RU2039964C1

RU2039964C1 - Centrifugal test bench for materials testing

Info

Publication number: RU2039964C1
Authority: RU
Inventors: А.Н. Семенюк
Original assignee: Семенюк Андрей Николаевич
Priority date: 1992-09-18
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: test equipment. SUBSTANCE: centrifugal test bench for materials testing uses a foundation, platform with a rotation drive mounted on it, coaxial clamps for securing the material test specimen, one of which is installed for rotation on the platform, and a device for creation of torque load having two rigidly coupled inertia weights with a drive of their radial travel. The device for creation of torque load is made as a face plate with guides, whose axis of turn is at a certain distance from the platform axis of rotation, the inertia weights are installed in the face plate guides for antiphase displacement relative to its axis of turn, mechanism for transmission of rotary motion from the face plate to the test specimen, including a support secured on the platform, bevel gearwheel secured on the face plate coaxially with its axis, and a gear conjugated with it and coupled with the movable clamp through the support, two face plate angular position limiters secured on the platform, and the other clamp is rigidly secured on the platform. EFFECT: testing of fatigue twisting torsion of material test specimens is provided. 2 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет испытывать на усталостное кручение вращающиеся образцы материалов. The invention relates to testing equipment and allows testing fatigue torsion of rotating samples of materials.

Известна установка для испытания материалов на кручение [1] содержащая корпус, соосно установленные захваты для образца и связанные с одним из захватов приводы для закручивания и осевого нагружения образца. A known installation for testing torsion materials [1] comprising a housing, coaxially mounted grippers for the sample and drives associated with one of the grippers for twisting and axial loading of the sample.

Недостатком данной установки является сложность создания знакопеременной крутящей нагрузки вследствие использования фрикционных сил для закручивания образца и большое время для реализации повторного закручивания вследствие больших инерционных постоянных привода закручивания. The disadvantage of this installation is the difficulty of creating an alternating torque load due to the use of frictional forces to twist the sample and a long time to realize repeated twisting due to the large inertial constants of the twisting drive.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стенд [2] содержащий платформу с приводом ее вращения, захваты для образца и два груза, связанные с соответствующими захватами и обеспечивающими совместно с шарнирным четырехзвенником нагружение образца крутящей и осевой нагрузкой. The closest in technical essence to the invention is a stand [2] containing a platform with a drive for its rotation, grippers for the sample and two loads associated with the respective grippers and together with the articulated four-link loading of the sample with a torque and axial load.

Недостатком данного стенда является недостаточная производительность испытаний ввиду невозможности испытания образца без дополнительного переналаживания на усталостное знакопеременное закручивание. The disadvantage of this stand is the lack of test performance due to the impossibility of testing the sample without additional readjustment to alternating fatigue twisting.

Изобретение направлено на повышение производительности испытаний и уменьшение энергоемкости стенда. The invention is aimed at improving test performance and reducing the energy intensity of the stand.

Это достигается тем, что в центробежном испытательном стенде для испытания материалов, содержащем основание, установленную на нем платформу с приводом вращения, соосные зажимы для закрепления испытуемого образца материала, один из которых установлен с возможностью вращения на платформе, и устройство для создания крутящей нагрузки, включающее два жестко связанных инерционных груза с приводом их радиального перемещения, устройство для создания крутящей нагрузки выполнено в виде поворотной планшайбы с направляющими, ось поворота которой размещена на расстоянии от оси вращения платформы, инерционные грузы установлены в направляющих планшайбы с возможностью противофазного перемещения относительно оси ее поворота, механизма передачи вращательного движения с планшайбой на образец, включающего опору, закрепляемую на платформе, коническое зубчатое колесо, закрепленное на планшайбе соосно ее оси, и сопряженную с ним шестерню, связанную с подвижным зажимом через опору, два ограничителя углового положения планшайбы, закрепленных на платформе, а второй зажим жестко закреплен на платформе. This is achieved by the fact that in a centrifugal test bench for testing materials containing a base, a platform mounted on it with a rotation drive, coaxial clamps for securing the test material sample, one of which is mounted for rotation on the platform, and a device for creating a torque load, including two rigidly connected inertial loads with a drive of their radial movement, a device for creating a torque load is made in the form of a rotary faceplate with guides, the axis of rotation of which th is placed at a distance from the axis of rotation of the platform, inertial loads are mounted in the guides of the faceplate with the possibility of out-of-phase movement relative to the axis of its rotation, the mechanism for transmitting rotational motion with the faceplate to the sample, including a support mounted on the platform, a bevel gear mounted on the faceplate axially with its axis , and the gear associated with it, connected to the movable clamp through the support, two limiters of the angular position of the faceplate mounted on the platform, and the second clamp is rigidly fixed n on the platform.

На фиг. 1 показан заявляемый стенд, план; на фиг. 2 то же, вид сбоку. In FIG. 1 shows the inventive stand plan; in FIG. 2 same side view.

