RU2045023C1

RU2045023C1 - Axial-loading fatigue-test facility for material specimens

Info

Publication number: RU2045023C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Власов
Original assignee: Власов Владимир Петрович
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1995-09-27

Abstract

FIELD: test technique. SUBSTANCE: turning on drive 38 mounted on base 1 sets in motion frame 10 through crank disk 39, pusher 40, and slider 41; framecompresses springs 13,16,17 and displaces toothed racks 26,27 through toothed racks 32,33 attached to it and gear wheels 28,29 mounted on base on shafts 30 and 31; this compresses springs 22,23. Specimen 6 is loaded by axial compression and specimens 8,9, by pure bending. In reverse movement of slider 41 frame 10 is held in position by means of electromagnetic retainer 36, and specimens 6,8,9 still take load. When slider 41 actuates switch 34, frame 10 with striker 15 is released from retainers 36 and imparts impact compression to specimen 7 under the action of forces of all power springs while specimens 6,8,9 are unloaded. After that specimens are loaded again. EFFECT: improved capacity due to increased number of specimens tested simultaneously; enlarged functional capabilities due to simultaneous deformation of specimens under various loads. 1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для одновременного испытания образцов материалов при осевом нагружении одних и при чистом изгибе других. The invention relates to testing equipment, and in particular to installations for the simultaneous testing of samples of materials under axial loading of some and with a clean bend of others.

Известна установка для испытания образцов на прочность при повторном ударном нагружении (авт.св. СССР N 1525539, кл. G 01 N 3/08, 1988), содержащая основание, установленные на нем механизм возвратно-поступательного перемещения с толкателем, силовую пружину и образец с захватами. A known installation for testing samples for strength under repeated shock loading (ed. St. USSR N 1525539, class G 01 N 3/08, 1988), containing the base, mounted on it a reciprocating movement with a pusher, a power spring and a sample with captures.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является установка для испытания образцов материалов при осевом нагружении, содержащая основание, установленные на нем механизм возвратно-поступательного перемещения с толкателем, два активных и два соосных пассивных захвата образца, связанную своим концом с одним из активных захватов силовую пружину, связанную с механизмом возвратно-поступательного перемещения раму с закрепленным на ней и на втором конце силовой пружины ударником, предназначенным для периодического взаимодействия с первым активным захватом образца. Closest to the invention in technical essence is an installation for testing samples of materials under axial loading, containing a base, a reciprocating movement mechanism with a pusher mounted on it, two active and two coaxial passive sample grips, a power spring connected at its end to one of the active grips associated with the mechanism of reciprocating movement of the frame with a drummer fixed on it and on the second end of the power spring, designed for periodic interaction Twi with the first active capture of the sample.

Однако эти установки имеют недостаточную производительность и не обеспечивают одновременного деформирования образцов при различных законах нагружения. However, these plants have insufficient productivity and do not provide simultaneous deformation of the samples under different loading laws.

Цель изобретения повышение производительности путем увеличения числа одновременно испытуемых образцов и расширение функциональных возможностей путем одновременного деформирования образцов при различных законах нагружения. The purpose of the invention is to increase productivity by increasing the number of simultaneously tested samples and expanding functionality by simultaneously deforming the samples under different loading laws.

Цель достигается тем, что установка для испытания образцов материалов при осевом нагружении снабжена дополнительными активными и закрепленными на основании дополнительными пассивными захватами, зубчатыми рейками, одни из которых жестко закреплены на раме, а другие установлены на основании с возможностью осевого перемещения, зубчатыми колесами, установленными на основании с помощью осей и находящимися в зацеплении с соответствующими зубчатыми рейками, и двумя группами дополнительных силовых пружин, одни концы которых взаимодействуют с соответствующими дополнительными активными захватами, другие первой группы с рамой, а второй группы с зубчатыми рейками, которые установлены на основании. The goal is achieved in that the installation for testing samples of materials under axial loading is equipped with additional active and fixed on the base additional passive grippers, gear racks, some of which are rigidly mounted on the frame, and others are mounted on the base with the possibility of axial movement, with gears mounted on the base with the help of axes and meshed with the corresponding gear racks, and two groups of additional power springs, the ends of which interact with corresponding additional active grips, other first group to the frame, and the second group with toothed racks which are mounted on the base.

