SU112656A1 - Машина дл испытани металлических образцов и деталей машин на усталость при знакопеременном изгибе и кручении - Google Patents

Description

Известны машины дл  испытани  на усталость образцов (например , жаропрочных металлов и сплавов), подвергаемых в процессе испытани  чистому изгибу с раст жением во врем  вращени  приводом от электродвигател , с применением электромагнитного программного устройства дл  создани  переменной нагрузки- Основной недостаток этих испытательных машин заключаетс  в том, что они не обеспечивают возможности настройки на программный режим испытани  в широком диапазоне продолжительности действи  напр жений знакопеременного изгиба и кручени  в требуемой последовательности.

Указанный недостаток устранен в описываемой машине тем, что нагружаюш,ее устройство выполнено в виде кривошипного вала с шатуном на одном конце, расположенного в эксцентричной выточке приводного вала и снабженного на противоположном конце самотормоз ш ,ей черв чной передачей дл  изменени  относительного углового расположени  приводного и кривошипного валов посредством регулирующего механизма. Последний смонтирован на консольной опоре приводного вала и состоит из входного и промежуточного валиков с шестерн ми , а также, сдвоенной шестерни, перемеш,аемой в соответствии с программой испытани  из среднего в крайнее положение вручную посредством руко тки -или автоматически посредством распределительного диска с переставными кулачками, воздействуюшими на кнопочный механизм электромагнитного программного устройства.

На фиг. 1 изо.бр.ажена схема описываемой машины; на фиг. 2 - схема приспособлени  дл  испытани  на переменный изгиб в одной плоскости; на фиг. 3 - схема приспособлени  дл  испытани  на переменное кручение; на фиг. 4 - электрическа  схема, обеспечиваюш,а  работу программирующего механизма.

к- 112656 2

Несушей деталью машины  вл етс  станина /, на верхней поверхности которой укреплен кривошипный возбудитель динамических перемешений .

Главный вал 2 возбудител  смонтирован в корпусе 3 на шарикозых подшипниках. В эксцентричной расточке главного вала помещен кривошипный вал 4, на шейке которого расположен шатун о. Изменение относительного углового расположени  валов 2 и 4, а также фиксаци  этого располо сенн  осушествл етс  самотормоз щей черв чной передачей, шестерн  которой укреплена на левом конце кривошипного зала. Эксцентриситет ri расточки главного вала равен радиусу Г2 кривошипа; поэтому амплитуду динамических перемещений, развиваемых возбудителем, можно регулировать в пределах от О до п .

Изменение амплитуды осушествл етс  на ходу машины посредством регулировочного механизма, смонтированного на консоли главного вала в корпусе 6 и состо шего из двух промежуточных валиков 7 и п входного валика 9 с черв чным винтом на одном конце и шестер;; ми Z-i и Z& на противоположном конце. При установившейс  амплитуде перемещений регулировочный механизм вращаетс  совместно J главным валом 2. Дл  изменени  амплитуды перемещений необходимо переключить руко ткой 10 сдвоенную шестерню Za-Zs из среднего 3 крайнее положение. Двойна  шестерн  вращаетс  вместе с валиком /./ шестерни Zi-Z2 со скоростью вращени  главного вала. Число зубьев шестерен Zo-Zi и Zs-Ze подобраны таким образом, чтобы при правом или левом крайнем положении сдвоенной шестерни входной валик 9 соответственно опережал или отставал от вращени  главного вала. Скорость вращени  кривошипного вала 4 относительно главного вала 2 составл ет 0,1 об/мин., что обеспечивает достаточную точность рег лпровани  амплитуды возбуждаемого перемещени . Дл  фиксации нужной амплитуды перемещений достаточно сдвоенную шестерню переместить в среднее положениеПриводной электродвигатель помещен внутри станины /; вращение на главный вал передаетс  посредством клиноременной передачи через шкив 12.

Динамическое перемещение, создаваемое описанным выше мехаjiusMOM , может быть использовано дл  нагружени  испытываемой детали переменным изгибаюшим или крут шим моментом, в зависимости от того, кака  нагрузка дл  данной детали  вл етс  наиболее опасной. Дл  креплени  испытываемых деталей или приспособлений служат два Т-образные паза 13, профрезерованные непосредственно на станине машины.

Копсольно расположенна  нагружаема  система приспособлени  дл  испытани  деталей на переменный изгиб в одной плоскости состоит из динамометра с двум  плоскими рессорами 14, зажимных патронов 5, испытываемой детали 16 и рычага 17, через который передаетс  динамическое перемешение от шатуна 5 возбудител . Лева  часть нагружаемой системы неподвижно прикреплена к угольнику 18. Величина нагрузки определ етс  посредством микроскопа 19 по прогибу рессор 14. Дл  устранени  статической составл ющей (котора  может возникнуть при закреплении детали из-за ее перекосов) шатун 5 имеет регулируемую д.линз , котора  (Ьиксируетс  после окончательной установки испытуемой детали.

Дл  испытани  деталей на переменное кручение в Т-образпых пазах 1 станины машины закрепл ют приспособление, которое состоит консольного стержневого динамометра 20, левый конец которого ненодвижно закреплен в кронштейне 21, зажимных патронов 22, испытуемой детали 23 и шпиндел  24 с траверсой 25. Крутильные колебакич ,;ы нс- оу:г:1йют:  uj i-iVi..:.:,; . ьпэоулиуглч, iia..iii4ecKiii:- ;1срг;лсшони/1 испосрсЛ.:тзс11:;о Пи трлВср т щкх дюмеитов определ етс  посредством микроскопа :Ь по закручиванию упругого элемента динамометра.

