SU1651147A1 - Устройство к разрывной машине дл испытаний материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике испытаний материалов, в частности к устройствам дл  механических испытаний образцов материалов при различных климатических услови х. Цель изобретени  - повышение точности и производительности и расширение технологических возможностей за счет обеспечени  стабильного измен емого в широком диапазоне влажностно- температурного режима в камере и снижени  трудоемкости смены образца. В камере 1, выполненной в виде параллелепипеда и установленной на направл ющих 12 с возможностью перемещени  относительно крышки 11, закрепленной на траверсе 25 разрывной машины, разметены цилиндрический и торцовые -экраны 2, 37, 41, захваты 19, 20 дл  образца 21 с т гами 22, 23, змеевик 8 с нагревателем 9 и датчиком 10, вентил торы 15, L-образна  трубка 1А с датчиком влажности, заслонка 14, патрубки 5-7 дл  рабочей и дополнительной полостей 3, 4 камеры 1. На траверсе 25 установлена с возможно-1 стью вращени  втулка 24 с приспособлением дл  Фиксации т ги 23, котора  посредством тросов 31, уравновешивающих грузов 32 и блоков 33 подвешена к раме 34 разрывной машины. Т ги 22, 23 выполнены в ваде коакси- ально расположенных труб, внутренн   т га 22 через реечно-зубчатое соединение св зана с измерителем 26 деформации , закрепленном на заглушке 30 т ги 2.3. Т га 23 выполнена ступенчатой - с резьбой и пазами на суженной части и окном 38 на расширенной части. К захвату 20 может прикрепл тьс  индентор, а к захвату 19 - зажим дл  закреплени  плоского образца . Т гу 23 закрепл ют во втулке 2, вращением втулки 24 устанавливают необходимое рассто ние между захватами 19, 20. Затем создают в камере 1 необходимые дл  испытани  влажностно- температурные услови . Опускают камеру 1 и перекрывают ее заслонкой- 14. Через окно 38 устанавливают образец 21 и поднимают камеру 1. Перемещением траверсы 25 осуществл ют на- гружение образца. Величину деформации фиксируют по индикатору 26. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. л с ел 4 J

Description

Изобретение относитс  к технике испытаний материалов, в частности к ус гройгтвам дл  механических испытаний образцов материалов при различных климатических услови х.

Цель изобретени  - повышение точности и производительности и расширение технологических возможностей за счет обеспечени  стабильного, измен емого в широком диапазоне влаж- ностно-температурного режима в камере и снижени  трудоемкости смены образца.

На фиг.) показано устройство к разрывной матине дл  испытаний материалов f на фиг.2 - т ги с инденто- ром дл  испытани  на продавливание образца.

Устройство содержит теплоизодиро- ванную камеру 1 в форме пр моугольного параллелепипеда с радиационным экраном 2, рабочей и дополнительной полост ми 3, 4, патрубок 5 дл  рабочей полости 3, входной и выходной патрубки 6, 7 дл  дополнительной полости 4, змеевик 8, закрепленный на экране 2, нагреватель 9 с датчиком 1П температуры, установленный коакси- ально в змеевике 8, крышку П с направл ющими 12, по которым камера 1 может перемещатьс  относительно крышки 11 и фиксироватьс  с помощью узлов 13,  аслонку 14, установленную под крышкой 11 с возможностью перемещени , размещенные в рабочей полости 3 вентил торы 15, L-образную трубку 16 с датчиком влажности в виде мокрого и сухого датчиков 17, 18 температуры , захваты 19, 20 дл  испытываемого на раст жение образца 21, со- единенные с т гами, выполненными в виде коаксиально расположенных труб 22, 23, проход щих через отверстие крышки 11, втулку 24, предназначенную дл  размещени  на траверсе 25 разрывной мамины (на чертеже не показана ) |.измеритель деформации в виде индикатора 26 часового типа, установленного на наружной трубе (т ге) 23 и соединенного с внутренней трубой (т гой) 22 зубчатой рейкой 27, котора  сцеплена с зубчатым колесом (на оси которого закреплена нить 28, св занна  с грузом 29) индикатора 26, заглушку 30, закрепленную на расположенном вне камеры 1 конце т ги 23, тросы 31 с уравновешивающими грузами 32 и блоками 33, закрепл емыми

5

0

5

0

0

5

0

5

на раме 34 разрывной машины, причем свободные концы тросов 31 прикреплены к заглуеткр 30, и приспособление дл  фиксации наружной т ги 23, установленное на втулке 24,

Втулка 24 установлена на траверсе 25 с возможностью вращени  на подшипнике 35. Крышка 11 закреплена на траверсе 25, в которой выполнено осевое отверстие с выступами дл  т ги 3, закрепленной на траверсе с помощью гайки 36,

