RU2327134C1 - Stand for samples fatigue tests - Google Patents

Stand for samples fatigue tests Download PDF

Info

Publication number
RU2327134C1
RU2327134C1 RU2006144574/28A RU2006144574A RU2327134C1 RU 2327134 C1 RU2327134 C1 RU 2327134C1 RU 2006144574/28 A RU2006144574/28 A RU 2006144574/28A RU 2006144574 A RU2006144574 A RU 2006144574A RU 2327134 C1 RU2327134 C1 RU 2327134C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screws
wheels
nuts
wheel
teeth
Prior art date
Application number
RU2006144574/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Михайлович Плотников (RU)
Дмитрий Михайлович Плотников
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет"
Priority to RU2006144574/28A priority Critical patent/RU2327134C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2327134C1 publication Critical patent/RU2327134C1/en

Links

Abstract

FIELD: technological processes; measurement.
SUBSTANCE: invention is related to testing equipment. Stand consists of casing, left and right nuts installed in the casing with the possibility of rotation, screws that interact with nuts with clamps for sample installation and installed with the possibility of axial displacement, kinematic train, which represents four pairs of gear wheels. Four pairs of gear wheels connect the screws to nuts so that wheels that sit on screws and wheels that sit on nuts are rotated by means of gear wheels, which are rigidly fixed in the inlet shaft. The wheels that sit on screws have the number of cogs a+1, wheels that are adjacent to them and sit on the inlet shaft have number of cogs a, wheel that sits on the left nut has number of cogs a+2, wheel that is adjacent to it has number of cogs a+1, wheel that sits on the right nut has number of cogs a+3, wheel that is adjacent to it has number of cogs a+2, where value of number a belongs to recommended range of values of cogs numbers with interval from 12 to 157, which is limited by the possibility of gear wheels manufacturing.
EFFECT: expansion of fatigue testing stand functional resources.
1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для усталостных испытаний образцов при комбинированном нагружении, и обеспечивает нагружение испытуемого вращающегося образца как одноосной нагрузкой при растяжении (сжатии), так и сочетанием последней с возрастающим крутящим моментом.The invention relates to testing equipment, in particular to stands for fatigue testing of samples under combined loading, and provides loading of the test rotating sample as a uniaxial load under tension (compression), and a combination of the latter with increasing torque.

Известна машина для испытания образцов на растяжение (Пат. 2212647 RU, МПК7 G01N 3/08, опубл. 2003.09.20).A known machine for testing tensile samples (Pat. 2212647 RU, IPC 7 G01N 3/08, publ. 2003.09.20).

Машина содержит силовую раму, выполненную в виде основания и неподвижной траверсы, связанные между собой колоннами, подвижную траверсу и механизм перемещения подвижной траверсы, выполненный в виде двух пар винтовых передач, ходовые винты которых установлены в силовой раме на подшипниках, а гайки расположены в подвижной траверсе и скреплены с ней посредством болтов. Машина также содержит захваты, закрепленные на подвижной траверсе и на силоизмерительном датчике. Две пары винтовых передач расположены симметрично относительно оси захватов, причем любая из них может считаться основной или дополнительной. Ходовые винты имеют взаимно противоположное направление винтовых линий и кинематически связаны между собой таким образом, чтобы их направление вращения было взаимно противоположным, а вращение происходило одновременно и с одинаковой частотой.The machine contains a power frame made in the form of a base and a fixed cross-beam, connected by columns, a movable cross-beam and a mechanism for moving the movable cross-arm, made in the form of two pairs of screw transmissions, the driving screws of which are mounted in the power frame on bearings, and the nuts are located in the movable cross-arm and fastened to it by means of bolts. The machine also contains grips mounted on a movable traverse and on a load cell. Two pairs of helical gears are located symmetrically relative to the axis of the grippers, and any of them can be considered primary or secondary. The lead screws have a mutually opposite direction of the helical lines and are kinematically connected to each other so that their direction of rotation is mutually opposite, and the rotation occurs simultaneously and with the same frequency.

Машина позволяет получать значительные осевые усилия при малой скорости деформирования образца.The machine allows to obtain significant axial forces at a low rate of deformation of the sample.