Частота собственных коотебакий упругих систем приведенных выше приспособленки прин та равней частоте возбуждени , благодар  Кму существенно разгружаетс  псд1пипр1ик кривошипа п снижаетс  . отреб.т ема  1ош,11ость. TaKoii резонансный режим испытаний обеепсчпваетс  посредством соответствз ощего выбора массы 27, сос 5сдоточепной иа го.товке niaryna J, и 2, расио,и:жемиых на коинах траверсы 25.

Г1рограм.ированн нагрузки осущсств;; етс  гцего переключени  сд1юсннст1 шост-. средствол руко тки 10.

Автоматическа  работа программируюш,его механизма обеспечиваетс  электрической схемой машины.

Перед запуском машины натружаегча  система L находитс  в свободном состо ни; И ее геометрическа  ось совпадает с осью .v-л, а руко тка О занимает среднее положение- Исходное положение всех контактов схемы соответствует показанному на фиг. 5. Кулачок а находите  неред нереключателем П.

После запуска машины диск Е, враш,а сь по часовой стрелке, замыкает контакты переключател  П, что вызывает срабатывание роле Р и электромагнита Mi. Руко тка О пр;; этом поворачиваетс  влево, и нагрузка возрастает.

Когда амплитуда динамических перелгещений достигнет предусмотренной программной величины 52, ее дальнейшее увеличение прекращаетс , так как невозвратный микропереключатель П замыкает цепь реле РЗ, а реле PI принимает исходное по;:ожение, обесточива  электромагнит М. Руко тка О при этом возврашаетс  среднее положение под воздействием нат жной пиужины tn.

Такое состо нне схемы соответствует натруженню образца нап 1 жени ми 32

Угол G между к}лачкам 1 а и /) выбираетс  так, чтобы поворот диска Е на этот }тол соответствовал числу циклов Яг действи  максимальных напр жений зз. При замыкании кyлaчкo b контактов переключател  /72 срабатывает реле P-i (так как нормально разомкнутые контакты реле Рз к этому времени будут замкнуты) п электромагнит yV/2. Руко тка О переключаетс  в правое положение, вызыва  уменьшение амплитуды динамического перемещени , которое прекратитс , как только диск Е повернетс  иа угол Р и кулачок С замкнет коитакты переклрочател  Яз. При этом про;:с:.одит срабатывание реле Р., размыкающего контакты переключател  Я.;, после чего схема оказываетс  в исходном положенип. Величина угла Р выбираетс  с расчетом, чтобы пос.ле е|)абатызани  переключател  //з от к ;1ачк;; С иаи:) женне образца соответетвовало минимальному уроврпо А. ;

Амплитуда напр жений при уровне i будет сохран тьс  до тех пор, пока диск Е не повернете  на угол (3. После того, как кулачок а снова замкнет контакты переключател  Ii. цикл сарьировани  иагрузки повторитс  в TOJJ же последовательности.

Чтобы начать нснытани  с минимального уров}   напр жений i необходимо после включени  приводного мотора машины нажать :а кнопку /Ci и следить в п кpocкoп за увеличенпем нагрузки. Когда амп .титуда динамических перемещений достигнет величины 5i, следует нажать иа кнопку /С,;, после чего увел1 чение нагрузки прекратитс . Перечески при загйыкании кулачком а контактов псрек.-1ючател  fli.

Диск Е кинематически св зан с валиком // (фиг. 1). Скорость вращени  диска обесиечкваетс  черв чным редуктором и сменными шестерн -vui. Варьиру  величину углов « и Р, число кулачков, а также число оборотов диска Б, можно осуществл ть различные ирограмхп.

испытаний с ВеСЬл : HII:|;iOKIii Л11ЛГ|аЯОН М ИСрИОДО ВарЬИрОВ; ; и

отиошекнн ih/Hi | 3.,-j.

П р е д м е т и з о б р е т е н и  

Маншна д,,1  испытани  .мета.ч/шческих образцов н деталей taшиii на усталость при 3 ;ако 1еремеином изгибе и кр че;1ии, осуществл емых Загружающим устройством, приводимыл; в действие э,1ектродвигателем , с ирименением электромагнитного ирограммиого устройства дл  автоматического создани  требуемой нагрузки, отличающа с  тем, что, с целью настройки машины на нрограм.миый режим испытани  в щироком диаиазоие нродолжительиости действи  наир жений изгиба и кручени  в требуемой последовательности, нагружающее )стройство вынолиено в виде кривон;иииого вала с шатуном на одном конце , расположенного в эксцентричной выточке приводиого вала и снабженного на противоиоложном конце самотормоз щей черв чной передачей дл  изменени  относительного зглового расгюложеии  нриводиого и кривощииного валов носредством регулирующего механизма, смонтированного на консольной оиоре нриводного вала и состо щего из входного и промежуточных валиков с щестерн ми, а также сдвоенной шестерни, иеремещаемой в соответствии с программой испытани  из среднего в крайнее положение вручную носредством руко тки или автоматически посредство.м расиределительиого диска с переставными кзлачками, воздействующими на кнопочный механизм электромагнитного программного устройства.

18 ПIS 15

21

17 5 I

Л N