SU896497A1 - Установка дл исследовани прочностных свойств материалов - Google Patents

Description

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относитс  к испытательной технике , а именно к установкам дл  определени  прочностных свойств материалов, в частности комплексных химических и натуральных нитей различного назначени  при многократном раст жении .

Известна установка дл  испытани  нити на многократное раст жение, содержаща  механический задатчик статической нагрузки, включающий профилированный кулачок, имеющий возможность вращательного и возвратно-поступательного перемещений, и двухрычажный валик с торсионной пружиной, позвол ющей испытывать нити с посто нной амплитудой циклической деформации, посто нной статической нагруз кой или с посто нной скоростью ее роста 1.

Недостатком установки  вл етс  сложность и громоздкость конструкции, невозможность получени  различных вариантов программы нагружени .

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  установка дл  исследовани  прочностных свойств материалов, содержаща  опор- .

ную конструкцию, т ги с прикрепленными к ним зажимами дл  испьггуемого образца, возбудитель циклической нагрузки, св занный с т гой нижнего зажима, устройство дл  статического нагружени  образца, включающее управл емый по программе регул тор тока и подключенный к нему электромагнит,  корь крторого св зан с т гой верхнего зажима, и датчик усили  2,

Однако в установке электромагнит установлен соосно с образцом, что вызывает необхо10 димость применени  электромагнитов такой мощности, котора  бы обеспечивала величину полного усили  статического раст жени  образца . Поэтому дл  исследовани  технических

15 нитей с большими статическими нагрузками требуютс  относительно мощные электромагниты значительных размеров, обуславливающие большие габариты испытательных, особенно многоместных, установок. Кроме того,

20 включение датчика усили  в последовательную цепь с испытуемым образцом снижает точность поддержани  заданной нагрузки и амплитуды циклического раст жени  за счет деформации

упругого элемента датчика, суммируемой с деформа1щей образца.

Цель изобретени  - уменьшение габаритов , снижение потребной мощности и повышение точности поддержани  нагрузки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что св зь электромагнита с т гой верхнего захвата осуществлена посредством рычага, опора которого расположена на Датчике усили , установленном на опорной конструкции, средн   часть шарнирно соединена с т гой, а другой конец - с  корем, выполненным в виде стержн , подвешенного на диафрагмах.

Кроме того,  корь электромагнита снабжен упором, обеспечивающим стабильное нижнее положение верхнего зажима.

На фиг. 1 изображена схема установки дл  исследовани  прочностных свойств материалов; на фиг. 2 - конструкци  электромагнита; на фиг. 3 - схема след щей системы дл  поддержани  заданной нагрузки в образце; на фиг. 4 - график, по сн ющий работу датчика положени  след щей системы.

Установка дл  исследовани  прочностных свойств материалов содержит возбудитель циклической нагрузки, включающий двигатель 1, св занный посредством ременной передачи 2 с валом 3, на котором установлен диск 4, , на пальцы 5 которого надет шатун 6, шарнирно св занный с качающимс  рычагом 7. Конец рычага 7 шарнирно соединен с .гайкой 8, а промежуточной опорой дл  рычага 7 служит втулка 9, шарнирно св занна  с подвижной гайкой 10, установленной на регулировочном винте 11, приводимом во вращение посредством маховика 12. Возбудитель циклической нагрузки св зан посредством гайки 8 с т гой 13 нижнего зажима 14. Зажим 14 св зан с т гой 13 шарнирно и удерживаетс  от вращательного движени  при помощи направл ющих 15.

Верхний шлицевой конец т ги 13 входит в отверстие черв чной втулки 16, св занной черв чным валом 17 с электродвигателем 18 след щей системы дл  поддержани  заданной нагрузки путем компенсации остаточной циклической деформации испытуемого образца 19. Черв чна  втулка 16 находитс  в зацеплении с колесом 20, закрепленным на одной оси с датчиком 21 остаточной деформадаи (прецизиоьшым потенциометром) и кулачком 22, взаимодействующим с микропереключател ми 23.

На опорной конструкции 24 размещено устройство дли статического нагружени  образца 19. Устройство включает управл емый по программе регул тор 25 тока и подключенный к нему электромагнит 26,  корь которого через опорн ю призму 27 и посредством рычага;28 св зан с т гой 29 верхнего зажима 30, шарнирно соединенной со средней частью рычага 28. На датчике 31 уси;ги , установленном на опорной конструкции 24, расположена опора 32 рычага 28, выполненна  в виде стальной ленты.