Недостатком данного механизма является однонаправленное приложение осевых нагрузок на образец.The disadvantage of this mechanism is the unidirectional application of axial loads on the sample.

Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство для испытания образцов на усталость при круговом изгибе (Заявка 92006837 RU, МПК6 G01N 3/32, опубл. 1996.12.20), содержащее основание, установленные на нем во вращающихся опорах захваты для трубчатого образца, механизм вращения, например, захвата, нагружатель образца статической силой с подвеской в виде кольца для передачи нагрузки на образец, нагружатель осевой силой сжатия или растяжения в виде установленного на основании силового гидроцилиндра, штоком шарнирно соединенного с приводной вращающейся опорой захвата образца, и упорных подшипников вращающейся опоры захвата для восприятия усилий сжатия или растяжения, нагружатель образца статическим крутящим моментом, содержащий стержневой элемент с калиброванной крутильной жесткостью, центрально размещенный в отверстии образца и во вращающихся опорах захватов образца, сочлененный с вращающимися опорами шлицевыми, шпоночными или зубчатыми соединениями для обеспечения возможности его осевого перемещения относительно опор, зацепы в виде проушин или выступов, выполненные на захвате для относительного разворота захвата образца, фиксаторы, например болты, для фиксации захвата на вращающейся опоре для ее стопорения. Данное устройство позволяет испытывать образцы на усталость при комбинированном нагружении, с возможностью нагружения образца статическим крутящим моментом.Closest to the proposed solution is a device for testing samples for fatigue under circular bending (Application 92006837 RU, IPC 6 G01N 3/32, publ. 1996.12.20), containing a base, grips for a tubular sample mounted on it in rotating supports, rotation mechanism for example, gripper, sample loading device with static force with a suspension in the form of a ring for transferring the load to the sample, loading device with axial compressive or tensile force in the form of a hydraulic cylinder mounted on the basis of a cylinder, articulated with a rod a supporting sample gripping support, and thrust bearings of the rotating gripping support for sensing compressive or tensile forces, a static torque loader containing a rod element with calibrated torsional stiffness, centrally located in the sample hole and in the rotating support of the sample grippers, coupled with spline rotating bearings, keyed or gear joints to enable its axial movement relative to the supports, hooks in the form of eyes or protrusions, made for capture and relative rotation of the sample capture latches, for example bolts, for fixing the grip on the rotary support for its locking. This device allows you to test the samples for fatigue under combined loading, with the possibility of loading the sample with static torque.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний образцов на одноосное растяжение (сжатие) и совместное действие одноосного растяжения (сжатия) с переменной деформацией кручения.The objective of the invention is the expansion of functionality by providing tests of samples for uniaxial tension (compression) and the combined action of uniaxial tension (compression) with variable torsion strain.

Технический результат достигается за счет обеспечения малой разницы угловых скоростей гаек и взаимодействующих с ними винтов, последние осуществляют осевое перемещение вместе с закрепленным в захватах винтов образцом, причем при обеспечении разности относительных угловых скоростей винтов образец за счет циркулирующего в стенде замкнутого силового контура подвергается деформации кручения при одновременном растяжении или сжатии.The technical result is achieved by ensuring a small difference in the angular velocities of the nuts and the screws interacting with them, the latter carry out axial movement together with the sample fixed in the screw grips, and while ensuring the difference in the relative angular velocities of the screws, the specimen undergoes torsional deformation due to the closed power circuit circulating in the stand simultaneous stretching or compression.

Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для усталостных испытаний по схеме замкнутого контура, содержащем корпус, расположенные в корпусе с возможностью вращения левую и правую гайки, взаимодействующие с гайками винты с захватами для установки образца и установленные с возможностью осевого перемещения, кинематическую цепь, представляющую собой четыре пары зубчатых колес, связывающих винты с гайками таким образом, что колеса, сидящие на винтах и колеса, сидящие на гайках вращаются посредством зубчатых колес, жестко закрепленных на входном валу, причем колеса, сидящие на винтах имеют числа зубьев а+1, сопряженные с ними колеса, сидящие на входном валу имеют числа зубьев а, колесо, сидящее на левой гайке имеет число зубьев а+2, сопряженное с ним колесо имеет число зубьев а+1, колесо, сидящее на правой гайке имеет число зубьев а+3, сопряженное с ним колесо имеет число зубьев а+2, где значение числа а принадлежит рекомендуемому диапазону значений чисел зубьев с интервала от 12 до 157, что ограничено возможностью изготовления зубчатых колес.The specified technical result is achieved by the fact that in the test bench for fatigue tests according to a closed loop circuit containing a housing, the left and right nuts located in the housing rotatably, the captive screws interacting with the nuts for installing the specimen and installed with the possibility of axial movement, the kinematic chain, consisting of four pairs of gears connecting the screws to the nuts in such a way that the wheels sitting on the screws and the wheels sitting on the nuts rotate by means of gears, rigidly mounted on the input shaft, and the wheels sitting on the screws have the number of teeth a + 1, the wheels mating with them, the wheels sitting on the input shaft have the number of teeth a, the wheel sitting on the left nut has the number of teeth a + 2, the wheel mating with it the number of teeth is a + 1, the wheel sitting on the right nut has the number of teeth a + 3, the wheel mating with it has the number of teeth a + 2, where the value of the number a belongs to the recommended range of tooth numbers from 12 to 157, which is limited by the possibility manufacturing gears.

На чертеже изображена схема предлагаемого дифференциального механизма.The drawing shows a diagram of the proposed differential mechanism.

Стенд для усталостных испытаний по схеме замкнутого контура состоит из корпуса 1, электродвигателя 2, входного вала 3, винтов 4 и 5 с захватами для установки образца 6, взаимодействующих соответственно с левой и правой гайками 7 и 8 посредством кинематической цепи, представляющей собой четыре пары зубчатых колес z1...z8 для вращения винтов 4, 5 и гаек 7, 8 при одинаковом направлении их угловых скоростей. Винты 4 и 5 установлены с возможностью осевого перемещения.The closed circuit fatigue test bench consists of a housing 1, an electric motor 2, an input shaft 3, screws 4 and 5 with grips for mounting a sample 6, interacting with the left and right nuts 7 and 8, respectively, by means of a kinematic chain consisting of four gear pairs wheels z 1 ... z 8 for rotation of the screws 4, 5 and nuts 7, 8 with the same direction of their angular velocities. Screws 4 and 5 are mounted with the possibility of axial movement.

Стенд для усталостных испытаний образцов содержит корпус 1, расположенные в корпусе 1 с возможностью вращения левую 7 и правую 8 гайки, взаимодействующие с гайками 7, 8 винты 4, 5 с захватами для установки образца 6. Винты 4, 5 установлены с возможностью осевого перемещения. Кинематическая цепь стенда для усталостных испытаний образцов представляет собой четыре пары зубчатых колес z1-z2, z3-z4, z5-z6, z7-z8 связывающих винты 4, 5 с гайками 7, 8 таким образом, что колеса z1, z5, сидящие на винтах 4, 5 и колеса z4, z8, сидящие на гайках 7, 8, вращаются посредством зубчатых колес z2, z3, z6, z7, жестко закрепленных на входном валу 3. Колеса z1, z5, сидящие на винтах 4, 5 имеют числа зубьев а+1, сопряженные с ними колеса z2, z6, сидящие на входном валу 3 имеют числа зубьев а, колесо z4, сидящее на левой гайке 7 имеет число зубьев а+2, сопряженное с ним колесо z3 имеет число зубьев а+1, колесо z8, сидящее на правой гайке 8 имеет число зубьев а+3, сопряженное с ним колесо z7 имеет число зубьев а+2.The test bench for fatigue tests of the samples includes a housing 1 located in the housing 1 with the possibility of rotation of the left 7 and right 8 nuts, interacting with nuts 7, 8, screws 4, 5 with grippers for installing the sample 6. Screws 4, 5 are mounted with axial movement. The kinematic chain of the test bench for fatigue testing of samples consists of four pairs of gears z 1 -z 2 , z 3 -z 4 , z 5 -z 6 , z 7 -z 8 connecting screws 4, 5 with nuts 7, 8 in such a way that wheels z 1 , z 5 , sitting on screws 4, 5 and wheels z 4 , z 8 , sitting on nuts 7, 8, are rotated by gears z 2 , z 3 , z 6 , z 7 , rigidly mounted on the input shaft 3 The wheels z 1 , z 5 sitting on the screws 4, 5 have the number of teeth a + 1, the wheels z 2 , z 6 mating with them, sitting on the input shaft 3 have the number of teeth a, the wheel z 4 sitting on the left nut 7 has the number of teeth a + 2, mating The wheel z 3 connected with it has the number of teeth a + 1, the wheel z 8 sitting on the right nut 8 has the number of teeth a + 3, the mating wheel z 7 has the number of teeth a + 2.

