SU130227A1 - Многообразцова машина дл испытани на усталость образцов и турбинных лопаток - Google Patents

Description

Известны машины дл  испытаний на усталость образцов и деталей, например турбинных лопаток, с применением упругой несущей системы, возбуждаемой на ее парциальной частоте, котора  ниже частот испытуемых изделий.

В предлагаемой машине, с целью уменьшени  лотерь энергии в опорах и испытани  одновременно двух групп образцов при различных температурах, получаемых с помош,ью независимых печей, и исключени  надобности в массовой раме и фундаменте машины, несуща  система выполнена в виде балки, закрепленной на раме в узлах поперечных колебаний с помощью струн или центров и снабженной на концах многообразцовыми захватами и возбудителем.

На чертеже изображена предлагаема  мащина в двух проекци х и разрез по А-А.

Машина состоит из несущей упругой системы в виде массивной балки /, котора  закрепл етс  на легкой раме 2 в узлах колебаний, отвечающих условию равновеси  сил инерции при колебани х свободной балкиНа обоих концах балки в специальных многообразцовых захватах 3 из жаропрочной стали закрепл ютс  две группы образцов 4. Кажда  группа образцов помещаетс  в отдельной лечи 5.

Захваты располагаютс  в верхней части балки; в нижней части предусмотрены приливы 6 дл  уравновещивани  сил инерции затватов относительно горизонтальной оси. На приливах устанавливаютс  стабилизаторы 7.

Возбудитель 8 колебаний воздействует на балку в средней ее части. Он представл ет собой два Ш-образных электромагнита, питаемых от высокочастотного усилител .

№ 130227-2Электромагниты установлены по обеим сторонам балки дл  исключени  результирующей силы от действи  на балку ттосто нного подмагничивани .

В зависимости от необходимой частоты возбуждени , количества и размеров испытуемых образцов вместо электромагнитной системы может быть применен электродинамический, механический или какой-либо другой ти,п вибратора.

Конструктивно крепление балки на раме может осуществл тьс  с помощью двух струн 9, проход щих по лини м узлов колебаний балки через специальные сверлепи . Посредине длины кажда  струна имеет утолщенную часть, котора  зажимаетс  в о.порах 10 с помощью винтов 7/.

Вместо струн могут быть применены центры.

Потери в опорах свод тс  к рассе нию энергии в металле струп При их крутильных колебани х, или к потер м на трение в центрах при весьма малых углах поворота балки относительно центров. В обоих случа х потери очень невелики. При использовании струн потери в опорах во столько раз меньше потерь на внутреннее трение в металле несущей балки, во сколько объем балки больще объема струн.

Амплитуда колебани  и, следовательно, переменное напр жение у каждого образца пропорциональны амплитуде колебаний былки в месте закреплени  образца. В св зи с этим можно одновременно испытывать образцы с различными напр жени ми переменного изгиба путем закреплени  их в захватах на разных рассто ни х от узлов несущей балки. При этом все образцы могут быть с одинаковой собственной частотой.

Посто нство режима испытани  образцов обеспечиваетс  поддержанием посто нной амплитуды колебаний несущей балки. Это осуществл етс  за счет регулировки мощности возбуждени  с помощью какой-либо из известных схем регулировани . Датчиком обратной св зи может служить проволочный тензометр сопротивлени  или емкостный датчик, устанавливаемые на несущую балку (вдали от лечей).

При малой относительной массе образцов, по сравнению с массой несущей балки, частота несущей балки в системе практически не измен етс  до тех пор, пока трещина усталости в каком-либо из образцов не разовьетс  настолько, что частота собственных колебаний этого образца станет ниже собственной частоты стабилизатора. После этого частота собственных колебаний несущей системы начнет уменьщатьс , так как образец в этом случае приближаетс  к режиму динамического поглотител  колебаний; режим испытани  образцов нарущаетс .

В указанный момент вибратор мащины должен автоматически отключатьс . Дл  этой цели может быть использован камертон 12, настроенный на частоту колебаний несущей системы и установленный на раму мащины. Камертон снабжаетс  емкостным датчиком или датчиком какого-либо другого типа. При снижении частоты несущей балки камертон выходит из резонанса, сигнал от датчика исчезает, что и служит импульсом к выключени О вибратора.

После сн ти  с мащины разрущенного образца вместо него может быть установлен другой образец; испытание может также продолжатьс  при неиз.менном режиме и с меньщим, че.м вначале, количеством образцов .

Дл  того, чтобы частота несущей балки в системе практически не зависела от количества испытуемых образцов, необходимо, чтобы суммарна  масса образцов не превыщала 1±1,5%,от массы несущей балки. При большей относительной массе образцов после сн ти  нескольких разрущившихс  образцов без их замены, необходимо производить под