы между рамой 13 и активным захватом 6 образовался зазор. Затем перемещают планки 9 и 10 относительно стержней рамы 8 путем вращения соответствующих гаек на стержнях до тех пор, пока ударник 11 не коснется рамы 15, а ползун 30 не займет крайнее правое положение. При этом сохраняются установленный зазор между рамой 15 и активным захватом 6, включают привод 27. Нагружение образцов 4 и 5 будет отличаться от нагружения этих образцов при наличии обеих силовых пружин. А именно, при отсутствии пружины 16 образец 5 не будет нагружаться усталостным сжатием, а при наличии установленного зазора между рамой 13 и активным захватом 6 в начале испытания образец 4 не будет нагружаться ударным сжатием. The installation provides a test of sample 4 for fatigue compression, and sample 5 for cyclic shock compression. To do this, remove the spring 16 and, rotating the crank disk 28, move the frames 8 and 13 so that a gap is formed between the frame 13 and the active gripper 6. Then move the strips 9 and 10 relative to the rods of the frame 8 by rotating the corresponding nuts on the rods until the hammer 11 touches the frame 15, and the slider 30 does not occupy the extreme right position. In this case, the set gap between the frame 15 and the active gripper 6 is maintained, the drive 27 is turned on. The loading of samples 4 and 5 will differ from the loading of these samples in the presence of both power springs. Namely, in the absence of a spring 16, specimen 5 will not be loaded by fatigue compression, and if there is a set gap between the frame 13 and active gripper 6 at the beginning of the test, specimen 4 will not be loaded by shock compression.

При отсутствии пружины 16 и наличии зазора между рамой 13 и активным захватом 6 в начале испытания установка обеспечивает испытание только образца 4 на усталостное сжатие или только образца 5 на ударное циклическое сжатие. В этом случае вместо отсутствующего образца устанавливают стержень - заменитель образца. Если вместо образца 5 устанавливают стержень - заменитель, то установка обеспечивает испытание образца 4 на длительную прочность при постоянной во времени нагрузке, а при снятии электромагнитных фиксаторов 25 - на усталостное сжатие (при отсутствии выдержки образцов под нагрузкой в каждом цикле и с равными скоростями нагружения и разгрузки) при отнулевом цикле точно так же, как и при наличии обеих пружин при этих видах нагружения. If there is no spring 16 and there is a gap between the frame 13 and the active gripper 6 at the beginning of the test, the installation provides testing only sample 4 for fatigue compression or only sample 5 for shock cyclic compression. In this case, instead of the missing sample, a rod is installed - a substitute for the sample. If a substitute rod is installed instead of sample 5, the installation provides testing of sample 4 for long-term strength at a constant load in time, and when removing electromagnetic clamps 25 - for fatigue compression (in the absence of holding the samples under load in each cycle and with equal loading speeds and unloading) in the zero cycle, in the same way as in the presence of both springs with these types of loading.

Якоря 26 изготовлены в виде клиновидных кулачков для того, чтобы в случае несрабатывания электромагнита не произошло поломки установки. В этом случае якоря 26 утопятся в свои гнезда планкой 9. Для измерения усилий используются типовые динамометры, встроенные в захваты образцов. (56) Авторское свидетельство СССР N 1525539, кл. G 01 N 3/08, 1988. Anchors 26 are made in the form of wedge-shaped cams so that in case of failure of the electromagnet there is no breakdown of the installation. In this case, the anchors 26 will sink into their nests with a bar 9. For measuring the forces, standard dynamometers are used, which are built into the grips of the samples. (56) Copyright certificate of the USSR N 1525539, cl. G 01 N 3/08, 1988.

Claims

INSTALLATION FOR TESTING SAMPLES OF MATERIALS UNDER AXIAL LOAD, containing a base, a reciprocating movement mechanism with a pusher mounted on it, passive and active grips of a sample, a hammer interacting with an active gripper, and a power spring, characterized in that it is equipped with a frame associated with the pusher and the supporting additional drummer, two additional frames, the first of which is mounted on the base with the possibility of reciprocating movement and the first of which is fixed on it first drummers, and the second is placed in the guides of the first with the possibility of interaction with the additional drummer, the second, fixed on the base coaxially with the first passive capture and the second active capture, located with the possibility of interaction with the second additional frame, an additional power spring located between the additional frames, gear racks mounted on the main and first additional frames, and gears meshed with the gear racks and mounted on the base according to by means of axes located in the grooves of the supports, the main power spring being mounted with the possibility of interaction with the first active capture and an additional hammer.