Варианты сочетаний значений чисел зубьев (в том числе описанный выше вариант Б):Variants of combinations of values of the number of teeth (including the option B described above):

Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000002
Figure 00000003

Стенд для усталостных испытаний по схеме замкнутого контура работает следующим образом.Stand for fatigue tests according to the closed loop circuit works as follows.

При вращении входного вала 3, посредством электродвигателя 2, винты 4 и 5 с левой и правой гайками 7, 8, соответственно, вращаются в одну сторону, но с малой разностью угловых скоростей между винтами 4, 5 и сопряженными с ними гайками 7, 8.When the input shaft 3 is rotated by means of an electric motor 2, the screws 4 and 5 with the left and right nuts 7, 8, respectively, rotate in one direction, but with a small difference in angular velocities between the screws 4, 5 and the nuts 7, 8 connected with them.

При этом для варианта А сочетаний значений чисел зубьев, образец 6 подвергается только деформации растяжения (сжатия) при равных осевых скоростях винтов 4 и 5. По варианту Б сочетаний значений чисел зубьев, образец 6, кроме деформации растяжения (сжатия), в результате замкнутого силового потока, подвергается деформации кручения. Возникновение замкнутого силового потока объясняется малой разницей передаточных отношений в зубчатых парах z3-z4 и z7-z8. В результате этого образец 6 подвергается постоянному «скручивающему натягу» при одновременном растяжении или сжатии в зависимости от направления заходности резьбы винтов 4 и 5. Изменение сочетаний значений чисел зубьев позволяет плавно регулировать как скорость деформирования при растяжении (сжатии) образца, так и величину «скручивающего натяга».Moreover, for option A of combinations of values of the number of teeth, sample 6 only undergoes tensile (compression) deformation at equal axial speeds of screws 4 and 5. According to option B of combinations of values of the number of teeth, sample 6, except for tensile (compression) deformation, as a result of closed force flow subjected to torsion strain. The occurrence of a closed power flow is due to the small difference in the gear ratios in the gear pairs z 3 -z 4 and z 7 -z 8 . As a result of this, the sample 6 is subjected to a constant “twisting tightness” with simultaneous tension or compression, depending on the direction of threading of the screws 4 and 5. Changing the combinations of tooth numbers allows you to smoothly control both the deformation rate during tension (compression) of the sample and the value of the “twisting” tightness. "

Данный стенд для усталостных испытаний по схеме замкнутого контура позволяет достигать значительные осевые усилия, исключает использование торсионов и гидроцилиндров, а циркулирующий нагружающий контур обеспечивает минимальные энергетические затраты.This test bench for fatigue tests according to the closed-loop circuit allows significant axial forces to be achieved, eliminates the use of torsion bars and hydraulic cylinders, and the circulating loading circuit ensures minimal energy costs.

Claims (1)

