SU1739259A1

SU1739259A1 - Unit for testing materials for circle bending

Info

Publication number: SU1739259A1
Application number: SU904789655A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Чупраков
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Электровакуумного Стекла
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1992-06-07

Abstract

Изобретение относитс к испытательной технике и может быть использовано дл испытани образцов материалов на круговой изгиб. Цель изобретени - повышение точности при испытании длинномерных образцов из хрупких материалов типа световодов . Устройство содержит горизонтальный реверсивный электродвигатель 1, на оси ко,- торого установлена ведуща шестеренка 2, с которой св заны через дополнительные шестерни 3. На последних соосно установлены захваты 4. По обе стороны от оси двигател 1 расположены две вертикальные стойки с фторопластовыми втулками ифото- приемниками. Образцы 5 устанавливают концами на оси шестерен 3 при помощи захватов 4, а другие концы устанавливают во втулках стоек, предварительно изогнув образцы 5 на заданную величину радиуса изгиба . При включении двигател 1 вращаютс захваты 4 с образцами 5, а разрушение последних фиксируетс при помощи соответствующих фотоприемников. При этом в процессе испытани длинномерных образцов обеспечиваетс нагружение световода чистым изгибом по всей длине образца, что повышает точность испытаний. 2 ил. fe ч со о hO ел чэThe invention relates to a testing technique and can be used to test samples of materials for circular bending. The purpose of the invention is to improve the accuracy when testing long samples of fragile materials such as optical fibers. The device contains a horizontal reversing electric motor 1, on the axis of the co-driving gear 2, with which additional gears 3 are connected. On the latter, the grippers 4 are coaxially mounted. receivers. Samples 5 set ends on the axis of the gears 3 using the grippers 4, and the other ends set in the bushings of the uprights, pre-bending the samples 5 to a predetermined amount of bending radius. When the engine 1 is turned on, the grippers 4 with samples 5 rotate, and the destruction of the latter is recorded with the help of the corresponding photodetectors. In the process of testing long samples, the fiber is loaded with a clean bend along the entire length of the sample, which increases the accuracy of the tests. 2 Il. fe h so h h o ate che

Description

Изобретение относитс к испытательной технике и может быть использовано дл испытани на круговой изгиб.The invention relates to a testing technique and can be used for circular bending testing.

Известно устройство дл испытани материалов на многократный изгиб, содержащее зажимы дл креплени испытываемых образцов, выполненные в виде стоек с шаровыми шарнирами.A device for testing materials for repeated bending, containing clamps for fastening test specimens made in the form of racks with ball joints, is known.

Недостатком известного технического решени вл етс то, что шаровым шарниром не обеспечиваетс возможность регистрации оптического сигнала, проход щего через исследуемый образец.A disadvantage of the known technical solution is that the ball joint does not provide the possibility of registering an optical signal passing through the sample under study.

Известно также устройство дл испытани длинномерных материалов на многократный изгиб, характеризующеес использованием горизонтального электродвигател с расположенной на его валу ведущей шестерней, взаимодействующей с исполнительными шестерн ми, оси которых параллельны, и захвата, установленнрго со- осно шестерн м, а также устройство дл испытани материалов на многократный изгиб , характеризующеес использованием привода с ведущей шестерней и взаимодействующими с ней исполнительными шестер- н ми, на которых соосно установлены зажимы дл концов образцов.It is also known a device for testing long bend materials for repeated bending, characterized by the use of a horizontal electric motor with a drive gear located on its shaft, which interacts with executive gears, whose axes are parallel, and a grip mounted with each gear wheel, and also a device for testing materials repeated bending, characterized by the use of a drive with a pinion gear and executive gears interacting with it, on which coaxially mounted clamps for all samples.

Недостатком указанных устройств вл етс отсутствие свободного вращени концов образцов вокруг своей оси и возможности изменени местоположени стоек относительно сетки возможных радиусов изгиба.The disadvantage of these devices is the lack of free rotation of the ends of the samples around its axis and the possibility of changing the location of the struts relative to the grid of possible bending radii.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл испытани образцов материалов на круговой изгиб, содержащее станину, установленные на ней активный захват, кинематически св занный с ним привод вращени , стойку с шарнирно установленным в ней пассивным захгэтом и св занное с пассивным захватом средство регистрации.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for testing samples of materials on a circular bend, containing a frame, an active grip mounted on it, a rotation drive kinematically associated with it, a stand with a passive arm hinged in it and passive capture means registration.

Недостатком этого устройства вл етс непосто нство-изгибающих нагрузок, так как отсутствует фиксаци конкретного радиуса изгиба: провод изгибаетс неопределенным образом, при этом и величина раст гивающего усили непосто нна. Это сильно снижает точность измерени и не позвол ет использовать это устройство дл испытани световодов, изготовленных из хрупких материалов, например стекол различного типа, и т.д.The disadvantage of this device is non-standing-bending loads, since there is no fixation of a specific bend radius: the wire is bent indefinitely, while the magnitude of the tensile force is not constant. This greatly reduces the measurement accuracy and does not allow this device to be used for testing optical fibers made from fragile materials, for example glasses of various types, etc.

