RU2503944C2

RU2503944C2 - Plant for fatigue testing of samples during twisting

Info

Publication number: RU2503944C2
Application number: RU2012103369/28A
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Лодус; Виктор Антонович Рогалёв; Лев Капитонович Горшков
Original assignee: Общественная организация Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы; Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Ольма"
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2014-01-10
Also published as: RU2012103369A

Abstract

FIELD: testing equipment.

SUBSTANCE: plant for fatigue testing of materials during twisting comprises a base, coaxial active and passive grips for ends of the sample, a mechanism of reciprocal movements of the active grip, comprising a geared wheel, installed on the active grip, and a drive of its rotation. The plant has a guide, radially fixed on the passive grip, a weight installed on the guide, a drive for weight movement along the guide, made in the form of a set of electromagnetic coils, installed along the guide and interacting with the weight. The plant comprises a shaft, which is coaxially fixed on the passive grip, the weight installed on the shaft with the possibility of rotation relative to the shaft, a fixator for connection of the weight with the shaft and a drive of weight rotation.

EFFECT: provision of testing under loading of a sample with sign-alternating twisting forces in the mode of specified loads with smooth stepped cyclic or pulse variation of load level in process of testing.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.The invention relates to testing equipment, to strength tests.

Известна установка для испытаний материалов на усталость при кручении (Авторское свидетельство СССР №819616, кл. G01N 3/04, 1981), содержащая основание, соосные активный и пассивный захваты для концов образца и механизм нагружения активного захвата.A known installation for testing materials for torsion fatigue (USSR Author's Certificate No. 819616, class G01N 3/04, 1981), containing a base, coaxial active and passive grips for the ends of the sample and the loading mechanism of the active gripper.

Недостаток установки состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний.The disadvantage of the installation is that it is not feasible to test when loading the sample with alternating torque forces in the set load mode with a smooth, stepwise, cyclic or pulsed change in the level of loads during testing.

Известна установка для испытаний материалов на усталость при кручении (патент РФ №1132196, кл. G01N 3/34, 1984), содержащая основание, соосные активный и пассивный захваты для концов образца, механизм возвратно-вращательных движений активного захвата, включающий зубчатое колесо, установленное на активном захвате, и привод его вращения.A known installation for testing materials for torsion fatigue (RF patent No. 1132196, class G01N 3/34, 1984), containing a base, coaxial active and passive grips for the ends of the sample, the mechanism of the reciprocating movements of the active gripper, including a gear mounted on the active capture, and drive its rotation.

Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний.The disadvantage of the installation also lies in the fact that it is not feasible to test when loading the sample with alternating torque forces in the mode of specified loads with a smooth, stepwise, cyclic or pulsed change in the level of loads during the tests.

Известна установка для испытаний материалов на усталость при кручении (патент РФ №1546889, кл. G01N 3/34, 1990), принимаемая за прототип. Установка содержит основание, соосные активный и пассивный захваты для концов образца, механизм возвратно-вращательных движений активного захвата, включающий зубчатое колесо, установленное на активном захвате, и привод его вращения.A known installation for testing materials for torsion fatigue (RF patent No. 1546889, class G01N 3/34, 1990), taken as a prototype. The installation comprises a base, coaxial active and passive grippers for the ends of the sample, a mechanism for the reciprocating movements of the active gripper, including a gear mounted on the active gripper, and a drive for its rotation.

Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний. Это ограничивает объем информации при исследовании свойств материалов.The disadvantage of the installation also lies in the fact that it is not feasible to test when loading the sample with alternating torque forces in the mode of specified loads with a smooth, stepwise, cyclic or pulsed change in the level of loads during the tests. This limits the amount of information when studying the properties of materials.

Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем проведение испытаний при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний.The technical result of the invention is to increase the amount of information by conducting tests when loading a sample with alternating torque forces in the set load mode with a smooth, stepwise, cyclical or pulsed change in the level of loads during the tests.