Стенд для испытаний образцов на усталостное кручение содержит установленную на основании платформу 1 с противовесом 2 и собственным приводом вращения (не показан), зажимы 3 и 4 для закрепления испытуемого образца 5, один из которых, например 3, жестко закреплен на платформе, и устройство для создания крутящей нагрузки, включающее поворотную планшайбу 6 в виде балки, ось поворота которой размещена на расстоянии от оси вращения платформы, два инерционных груза 7 и 8, установленных в направляющих 9 планшайбы 6, жестко связанных между собой с возможностью противофазного радиального перемещения относительно оси ее поворота и снабженных общим реверсивным приводом 10 поступательного перемещения, закрепленным на планшайбе 6 по ее оси поворота. The test bench for fatigue torsion samples contains a platform 1 mounted on the base with a counterweight 2 and its own rotation drive (not shown), clamps 3 and 4 for securing the test sample 5, one of which, for example 3, is rigidly fixed to the platform, and a device for creating a torque load, including a rotary faceplate 6 in the form of a beam, the axis of rotation of which is placed at a distance from the axis of rotation of the platform, two inertial loads 7 and 8 installed in the guides 9 of the faceplate 6, rigidly interconnected with awn antiphase radial movement relative to its axis of rotation and provided with a common reversing actuator 10 in translation, fixed to the faceplate 6 to its pivot axis.

Механизм передачи вращательного движения с планшайбы 6 на образец включает коническое зубчатое колесо 11, закрепленное на планшайбе соосно ее оси, и сопряженную с ним шестерню 12, связанную с подвижным зажимом 4 через опору вращения 13, закрепленную на платформе, и два ограничителя 14 и 15 углового положения планшайбы, закрепленных на платформе в зоне вращения планшайбы. The mechanism for transmitting rotational motion from the faceplate 6 to the sample includes a bevel gear 11 mounted on the faceplate coaxially with its axis, and a gear 12 connected thereto, connected to the movable clamp 4 through a rotation support 13, mounted on the platform, and two angular limiters 14 and 15 the position of the faceplate mounted on the platform in the area of rotation of the faceplate.

Стенд работает следующим образом. The stand works as follows.

Испытуемый образец 5 закрепляют в зажимах 3 и 4, приводом 10 устанавливают грузы 7 и 8 симметрично относительно оси планшайбы 6. Платформу 1 раскручивают до расчетной угловой скорости. Пpиводом 10 перемещают грузы 7 и 8 попеременно относительно оси поворота планшайбы вверх или вниз по фиг. 1. При смещении грузов относительно оси вращения планшайбы 1 (например, груз 7 находится на максимально далеком, а груз 8 на максимально близком расстоянии от оси поворота планшайбы и наоборот, крутящий момент, вызванный неуравновешенностью планшайбы с грузами, передается посредством конической зубчатой передачи 11 и 12 на образец 5. Осуществляя циклическое перемещение грузов 7 и 8 вдоль планшайбы 6 к концам ее плеч, обеспечивают циклическое действие на образец знакопеременной крутящей нагрузки. Установкой упоров 14 и 15 ограничивают величину угла закручивания образца 5. Повторное нагружение образца осуществляют заданное число раз или до разрушения образца 5. Перемещением небольших масс (например, по 2 кг) на подобном стенде можно создавать значительные крутящие моменты, что уменьшает энергоемкость испытаний. The test sample 5 is fixed in the clamps 3 and 4, the drive 10 sets the weights 7 and 8 symmetrically with respect to the axis of the faceplate 6. The platform 1 is untwisted to the calculated angular velocity. Drive 10 moves loads 7 and 8 alternately relative to the axis of rotation of the faceplate up or down in FIG. 1. When the loads are displaced relative to the axis of rotation of the faceplate 1 (for example, load 7 is located as far away as possible, and load 8 is located as close as possible to the axis of rotation of the faceplate and vice versa, the torque caused by the imbalance of the faceplate with the loads is transmitted through a bevel gear 11 and 12 per sample 5. By cycling the loads 7 and 8 along the faceplate 6 to the ends of its shoulders, they provide cyclic action on the specimen of an alternating torque load. la twisting the sample 5. Re-loading the sample is carried out a predetermined number of times or until the sample is destroyed 5. By moving small masses (for example, 2 kg each), significant torques can be created on such a bench, which reduces the energy consumption of the tests.

Обеспечение без переналадки стенда нагружения образца знакопеременными крутящими нагрузками увеличивает производительность испытаний. Кроме того, уменьшается энергоемкость привода устройства создания крутящей нагрузки, так как для этой цели в стенде используется энергия ротационного поля. Использование инерционных грузов с приводом позволяет создавать значительные крутящие моменты более простыми средствами. Providing test rigs with alternating torque loads without retooling increases test productivity. In addition, the energy consumption of the drive of the torque load generating device is reduced, since the rotational field energy is used in the stand for this purpose. The use of inertial loads with a drive allows you to create significant torque with simpler means.

Claims

CENTRIFUGAL TEST TEST FOR TESTING MATERIALS, containing a base, a platform mounted on it with a rotation drive, coaxial clamps for securing the test material sample, one of which is mounted for rotation on the platform, and a device for creating a torque load, including two rigidly connected inertial loads with drive their radial movement, characterized in that the device for creating a torque load is made in the form of a rotary faceplate with guides, the axis of rotation of which is times Even at a distance from the axis of rotation of the platform, inertial weights are installed in the guides of the faceplate with the possibility of antiphase movement relative to the axis of its rotation, the mechanism for transmitting rotational motion from the faceplate to the sample, including a support mounted on the platform, a bevel gear mounted on the faceplate coaxially with its axis and the gear associated with it, connected to the movable clamp through the support, two limiters for the angular displacement of the faceplate mounted on the platform, and the second clamp is rigidly fixed to the platform.