Т га 23 выполнена ступенчатой, на ее расширенной части, расположенной в камере 1, установлен экран 37 и выполнено окно 38 дл  смены образца, на суженной части выполнена резьба 39 и пазы 40 под выступы траверсы 25. На внутренней т ге 22 над захватом 14 установлен торцевой экран 41,

Приспособление дл  сЬиксации т ги 2.3 выполнено а виде полуколец 42 с внутренней резьбой, установленных на т ге 23 и закрепленных в отверсти х втулки 24 с помощью державок 43, стержней 44, жестко соединенных со свободными концами державок 43 и установленных перпендикул рно им, и приводного вала 45, установленного параллельно оси державок 43 и св зывающего посредством выполненной на его концах правой и левой резьбы стержни 44, Полукольца 42 установлены с возможностью синхронного перемещени  и вращени  относительно продольной оси т ги 23.

Захват 19 внутренней1т ги 22 выполнен съемным дл  размещени  на его месте скобы 46, к которой прикрепл етс  зажим в виде пластин 47, 48 с соосными отверсти ми дл  закреплени  плоского образца, испытуемого на продавливаиие. При этом на захвате 20 наружной т ги 23 устанавливаетс  индентор 49 дл  продавливани  плоского образца.

Дл  автоматической регистрации деформации образца на зубчатой рейке-- 27 установлены электрические контакты 50 и 51 и скольз щий контакт на индика горе 26.

Устройство обеспечивает возможность изменени  температуры в рабочей полости 3 в диапазоне от минус 200°С до 600°С.

Устройство работает следующим образом .

Т., Одноосное раст жение образ- па 21 ,

Вращением приводного вала 45 фиксируют наружную т-лгу 2i. Затем, враща  втулку 24 на подшипнике 35, переметают т гу 23 в вертикальной плоскости дл  установлени  необходимого рассто ни  между захватами 9, . 20, после чего т гу 23 дополнитель- но зажимают гайкой 36.

Затем в камере создают необходимые дл  испытани  влажноетно-тем пературные услови .

Дл  испытаний образца в жидкой среде требуемую жидкость заливают через патрубок 5 в рабочую полость 3 камеры 1,

Дл  испытани  образна в жидкой среде при заданной температуре низкие температуры достиг аютс  либо введением в рабочую полость 3 жидкого хладагента через патрубок 5, либо пропусканием хладагента через змееви 8, расположенный на наружной поверхности радиационного экрана 2, либо путем пропускани  хладагента через входной патрубок 6, дополнительную полость 4, выходной патрубок 7,

Повышенные темперетуры достигаютс  с помощью электронагревател  9 либо путем циркул ции жидкости через входной патрубок 6, дополнительную полость 4, выходной патрубок 7,

При необходимом резком изменении температуры возможно попеременное нагревание с помощью электронагревател  9 и охлаждение с помощью змеевика 8,

Температуру регулируют с псмохцью датчика 10, а контролируют ее в камере с помощью датчика 18,

Дл  испытани  образцов в возцуш- н ой среде с заданной влажкостьп воздуха в камеру 1 подают через патрубок 5 влажный воздух необходимой концентрации либо на дно камеры 1 заливают насыщенный раствор определенных стандартных химических веществ, соз- дающих необходимую влажность воздуха .

Дл  измерени  и контрол  влажности воздуха в камере в I,-образную трубку 1 6 с датчиком 17 температуры заливают воду и по разности температур между мокрым 17 и сухим 1-8 датчиками определ ют влажность воздуха.

Дл  испытаний обр зппр j пара:-; других летучих жидкостей :;с л но камеры 1 заливают данную жидкость и чту же жидкость заливают в -образную трубку 16, а концентрацию паров определ ют указанным способомt

Затем с помощью узла 13 опускают камеру по направл ющим 2, тзре- O крываг-т ее заслонкой 14 с целью

уменьшени  изменени  параметров непитательной среды, устанавливают через окно 38 в т ге 23 в захваты 19, 20 образен . 1 , отодвигают заслонку S4, 5 14. поднимают камеру по направл ющим 12 и прижимают ее к крышке I1, закрепленной на траверсе 25. При  тем наружна  т га 23 с наход щимис  HP ней приспособлени ми уравно- 0 вешена нит ми 31 с грузами 32 с помощью пар блоков 33i укрепленных нл верхней раме 34 разрывной машины. Включают разрывную машину, при этом траверса 25 с наружной т гой -5 238 установленным на заглушке 30

.индикатором 26 часового типа и камерой 1 перемещаетс  вниз, а внутренн   т га 22 с зубчатой рейкой 27 перемещатьс  практически не будет, и 0 таким образом образец 21 будет раст гиватьс . Торцевой экран 4i на внутренней т ге 2.2 будет перемещатьс  внутри наружной т ги 23, что совместно с экраном 37 и заглушкой 30 способствует уменьшению изменени  параметров среды - температлфы и концентрации . Вентил торы 5 равномерно перемегшвают испытательную среду в камере 1 и, кроме того, создают по- ток воздуха, направленный к дну камеры , образу  между крышкой 11 и экраном 37 так называемую бусЪерн г,о зону - область повышенного давлени , что также способствует снижению пара- 5 зитных изменений параметров среды.