Технический результат достигается тем, что установка для испытаний материалов на усталость при кручении, содержащая основание, соосные активный и пассивный захваты для концов образца, механизм возвратно-вращательных движений активного захвата, включающий зубчатое колесо, установленное на активном захвате, и привод его вращения, согласно изобретению она имеет направляющую, радиально закрепленную на пассивном захвате, груз, установленный на направляющей, и привод перемещения груза вдоль направляющей.The technical result is achieved in that the installation for testing materials for torsion fatigue, containing a base, coaxial active and passive grips for the ends of the sample, a mechanism for the reciprocating movements of the active gripper, including a gear mounted on the active gripper, and its rotation drive, according to According to the invention, it has a guide radially mounted on a passive grip, a load mounted on the guide, and a drive for moving the load along the guide.

Технический результат достигается также тем, что привод перемещения груза выполнен в виде набора электромагнитных катушек, установленных вдоль направляющей и взаимодействующих с грузом.The technical result is also achieved by the fact that the drive moving the load is made in the form of a set of electromagnetic coils mounted along the guide and interacting with the load.

Технический результат достигается также тем, что установка имеет вал, соосно закрепленный на пассивном захвате, груз, установленный на валу с возможностью вращения относительно вала, фиксатор для соединения груза с валом и привод вращения груза.The technical result is also achieved by the fact that the installation has a shaft coaxially mounted on the passive grip, a load mounted on the shaft with the possibility of rotation relative to the shaft, a latch for connecting the load to the shaft and the drive rotation of the load.

На чертеже представлена схема установки.The drawing shows the installation diagram.

Установка для испытаний материалов на усталость при кручении содержит основание 1, соосные активный 2 и пассивный 3 захваты для концов образца 4, механизм возвратно-вращательных движений активного захвата, включающий зубчатое колесо 5, установленное на активном захвате, и привод 6 его вращения.Installation for testing materials for torsional fatigue contains a base 1, coaxial active 2 and passive 3 grippers for the ends of the sample 4, the mechanism of the reciprocating movements of the active gripper, including a gear 5 mounted on the active gripper, and the drive 6 of its rotation.

Установка имеет направляющую 7, радиально закрепленную на пассивном захвате 3, груз 8, установленный на направляющей, и привод 9 перемещения груза вдоль направляющей.The installation has a guide 7, radially mounted on the passive capture 3, the load 8 mounted on the guide, and a drive 9 for moving the load along the guide.

Привод 9 перемещения груза 8 выполнен в виде набора электромагнитных катушек, установленных вдоль направляющей и взаимодействующих с грузом 8.Drive 9 moving the load 8 is made in the form of a set of electromagnetic coils installed along the guide and interacting with the load 8.

Установка имеет вал 10, соосно закрепленный на пассивном захвате 3, груз 11, установленный на валу с возможностью вращения относительно вала, фиксатор 12 для соединения груза с валом и привод 13 вращения груза.The installation has a shaft 10, coaxially mounted on the passive capture 3, the load 11 mounted on the shaft with the possibility of rotation relative to the shaft, a latch 12 for connecting the load to the shaft and the drive 13 rotation of the load.