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

Установка содержит основание 1, закрепленные на нем пассивные захваты 2-5 образцов 6-9, установленную на основании 1 с возможностью осевого перемещения раму 10, состоящую из двух стержней, соединенных планками 11 и 12, силовую пружину 13, одним концом взаимодействующую с активным захватом 14 образца 6, а другим с ударником 15, жестко закрепленным на раме 10, силовые пружины 16 и 17, взаимодействующие одними концами с соответствующими винтами 18 и 19, установленными на раме 10, а другими с соответствующими активными захватами 20 и 21 образцов 8 и 9, силовые пружины 22 и 23, одними концами взаимодействующие с соответствующими винтами 24 и 25, установленными на активных захватах 20 и 21, а другими с соответствующими зубчатыми рейками 26 и 27, установленными на основании с возможностью осевого перемещения, зубчатые колеса 28 и 29, установленные на основании посредством осей 20 и 31 и находящиеся в зацеплении с соответствующими зубчатыми рейками 26 и 27, а также с соответствующими зубчатыми рейками 32 и 33, жестко закрепленными на раме 10, выключатели 34 и 35, установленные на основании 1 и служащие для управления по известной электрической схеме электромагнитными фиксаторами 36, установленными с возможностью перемещения вдоль основания 1, якоря 37 электромагнитных фиксаторов, выполненные в виде клиновидных кулачков, утопляющихся при действии на них планки 12, установленный на основании 1 привод 38, состоящий из мотор-редуктора, и соединенные с ним последовательно кривошипный диск 39, толкатель 40, состоящий из двух частей с возможностью изменения его длины, и ползун 41, соединенный другим концом с рамой и перемещений ее только в одном направлении. The installation comprises a base 1, passive grippers 2-5 of samples 6-9 mounted on it, mounted on the base 1 with the possibility of axial movement of the frame 10, consisting of two rods connected by straps 11 and 12, a power spring 13, one end interacting with an active gripper 14 of sample 6, and another with a hammer 15, rigidly mounted on the frame 10, power springs 16 and 17, interacting at one end with the corresponding screws 18 and 19 mounted on the frame 10, and the other with the corresponding active grippers 20 and 21 of the samples 8 and 9 power springs s 22 and 23, one ends interacting with the corresponding screws 24 and 25 mounted on the active grippers 20 and 21, and the other with the corresponding gear racks 26 and 27 mounted on the base with the possibility of axial movement, gears 28 and 29 mounted on the base through the axes 20 and 31 and meshed with the corresponding gear racks 26 and 27, as well as with the corresponding gear racks 32 and 33, rigidly mounted on the frame 10, the switches 34 and 35 installed on the base 1 and used to control according to known The electrical circuit of the electromagnetic clamps 36, mounted to move along the base 1, the anchors 37 of the electromagnetic clamps, made in the form of wedge-shaped cams, recessed when exposed to the strap 12, mounted on the base 1 drive 38, consisting of a gear motor, and connected to a successive crank disk 39, a pusher 40, consisting of two parts with the possibility of changing its length, and a slider 41, connected at the other end to the frame and moving it in only one direction.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Для установки образцов 6 и 7 в захваты отсоединяют от рамы 10 планку 11 вместе с ударником 15, снимают пружину 13 с активным захватом 14 и устанавливают образец 6 в пассивный захват 2. Затем устанавливают активный захват 14, пружину 13 и планку 11 с ударником 15 в прежнее положение и, поворачивая диск 39, сжимают несколько пружину 13 и устанавливают образец 7 в пассивный захват 3. Устанавливают образцы 8 и 9 в соответствующие захваты 4 и 20, 5 и 21. Устанавливают радиус крепления толкателя 40 к диску 39, соответствующий требуемому усилию в пружине 13. При крайнем правом (по чертежу) положении ползуна 41 устанавливают длину толкателя 40 такой, чтобы головка ползуна 41 упиралась в выключатель 34 при его срабатывании и между головкой ползуна и планкой 12 оставался незначительный зазор, а планка 11 касалась образца 7. В момент воздействия на выключатель 34 головкой ползуна 41 при его срабатывании якоря 37 втягиваются в гнезда электромагнитных фиксаторов 36. Винтами 18, 19, 24 и 25 регулируют величину осадки соответствующих пружин. При отсутствии зазора между этими винтами и соответствующими пружинами их осадки равны между собой и равны каждая осадке пружины 13 при нагружении образцов. При наличии зазора между винтами 18, 19, 24 и 25 и соответствующими пружинами осадка каждой пружины уменьшается на величину соответствующего зазора, а следовательно, уменьшается и усилие в пружинах. To install samples 6 and 7 in the grips, disconnect the strap 11 from the frame 10 together with the striker 15, remove the spring 13 with the active gripper 14 and install the sample 6 in the passive gripper 2. Then install the active gripper 14, the spring 13 and the strap 11 with the striker 15 in the previous position and, turning the disk 39, compress several spring 13 and install the sample 7 in the passive grip 3. Install the samples 8 and 9 in the corresponding grips 4 and 20, 5 and 21. Set the radius of the pusher 40 to the disk 39, corresponding to the required force spring 13. With extreme right Ohm (according to the drawing), the position of the slider 41 is set to the length of the pusher 40 so that the head of the slider 41 abuts the switch 34 when it is triggered and there is a slight gap between the head of the slider and the strap 12, and the strap 11 touches the specimen 7. At the moment the switch 34 is exposed to the head the slider 41 when it is triggered, the anchors 37 are drawn into the seats of the electromagnetic latches 36. Screws 18, 19, 24 and 25 regulate the amount of settlement of the respective springs. In the absence of a gap between these screws and the corresponding springs, their precipitation is equal to each other and equal to each draft of the spring 13 when loading the samples. If there is a gap between the screws 18, 19, 24 and 25 and the corresponding springs, the draft of each spring decreases by the size of the corresponding gap, and therefore, the force in the springs also decreases.