На  коре электромагнита 26 жестко закреплен сердечник 33 дифференилального индуктивного датчика 34 положени  след щей систем) дл  поддержани  заданной нагрузки образца 19. На рычаге 28 установлен контакт 35, взаимодействующий с верхним упором 36. Испытуемый образец 19 заключен в термокамеру 37, снабженную программным регул тором температуры, размещенным в измеритель5 но-управл ющем устройстве.

Электромагнит 26 (фиг. 2) содержит корпус 38 с крышкой 39, обмотку 40 и  корь 41, выполненный в виде стержн , подвешенного посредством ьтулки 42, упорной шайбы 43 и 0 ст жки 44 на диафрагмах 45 и 46. Ст жка 44 выполнена заодно с упором 47 дл  призмы 27 рычага 28. На упоре 47 закреплен сердечник 33 датчика 34 положени . Упор 47 служит ограничителем стабильного нижнего положени  5 верхнего зажима 30 образца 19.

Дл  задани  величины статической нагрузки служит задат шк 48 роста нагрузки (фиг. 3), программатор 49, ручной задатчик 50 нагрузки, регул тор 25 тока и электромагнит 26. 0След ща  система дл  Тюддержани  заданной

нагрузки в образце состоит из дифференциального индуктивного датчика 34 положени  рычага 28, включенного в мостовую измерительную схему 51, усилител  52 напр жени  сигнала разбаланса, усилител  53 мощности, релейного блока 54 управлени , электродвигател  18, контакта 35, микропереключателей 23.

Датчик 31 усили  i подключен к измерительному блоку 55. Величина остаточной деформации образца 19 замер етс  датчиком 21, сигнал от которого поступает в блок 56. Дл  фиксации числа циклов нагружени  служит счетчик 57 числа циклов. Датчик 58 положени  служит дл  фиксации верхнего положени  нижнего зажима 14 в режиме заправки образца. Установка может быть вьшолнена многопозиционной , с индивидуальными дл  каждого образца средствами дл  создани  и измерени  нагрузки и деформации.

0 Установка работает следующим образом.

В режиме заправки устанавливаютс  заданна  частота и амплитуда деформации возбудител  идклической нагрузки путем дистанционного изменени  скорости вращени  двигател 

Claims (2)