Привод вращения зубчатого колеса выполнен в виде эксцентрика 6, рамки 14 и винта 15, кинематически связанного с колесом 5. На направляющей 7 установлен противовес 16, уравновешивающий направляющую относительно оси вращения захватов. Груз 11 имеет цилиндрическую форму и раскручивается приводом 13 через каток 17. Привод 13 установлен на платформе 18 с винтовым приводом 19.The gear rotation drive is made in the form of an eccentric 6, a frame 14 and a screw 15 kinematically connected to the wheel 5. A counterweight 16 is mounted on the guide 7, balancing the guide relative to the axis of rotation of the grippers. The load 11 has a cylindrical shape and spins the drive 13 through the roller 17. The drive 13 is mounted on the platform 18 with a screw drive 19.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Устанавливают груз 8 в заданное положение на направляющей 7. При выключенном фиксаторе 12 приводят в действие привод 6 и через рамку 14, винт 15 и колесо 5 создают возвратно-вращательные движения активного захвата 2. Через образец 4 и пассивный захват 3 возвратно-вращательные движения передаются на направляющую 7, в результате чего груз 8 нагружает образец 4 знакопеременными крутящими усилиями. Для изменения величины крутящих нагрузок приводом 9 путем переключения его электромагнитных катушек смещают груз 8 вдоль направляющей 7. Величины нагрузок тем больше, чем на большее расстояние от оси захватов смещается груз 8. Характер изменения нагрузок определяется характером перемещения груза 8: при быстром перемещении груза из одного положения в другое нагрузки изменяются ступенчато, при плавном перемещении - плавно, при циклическом перемещении - циклически. Для импульсного изменения нагрузки приводом 13 через каток 17 приводят во вращение груз 11 до заданной скорости, затем винтовым приводом 19 выводят каток 17 из взаимодействия с грузом 11. Включают фиксатор 12 и соединяют вращающийся груз 11 с валом 10. При совпадении направления вращения груза 11 с направлением поворота захвата 3 крутящий момент ступенчато возрастает, при противоположных направлениях вращения - снижается. В зависимости от задачи испытаний после импульсного нагружения фиксатор 12 может быть выключен, и тогда испытания продолжатся с прежними нагрузками, или оставаться включенным, и тогда испытания будут проходить при увеличенных нагрузках за счет инерционной силы груза 11. Нагрузки создаются инерционными силами и испытания проводятся в режиме заданных нагрузок.Set the load 8 to a predetermined position on the guide 7. With the latch 12 turned off, drive 6 and through the frame 14, the screw 15 and the wheel 5 create a reciprocating motion of the active capture 2. Through the sample 4 and the passive capture 3, the rotational movement on the guide 7, as a result of which the load 8 loads the sample 4 with alternating torque forces. To change the magnitude of the torque loads by the drive 9, by shifting its electromagnetic coils, the load 8 is shifted along the guide 7. The magnitude of the loads is greater, the larger is the load 8. The nature of the load changes is determined by the nature of the load 8: when the load moves quickly from one the positions in another load change stepwise, with a smooth movement - smoothly, with a cyclic movement - cyclically. For a pulsed load change, the drive 13 drives the load 11 through the roller 17 to a predetermined speed, then the roller 17 takes the roller 17 out of interaction with the load 11. The lock 12 is turned on and the rotating load 11 is connected to the shaft 10. If the direction of rotation of the load 11 coincides the direction of rotation of the capture 3 torque increases stepwise, with opposite directions of rotation is reduced. Depending on the test task, after pulsed loading, the clamp 12 can be turned off, and then the tests will continue with the previous loads, or remain on, and then the tests will be carried out at increased loads due to the inertial force of the load 11. The loads are created by inertial forces and the tests are carried out in the mode given loads.

Установка обеспечивает проведение испытаний в новых условиях - при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний. Это увеличивает объем информации при исследовании свойств материалов.The installation provides testing under new conditions - when loading a sample with alternating torque forces in the mode of specified loads with a smooth, stepwise, cyclical or pulsed change in the level of loads during testing. This increases the amount of information when studying the properties of materials.

Claims

1. Installation for testing materials for torsion fatigue, comprising a base, coaxial active and passive grips for the ends of the sample, a mechanism for the reciprocating movements of the active gripper, including a gear mounted on the active gripper, and its rotation drive, characterized in that it has a guide radially mounted on the passive grip, the load mounted on the guide, and a drive for moving the load along the guide.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the drive for moving the load is made in the form of a set of electromagnetic coils installed along the guide and interacting with the load.

3. The installation according to claim 1, characterized in that it has a shaft coaxially mounted on the passive grip, a load mounted on the shaft with the possibility of rotation relative to the shaft, a latch for connecting the load to the shaft and the drive rotation of the load.