Величину усили  снимают по шкале нагрузок (не показана) разрывной машины . Величину деформации снимают либо по шкале удлинений (не показанл) 0 .разрывной машины, либо (более точно) по шкале индикатора 26 часового типа, либо вывод т эквивалентный деформации образца электрический сигнал на самописец , так как неподвижные контакты 50 и 5 на зубчатой рейке 27 и сколь- ,з щий контакт (не показан) на корпусе индикатора 26 представл ют собой потенциометр . Нить 28 с грузом /9, закрепленна  на зубчатом колесе инди5

0

5

катера 76, обеспечивает работу зубчатых колес одной стороной профил  , тубъев, одинаковое равномерное усилие иг образец 71 при любой его деформа- цг-и в течение всего времени испытани , а также, возможность измерени  больших деформаций

II, Определение начального модул  деформации.

Способ 1 , Поступают так же„ кате отписано в п. I И8 кроме того, сни- ма|ют диаграмму нагрузка - удлинение и по ней определ ют начальный модуль,

Способ 2„ Поступают так же, как в п. Т, но раст жение производ т до определенного вперед заданного удлинени  образца 21, останавливают Разрывную машину8 снимают со шкалы нагрузок величину усили  и олреде- л ют модуль деформации.

Способ 3 (метод и.в Ломоносова). Поступают так жев как в п. 1, устанавливают образец 1„ освобождают т  -у 23 синхронным перемещением полу- колец 42 путем вращени  приводного вала 45 и нагружают ее грузом известной массы. Так как на поверхности

Способ 3. Данный способ предста л ет собой комбинацию из первых дв способов. Он осуществл етс  по схе первого способа, но после выдержив ни  образца в течение заданного вр мени вращением вала 45 освобождают т гу 33 и в течение заданного врем измер ют изменение величины дефор

т ги 23 выполнены продольные пазы 40t

совпадающие с выступами (не показаны) зо мац и образца

в отверстии траверсы 25, г га 23 сво- Способ 4 Устройство подготавбодно , без трени 8 опускаетс  под

ливают так же, как в п, 1 или 131

до некоторой заданной длины, перемеща  траверсу 25 или враща  втулку 2л, котора  затем сохран етс  во времени посто нной, и выдерживают заданное врем , измер   при этом изменение величины усили  по шкале (не показана ) разрывной машины.

Способ 7., Устройство подготавливают так же, как в п. I или III, при этом опускают гайку 36 к экрану 37, устанавливают образец. Вращением вала 45 освобождают т гу 23 и нагружают ее грузом известной массы и выдерживают груз заданное врем , Затем образец разгружают и также выдерживают заданное врем , Б течение всего опыта измер ют изменение величины деформации образца либо по шкале индикатора 26s либо снимают эквивалентный деформации электрический сигнал.

Способ 3. Данный способ представл ет собой комбинацию из первых двух способов. Он осуществл етс  по схеме первого способа, но после выдерживани  образца в течение заданного времени вращением вала 45 освобождают т гу 33 и в течение заданного времени измер ют изменение величины дефорливают так же, как в п, 1 или 131,

действием груза в вертикальной штос- K K.TKj и удлинение образца снимают пс| шкале индикатора 26, после чего определ ют начальный модуль деформа- „

III, Испытание плоского образца текстильного материала на продавли- чание.

Через гкно 38 в т ге 23 вместо захвата Ч устанавливают скобу 46 (фиг,-) с пластинами 47 s M и подготавливают устройстве, как в п, I. 06 рлзец материала помещают между двум  квадратными пластинами 47, 48 и скрепл ют их зажимами, К захвату 4 закрепл ют индентор 49, на конце которого закреплен шарик, перемен ют т гу 23 путем вращени  втулки 2ч до соприкосновени  шарика с плоскостью образца и провод т испытани , как в п, т и ГОСТ 8847-85,

IV „ Одноцикловые испытани . Способ 1, Устройство подготавливают так KP.J как в п. I или п, JITf нп при этом опускают гайку 36 вниз,, к экрану 37f устанавливают образен подвергают его быстрому раст жению

0

5

0

5

Зтгем постепенно раст гивают образец до заданного усили  или до заданной деформаци а потом так же постепенно его разгружают либо с помощью двигател  разрывной машины( либо вращением втулки 24, Спдсоб может завершатьс  и отдыхом разгруженного, образца. При этом снимают диаграмму нагрузка - удлинение.