1. 55 1 (фиг. 1) и положени  центра качани  рычага 7, значение статической нагрузки или скорости ее роста по программе путем изменени  величины тока, подаваемого в катуижу электромагнита 26 и значение температуры в термо камере 37. По достижении заданной температуры закрепл етс  испытуемый образец 19 в зажимах 14 и 30. При этом т га 13 находитьс  в крайнем верхнем положении, фиксируемом с помощью датчика 58 полох ени , отключающ го двигатель 1, работающий на заправочной скорости. Испытание образца 19 начинаетс  при переключении на рабочую скорость двигател  1, который через ременную передачу 2, вал 3, диск 4, палец 5 и шатун 6 сообщает возвратно-поступательные перемещени  т гам 13.Образцу 19 передаетс  пульсирующа  циклическа  нагрузка, близка  по форме к синусоидальной . Вследствие возникающей остатошо деформации при многократном раст жении образца 19, последний удлин етс , что вызывает смещение рычага 28 (фиг. 1) из положени  равновеси , отвечающего равенству статическог усили  раст жени  образца заданной статическо нагрузке при соответствующем напр жении электромагнита 26. При повороте рычага 28 относительно опоры 32 поднимаетс   корь 41 электромагнита 26 и сердечник 33 датчика 34 положени  след щей системы. Сигнал разбалан са след щей системы через усили . 52 и 53 и блок 54 управлени  поступает на электродвигатель 18 (фиг. 3), перемещающий нижний зажим 14 образца 19 до восстановлени  равновеси  рычага 28. Усилие РЗ, создаваемое электромагнитом 26, равно части от величины статического усили  в образце Р,.Его значение определ етс  соотнощением плеч 1 j и Ij рычага ( Электромагнит 26 имеет линейную характеристику . Перемещение  кор  41 в пределах 0,5 1 мм не вызывает изменени  усили  электромагнита 26, передаваемого через призму -27 рычага 28. Система поддержани  заданного статического усили  раст жени  реализует принцип силовой компенсации, обеспечивающий высокую точность поддержани  нагрузки в образце. При отсутствии образца 19 рычаг 28 под воздействием электромагнита 26 прижимаетс  к верхнему упору 36. Если усилие в образце 19 больще заданного (с учетом соотношени  плеч рычага 28),  корь 41 электромагнита 26 опускаетс  и упорна  шайба 43 ложитс  на крышку 39, чем обеспечиваетс  ограничение хода рычага 28 с верхним зажимом 3Q. Стабил ное нижнее положение верхнего зажима 30, фиксируемое упором 47 электромагнита 26,  вл  етс  точкой настройки положени  равйовеси  след щей системы, базовой точкой дл  установки величины исходной зажимной длины образца 19 и амплитуды заданной циклической деформации. С этого момента в режиме испытани  к образцу прикладываетс  динамическа  нагрузка. Пульсаци  сердечника 33 датчика 34 положени  с амплитудой К при условной полной амплитуде М колебани  усили  в образце показана на фиг. 4. С уменьшением величины статического усили  в образце 19, вследствие его выт жки, верхн   точка Р на графике смещаетс  в положение Т и достигает линии А-А, соответствующей порогу срабатывани  усилител  52 след щей системы от датчика 34 положени . Электродвигатель 18 (фиг. 1) через черв чный вал 17, втулку 16 опускает т гу 13 с нижним зажимом 14, компенсиру  раст жение образца 19. Перемещение нижнего зажима 14, соответствующее величине остаточной циклической: деформащш образца 19, передаетс  через колесо 20 датчику 21, преобразующему его в электрический сигнал, поступающий на вход регистрирующего устройства. Суммарна  статическа  и динамическа  нагрузка , воздействующа  на образце 19, передаетс  через верхний зажим 30, т гу 29 и рычаг 28 датчику 31 усили . Измер емое усилие Р, воспринимаемое датчиком 31 сучетом плеч рычага 28 (фиг. 3), определ етс  соотношением Ki E i-Ei где Рр РСТ + - суммарное статическое Р усилие раст РС- И динамическое f жени  образца; Ц и 1 2.- плечи рычага 28. Датчик 31 усили  воспринимает только часть суммарной нагрузки образца 19, что позвол ет уменьшить его габариты. В момент разрушени  какого-либо образца 19 соответствующий ему рычаг 28 под действием электромагнита 26 поворачиваетс  до упора 36, замыка  контакт 35. При этом выключаетс  электродвигатель 18 и сигнал обрыва передаетс  на регистрирующую часть установки . После разрушени  всех образцов и окончани  испытани  т ги 13 электродвигател ми 18 возвращаютс  в исходные положени , контролируемые системой микровыключателей. Изобретение позвол ет регистрировать число циклов до разрущени  соответствующего образца, а также величину усили  и остаточной циклической деформации в момент его обрыва. Формула изобретени  1. Установка дл  исследовани  нрочностных свойств материалов, содержаща  опорную конструкцию, т ги с прикрепленными к ним зажимами дл  испытуемого образца, возбудитель циклической нагрузки, св занный с т гой нижнего зажима, устройство дл  статического нагружени  образца, включающее управл емый по программе регул тор тока и подключенный к нему электромагнит,  корь которого св зан с т гой верхнего зажима, и датчик усили , о тличаюша с  тем, что, с целью уменьшени  габаритов, снижени  потребной мощности и повышени  точности поддержани  нагрузки, св зь электромагнита с т гой верхнег aaxeata осуществлена посредством рычага, опора которого расположена на датчике усили . 8 8 установленном на опорной конструкции, средн   часть шарнирно соединена с т гой, а другой кокец - с  корем, выполненным в виде стержн , подвешенного на диафрагмах. 2. Установка по п. 1,отличающа  с   тем, что  корь электромагнита снабжен упором, обеспечивающим стабильное нижнее положение верхнего зажима. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 191199, кл. G 01 N 3/32. 1964.
2. 2.Авторское свидетеш.ство СССР N 562751, кл. G 01 N 11/16, 1975 (прототип).