Стенд для усталостных испытаний образцов, содержащий корпус, расположенные в корпусе с возможностью вращения левую и правую гайки, взаимодействующие с гайками винты с захватами для установки образца и установленные с возможностью осевого перемещения, кинематическую цепь, представляющую собой четыре пары зубчатых колес, связывающих винты с гайками таким образом, что колеса, сидящие на винтах, и колеса, сидящие на гайках, вращаются посредством зубчатых колес, жестко закрепленных на входном валу, причем колеса, сидящие на винтах, имеют числа зубьев а+1, сопряженные с ними колеса, сидящие на входном валу, имеют числа зубьев а, колесо, сидящее на левой гайке, имеет число зубьев а+2, сопряженное с ним колесо имеет число зубьев а+1, колесо, сидящее на правой гайке, имеет число зубьев а+3, сопряженное с ним колесо имеет число зубьев а+2, где значение числа а принадлежит рекомендуемому диапазону значений чисел зубьев с интервала от 12 до 157, что ограничено возможностью изготовления зубчатых колес.A test bench for fatigue tests of samples, comprising a housing, left and right nuts rotatably mounted in the housing, screws with grippers for installing the specimen interacting with nuts, and axially displaceable mounts, a kinematic chain consisting of four pairs of gears connecting screws to nuts so that the wheels sitting on the screws and the wheels sitting on the nuts rotate by means of gears fixed to the input shaft, and the wheels sitting on the screws are numbered and the teeth a + 1, the wheels mating with them, sitting on the input shaft, have the number of teeth a, the wheel sitting on the left nut, has the number of teeth a + 2, the wheel mating with it has the number of teeth a + 1, the wheel sitting on the right nut, has the number of teeth a + 3, the mating wheel with it has the number of teeth a + 2, where the value of the number a belongs to the recommended range of values of the number of teeth from the interval from 12 to 157, which is limited by the possibility of manufacturing gears.
RU2006144574/28A 2006-12-13 2006-12-13 Stand for samples fatigue tests RU2327134C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006144574/28A RU2327134C1 (en) 2006-12-13 2006-12-13 Stand for samples fatigue tests

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006144574/28A RU2327134C1 (en) 2006-12-13 2006-12-13 Stand for samples fatigue tests

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2327134C1 true RU2327134C1 (en) 2008-06-20

Family

ID=39637478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006144574/28A RU2327134C1 (en) 2006-12-13 2006-12-13 Stand for samples fatigue tests

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2327134C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107884270A (en) * 2017-11-13 2018-04-06 莱茵技术监督服务（广东）有限公司 Self-ballasted LED Edison base axial strength tester

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107884270A (en) * 2017-11-13 2018-04-06 莱茵技术监督服务（广东）有限公司 Self-ballasted LED Edison base axial strength tester
CN107884270B (en) * 2017-11-13 2023-11-28 莱茵技术监督服务（广东）有限公司 Edison lamp cap axial strength tester for self-ballasted LED lamp

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10883907B2 (en) Multiaxial fatigue machine
CN103926160B (en) Stretch-reverse combined load material Micro Mechanical Properties in-situ test instrument
JP2020528135A (en) Comprehensive performance test table for axial tension / compression, bending, torsion, and vibration of composite materials
CN109142090B (en) Multi-shaft loading fatigue test device for tension, compression, bending and torsion
CN108414366B (en) Self-balancing biaxial tension test device driven by single motor
CN107314935B (en) A kind of double drawing experimental rigs of universal testing machine change load ratio of gear structure formula
JP5334056B2 (en) Fatigue testing machine
CN105910820A (en) Detecting platform capable of simulating vibrating fault of harmonic reducer
RU2327134C1 (en) Stand for samples fatigue tests
WO2017179770A1 (en) Torsion testing apparatus
CN110455620B (en) Small-size combined material decides strain fatigue test device
CN101059383A (en) Low energy consumption large burden loading device in mechanical product experiment , its method and uses
CN113624592B (en) Multifunctional fatigue performance detection device
RU2472128C1 (en) Bench to tests shaft-bush friction pair
RU2336516C1 (en) Test bench for fatigue test of elastic elements
RU2214585C1 (en) Gear wheel test stand
RU2221997C1 (en) Bench testing gear transmissions according to arrangement of closed circuit
RU2045021C1 (en) Fatigue test facility for specimens subjected to alternating torsion and axial loadings
RU2254563C1 (en) Multipurpose testing machine
RU2318198C1 (en) Machine for elongation testing of samples
RU66045U1 (en) TEST FOR REDUCERS AND PUMPS
CN205580733U (en) Big moment of torsion loading device of skewed tooth formula
SU1610395A1 (en) Installation for fatigue testing of materials in circular bending and axial loading
Bhatkar et al. Design and fabrication of combined fatigue testing machine
JPH06317501A (en) Power circulation type gear testing method and device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081214