V, Термомеханический метод. Способ ,, Гайку 36 опускают к экрану 379 , ращением вала 45 фиксируют т гу 73, Крашением втулки 24 устанавливают необходимое рассто ние между захватами 19 и 20. Закрепл ют образец в захваты 19, 20 при одноосном раст жении или между пластинами 47f 48 при пространственном рас т же :;ш (продавливании) . Прижимают камепу 1 к крынке 1S в освобождают т гу 23 и нагружают ее грузом определе шой массы и нагревают образец по линейному закону изменени  температуры Изменение величины деформации образца определ ют по шкале индикатора 26 или измерением эквива- лентного ей электрического сигнала.

Уi

Способ .. Аналогичен первому способу , отличием  вл етс  измерение при р де температур деформации образца во врем  очередного наложени  малой (недеформирующейj и большой (деформирующей) нагрузки. Накладываю деформирующую нагрузку на определенный небольшой срок и измер ют деформацию , образца. После такого импульс- ного нагружени  нагрузку убирают до следующего испытани  при более высокой температуре, а образец имеет возможность релаксации.

VI. Изометрический метод.

Гайку 36 опускают к экрану 37,- Вращением вала 45 фиксируют т гу 23. Вращением втулки 24 устанавливают необходимое рассто ние между захватами 19 и 20. Закрепл ют образец в захваты, прижимают камеру 1 к крышке 11, раст гивают образец до заданной длины либо двигателем разрывной машины, определ   деформацию по пжа- ле машины, либо вращением втулки 24, измер   деформацию по шкале индикатора 26. Затем нагревают образец по линейному закону изменени  температуры и измер ют изменение усили  в процессе опыта по шкале разрывной машины.

Изобретение позвол ет повысить точность измерений за счет выравнивани  параметров испытательной среды в камере при одновременном снижении их паразитных изменений и расширить технологические возможности устройства за счет создани  в камере влажностно-температурного режима в более широком диапазоне и увеличени  количества определ емых характеристик и способов их определени  при одновременном снижении трудоемкости .

Claims (2)

1. Устройство к разрывной машине дл  испытаний материалов, содержащее теплоизолированную камеру с радиационным экраном, рабочей и допол нительной полост ми, крышку камеры с впускными патрубками, змеевик, раз

О

JQ

JQ 25 0

35 40

45

50

метенный в камере на рлдн.лии ино экране, захваты с т гами ллч чакраплени  образца, измеритель .р чтрмации и приспособление лл  гЬикглнин т ги, о т л и ч а ю m е- е с   тем, что, с целью повыггепи  точности и производительности и расширени  технологических возможноетеп, оно снабжено выпускным патрубком, установленным на дне камеры по диагонали к соответствующему впускному патрубку, нагревателем с датчиком температуры, - установленным коаксиально в змеевике , заслонкой, установленной с возможностью перемещени  под крышкой, вентил торами и L-образной трубкой с датчиком влажности, размещенными в рабочей полости камеры, втулкой, предназначенной дл  размещени  с возможностью вращени  на траверсе разрывной машины и закреплени  приспосоо- ле.ни  дл  фиксации т ги, и тросами с - уравновешивающими грузами и блоками , предназначенными дл  закреплени  на раме разрывной машины, камера выполнена в виде пр моугольного параллелепипеда и установлена с возможностью осевого перемещени  относительно , т ги выполнены в виде коаксиально расположенных труб, установленных в отверстии втул7 ки, измеритель деформации закреплен на наружной т ге и св зан посредством реечно-зубчатого соединени  с внутренней т гой, при этом наружна  т га выполнена ступенчатой с окном и экраном в расширенной части, пазами и резьбой на суженной части, предназначенными дл  закреплени  т ги в , отверстии траверсы, и размещенной на противоположном торце заглушкой, котора  соединена со свободными концами тросов.

2. Устройство по п. отличающеес  тем, что оно снабжено сменным зажимом в виде двух пластин с отверсти ми в центре, соединенными с внутренней т гой и предназначенными дл  закреплени  roiocj кого образца, и сменным индентором дл  закреплени  на захвате наружной т ги.

л  

ШШШШ Щ 2Ш

гг

w

Фиг.1

37

У 4

.-Li-ГП

4.11:11

II3IZ1ZII

ijg,L