Включают привод 38, который, вращая диск 39, перемещает влево (по чертежу) связанные между собой толкатель 40, ползун 41 и раму 10, которая сжимает одновременно пружины 13, 16 и 17 и посредством зубчатых реек 32 и 33 вращает зубчатые колеса 28 и 29. Эти колеса перемещают зубчатые рейки 26 и 27, которые сжимают пружины 22 и 23. Таким образом, пружина 13 через активный захват 14 нагружает образец 6 сжатием, а пружины 16 и 22 через активный захват 20 и пружины 17 и 23 через активный захват 21 нагружают образцы 8 и 9 чистым изгибом. При движении рамы 10 влево якоря 37 втянуты в гнезда электромагнитных фиксаторов 36. При подходе рамы 10 в крайнее левое положение планка 12 (на чертеже в этот момент показана пунктиром) воздействует на выключатель 35, электромагнитные фиксаторы 36 обесточиваются, якоря 37 выходят из своих гнезд и останавливают планку 12, а вместе с ней и раму 10. При движении ползуна 41 в крайнее правое положение образцы 6, 8 и 9 находятся под нагрузкой, так как все пружины сжаты. При подходе ползуна 41 в крайнее правое положение последний воздействует на выключатель 34. При этом включаются электромагнитные фиксаторы, якоря 37 втягиваются в гнезда, планка 12 освобождается от фиксаторов и рама 10 под действием усилий всех пружин резко перемещается вправо. В этот момент образцы 6, 8 и 9 разгружаются, а рама 10 с ударником 15 наносит ударное сжатие по образцу 7. После этого нагружение образцов циклически повторяется. They include a drive 38, which, rotating the disk 39, moves to the left (according to the drawing) the pusher 40, the slider 41 and the frame 10 connected to each other, which compresses the springs 13, 16 and 17 at the same time and rotates the gears 28 and 29 by means of gear racks 32 and 33 These wheels move the gear racks 26 and 27, which compress the springs 22 and 23. Thus, the spring 13 through the active gripper 14 loads the sample 6 in compression, and the springs 16 and 22 through the active gripper 20 and the springs 17 and 23 through the active gripper 21 load Samples 8 and 9 with a clean bend. When the frame 10 moves to the left, the anchors 37 are pulled into the sockets of the electromagnetic latches 36. When the frame 10 approaches the leftmost position, the bar 12 (shown in dotted lines at the moment in the drawing) acts on the switch 35, the electromagnetic latches 36 are de-energized, the anchors 37 leave their sockets and stop the bar 12, and with it the frame 10. When the slider 41 moves to the extreme right position, the samples 6, 8 and 9 are under load, since all the springs are compressed. When the slider 41 approaches the extreme right position, the latter acts on the switch 34. In this case, the electromagnetic latches are turned on, the anchors 37 are pulled into the slots, the bar 12 is released from the latches and the frame 10 is sharply shifted to the right under the action of all the springs. At this moment, the samples 6, 8 and 9 are unloaded, and the frame 10 with the striker 15 inflicts shock compression on the sample 7. After that, the loading of the samples is cyclically repeated.