Цель изобретени - повышение точности при испытани х длинномерных образцов из хрупких материалов типа световодов путем обеспечени нагрузки световода чистым изгибом по всей длине образца.The purpose of the invention is to improve the accuracy when testing long samples of fragile materials such as optical fibers by ensuring that the fiber is loaded with a pure bend along the entire length of the sample.

Дл достижени указанной цели в устройстве дл испытани образцов материалов на круговой изгиб, содержащем станину, установленные на ней активныйTo achieve this goal in a device for testing samples of materials on a circular bend containing a frame installed on it

5 захват, кинематически св занный с ним привод вращени , стойку с шарнирно установленным в ней пассивным захватом и св занное с пассивным захватом средство регистрации, пассивный захват установлен5 gripper, kinematically associated rotational drive, a rack with a passive gripper hinged in it, and means of recording connected with a passive gripper, a passive gripper installed

0 с возможностью осевого перемещени пер1 пендикул рно оси активного захвата, а средство регистрации выполнено в виде источника света, закрепленного на активном захвате, и фотоприемника, закрепленного0 with the possibility of axial movement per1 perpendicular to the axis of the active capture, and the means of recording is made in the form of a light source fixed on the active capture and a photodetector fixed

5 на пассивном захвате.5 on passive capture.

На фиг. 1 и 2 изображена схема предлагаемого устройства.FIG. 1 and 2 is a diagram of the proposed device.

Устройство состоит из расположенного горизонтально реверсивного электродеига0 тел 1, на оси которого установлена ведуща шестеренка 2. С ведущей шестеренкой св заны четыре дополнительные шестерни 3, на которых соосно установлены захваты 4 дл испытываемых образцов 5, изогнутыхThe device consists of a horizontally reversing electrodeig of bodies 1, on the axis of which the driving gear 2 is mounted. Four additional gears 3 are connected to the driving gear, on which the clamps 4 are coaxially mounted for the test samples 5, bent

5 по определенному, наперед заданному радиусу . Две вертикальные стойки 6 с отверсти ми , фторопластовыми втулками 7 и фотоприемниками 8 располагаютс по обе стороны от оси электродвигател на гори0 зонтальной плоскости, на которой нанесена сетка 9 возможных радиусов изгиба.5 according to a predetermined radius. Two vertical posts 6 with openings, fluoroplastic bushes 7 and photoreceivers 8 are located on either side of the motor axis on a horizontal plane on which a grid of 9 possible bending radii is plotted.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Один конец исследуемых образцов 5 за5 крепл етс на оси исполнительных шестерен 3 с помощью осевого захвата 4 в виде втулки с резиновым вкладышем. Другой конец каждого образца вставл етс в отверстие стойки 6. Затем кажда из стоекOne end of the samples under study 5 is fastened to the axis of the actuating gears 3 by means of an axial gripper 4 in the form of a sleeve with a rubber liner. The other end of each sample is inserted into the opening of the rack 6. Then each of the racks

0 устанавливаетс таким образом, чтобы радиус изгиба образца совпадал с требуемым дл испытаний радиусом согласно сетке 9 возможных радиусов изгиба, нанесенной на горизонтальной плоскости симметрично по0 is set so that the bend radius of the sample coincides with the required radius for testing according to a grid of 9 possible bend radii plotted on the horizontal plane symmetrically along

5 обе стороны от оси вращени электродвигател .5, both sides of the axis of rotation of the electric motor.

При включении электродвигател начинает вращатьс ведуща шестерн 2, передава вращение исполнительнымWhen the electric motor is turned on, gear pinion 2 begins to rotate, transferring rotation to the executive

0 шестерн м 3. В результате начинают вращатьс осевые захваты 4 с закрепленными в них изогнутыми испытываемыми образцами 5. Момент разрушени фиксируетс визуально либо с помощью оптической0 gear m 3. As a result, axial grippers 4 with curved test specimens 5 fixed in them begin to rotate. The moment of destruction is fixed visually or by means of optical

5 измерительной системы (не показана), в состав которой входит источник излучени (не показан), подключенный к одному из концов световода, фотоприемник 8 и многоканальный измерительный прибор с автоматиче- ской регистрацией времени до разрушени 5 measuring system (not shown), which includes a radiation source (not shown) connected to one of the ends of the fiber, a photodetector 8 and a multichannel measuring device with automatic recording the time to failure

образца и отключени электродвигател после , разрушени всех четырех образцов (не показан).sample and turn off the motor after the destruction of all four samples (not shown).