Якоря 37 выполнены в виде клиновидных кулачков для того, чтобы в случае несрабатывания электромагнитов не произошло поломки установки. В этом случае якоря 37 утопятся в свои гнезда планкой 12. Для измерения усилий используют типовые динамометры, встроенные в захваты образцов. Anchors 37 are made in the form of wedge-shaped cams so that in case of failure of the electromagnets there is no breakdown of the installation. In this case, the anchors 37 will sink into their nests with a bar 12. For measuring the forces, typical dynamometers are used that are built into the grips of the samples.

Установка обеспечивает испытание каждого образца по отдельности, а также и в различных их комбинациях, остальные образцы на испытание не устанавливают. При этом, если образец 7 на испытание не ставят, то, чтобы не происходило удара планкой 12 по головке ползуна 41, вместо образца 7 устанавливают стержень длиной, равной длине образца 7, и диаметром, равным диаметру головки образца 7. The installation provides testing of each sample individually, as well as in various combinations thereof, the remaining samples are not installed for testing. Moreover, if sample 7 is not put to the test, then, so that there is no impact with the strap 12 on the head of the slider 41, instead of sample 7, a rod is installed with a length equal to the length of sample 7 and a diameter equal to the diameter of the head of sample 7.

Установка также обеспечивает испытание образцов 6, 8 и 9 (образец 7 на испытание не устанавливают и захват 3 оставляют свободным) на длительную прочность при постоянной во времени нагрузке. Для этого обесточивают электромагнитные фиксаторы 36 в тот момент, когда они смогут удержать планку 8, а вместе с ней и раму 10, оставляют обесточенными на все время испытания образцов и отключают привод 38. Периодически поджимают пружину 13 перемещением планки 11 и пружины 16, 17, 22 и 23 соответствующими винтами 18, 19, 24 и 25, если в них усилия со временем уменьшатся. The installation also provides testing of samples 6, 8 and 9 (sample 7 is not installed for testing and the gripper 3 is left free) for long-term strength with a constant load over time. To do this, de-energize the electromagnetic clamps 36 at the moment when they can hold the bar 8, and together with it the frame 10, leave the samples de-energized for the entire time of the tests and turn off the drive 38. Periodically pressurize the spring 13 by moving the bar 11 and the springs 16, 17, 22 and 23 with the corresponding screws 18, 19, 24 and 25, if the forces in them decrease over time.

При снятии с установки электромагнитных фиксаторов 36 образец 6 испытывают на усталостное сжатие, а образцы 8 и 9 на усталостный чистый изгиб при отнулевых циклах нагружения. When removing electromagnetic brackets 36 from installation, sample 6 is tested for fatigue compression, and samples 8 and 9 for pure fatigue bending during zero loading cycles.

Claims

A FACILITY TESTING INSTALLATION FOR MATERIAL SAMPLES DURING AXIAL LOAD, containing a base, a reciprocating movement mechanism with a pusher mounted on it, two active and two coaxial passive sample grips, a power spring connected to one of the active grips by a spring connected to the reciprocating mechanism translational movement of the frame with a drummer fixed on it and on the second end of the power spring, designed for periodic interaction with the first active capture of the sample, distinguishing I mean that, in order to increase productivity by increasing the number of simultaneously tested samples and expanding functionality by simultaneously deforming samples under different loading laws, it is equipped with additional active and fixed on the base additional passive grippers, gear racks, one of which is rigidly fixed to the frame and others are mounted on the base with axial displacement, with gears mounted on the base using axles and finding located in engagement with the corresponding gear racks, and two groups of additional power springs, one ends of which interact with the corresponding additional active grippers, the other of the first group with the frame, and the second group with gear racks, which are installed on the base.