По сравнению с известной в предлагаемой конструкции осуществл етс вращательное движение вокруг оси образца, изогнутого по определенному заранее заданному радиусу. При этом реализуетс воз- можность испытывать на изгибную прочность все поперечное сечение световода , а не только 1/6 часть площади поперечного сечени , как это имеет место в известном изгибающем испытательном устройстве , в котором происходит переменное сжатие {+) и раст жение (-) лишь части поперечного сечени образца, а больша часть поперечного сечени образца не испытывает воздействи нагрузки. В предлагаемом устройстве за один оборот световода вокруг своей оси волна сжати (+) обегает все сечение образца. Кроме того, в предлагаемой установке исключаетс контакт изгибаемого участка испытываемого образца с каким- либо элементом конструкции. Это существенно повышает качество эксперимента и надежность получаемых результатов при испытании образцов хрупких материалов или непокрытых оболочкой стекол , исключа повреждение поверхности образцов во врем испытаний.In comparison with the known in the proposed construction, rotational movement is carried out around the axis of the sample, bent along a certain predetermined radius. In this case, it is possible to test for flexural strength the entire cross-section of the fiber, and not only 1/6 of the cross-sectional area, as is the case in the well-known bending test device, in which alternating (+) compression occurs and stretching (-) only part of the sample cross section, and most of the sample cross section is not affected by the load. In the proposed device, in one revolution of the fiber around its axis, a compression wave (+) covers the entire cross section of the sample. In addition, in the proposed installation, the bendable section of the test specimen is prevented from contacting with any structural element. This significantly improves the quality of the experiment and the reliability of the results when testing samples of fragile materials or uncoated glasses, eliminating damage to the surface of the samples during testing.

Проведение испытани свекжодов из пол и кристаллического материала КРС-5 показали , что S5% образцов выборки в 50 штук разрушились не более чем через 20 циклов изгибов по радиусу 75 мм. а при радиусеTesting beetroot from the floor and the crystalline material KRS-5 showed that S5% of the samples of the sample of 50 pieces collapsed in no more than 20 cycles of bends along a radius of 75 mm. and at radius

изгиба 50 мм все 100% образцов разрушались не ранее чем через 10 циклов изгиба.50 mm bending, all 100% of the samples were destroyed no earlier than after 10 cycles of bending.

Предлагаемое устройство позвол ет проводить испытани прот женных обраэцов хрупких материалов, например световодов на основе поликристаллов, кварцевых, халькогенитных или фторидных и др. стекол. При этом обеспечиваетс необходима точность и достоверность испытаний, котора The proposed device allows the testing of extended samples of fragile materials, for example, optical fibers based on polycrystals, quartz, chalcogenic or fluoride, and other glasses. This ensures the necessary accuracy and reliability of the tests, which

позволит соответствующим образом прогнозировать и гарантировать долговременную прочность световодов, необходимую при эксплуатации этих изделий.allows you to properly predict and guarantee the long-term durability of optical fibers required for the operation of these products.

ф о р м у л а и з о б р е те н и f o rm u l a i z o b r e te n i

Устройство дл испытани образцов материалов на круговой изгиб, содержащее станину, установленные на ней активный захват, кинематически св занный с нимA device for testing samples of materials on a circular bend, containing a frame, an active grip mounted on it, kinematically associated with it

привод вращени , стойку с шарнирно установленным на ней пассивным захватом и св занное с пассивным захватом средство регистрации, отличающеес тем, что, с целью повышени точности при испытании длинномерных образцов из хрупких ма- териалов типа световодов путем обеспечени нагружени световода чистым изгибом по всей длине образца, пассивный захват установлен с возможностью осевогоa rotation drive, a rack with a passive gripper hinged on it, and a registration tool associated with a passive gripper, characterized in that, in order to improve the accuracy when testing long samples of fragile materials such as optical fibers by ensuring that the fiber is loaded with a pure bend along the entire length of the sample The passive grip is installed with the possibility of axial

перемещени перпендикул рно оси активного захвата, а средство регистрации выполнено в виде источника света, закрепленного на активном захвате, и фотоприемника , закрепленного на пассивномperpendicular to the axis of the active capture, and the means of recording is made in the form of a light source mounted on the active capture, and a photodetector mounted on the passive

захвате.capture.

If регистрирующей сис- тенеIf registering system

Claims

Claim

A device for testing samples of materials for circular bending, containing a frame, an active grip mounted on it, a rotational drive kinematically associated with it, a stand with a passive grip hingedly mounted on it, and a registration means associated with a passive grip, characterized in that accuracy when testing long samples of brittle materials such as optical fibers by providing loading of the optical fiber with a clean bend along the entire length of the sample; passive gripping is installed with the possibility of axial transmission displacements perpendicular to the axis of the active capture and registration means comprises a light source mounted on an active capture, and a photodetector mounted on the passive capture.

FIG. one