захват для крепления образцов при испытании на растяжение

Формула изобретения

Захват для крепления образцов при их испытании на растяжение, содержащий цилиндрический корпус, размещенные в нем клиновые зажимные губки, направляющие для зажимных губок, установленные в отверстиях, выполненных в корпусе под углом зеркально относительно его вертикальной оси, не менее двух с каждой стороны, шток и приводную часть, отличающийся тем, что направляющие для зажимных губок выполнены в виде линейных подшипниковых узлов, подпружиненных с противоположных сторон, приводная часть выполнена в виде эксцентрикового механизма перемещения корпуса, при этом эксцентрик данного эксцентрикового механизма закреплен на оси, установленной с возможностью поворота в отверстии штока, корпус подпружинен относительно штока, и на корпусе расположен сменный упор для взаимодействия корпуса с эксцентриком, причем сменный упор может быть выполнен разной высоты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к механическим испытаниям, а именно к клиновым захватам для крепления образцов при испытании на растяжение.

Известен клиновой захват, содержащий корпус, клиновые зажимные губки, шток и гайку с ручками (справочник "Испытательная техника", М., "Машиностроение", 1982, книга 2, с.319).

Недостатком захвата является сложность в изготовлении его из-за клиновой внутренней поверхности и трудность обеспечения высокой степени чистоты клиновой поверхности.

Известен захват для крепления образцов, состоящий из рамы, которая содержит пару боковых пластин с заплечиками, прижимные блоки, клиновидные зажимные элементы, группы роликов, шпильки для удержания роликов. Ролики свободно перемещаются в канале, образованном между противоположными поверхностями блоков и клиньев (см. патент США 3715916, НКИ: 73-103, 1973 г.).

Недостатками захвата являются:

- возможность испытания только очень тонких лент, цилиндрические и плоские образцы не могут быть испытаны, т.к. для их надежного крепления необходимы значительные усилия крепления;

- захват имеет сложную сборную конструкцию;

- отсутствие боковой загрузки образца;

- неудобство раскрытия клиньев при удалении остатков образца.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является захват, содержащий цилиндрический корпус, размещенные в нем клиновые зажимные губки, направляющие для губок, установленные в отверстиях, выполненных в корпусе под углом зеркально относительно его вертикальной оси с каждой стороны, приводную часть, шток (Патент РФ 2116643, МКИ G 01 N 3/04; 1996 г.).

Недостатком известного захвата является:

- неудобство крепления образцов и низкое быстродействие его из-за необходимости вращения основания привода;

- ненадежное крепление образцов, изготовленных из материалов с высокой степенью твердости, т.к. возможно проскальзывание образцов.

Проскальзывание образцов в губках возникает в случае, когда сила трения между образцом и зажимной поверхностью губки с одной стороны равна силе трения между скользящей поверхностью губки и направляющей с другой стороны.

В известно захвате направляющие скольжения имеют высокий коэффициент трения, поэтому сила трения на клиновом скосе значительна.

При закреплении твердых образцов с высокой чистотой поверхности, например термообработанной ленты, коэффициент трения низкий, поэтому сила трения на образце незначительна.

Целью изобретения является повышение надежности крепления образцов различных материалов с высокой степенью твердости, обеспечение удобства и быстродействия крепления образцов.

Указанная цель достигается тем, что захват для крепления образцов при испытании на растяжение, содержащий цилиндрический корпус, размещенные в нем клиновые зажимные губки, направляющие для губок, шток, а также приводную часть, при этом направляющие для зажимных губок выполнены в виде линейных подшипниковых узлов, размещенных в корпусе, а приводная часть - в виде эксцентрикового механизма. Ось эксцентрика установлена с возможностью поворота в отверстии штока. В корпусе расположен упор для взаимодействия его с эксцентриком.

Для обеспечения расширения диапазона испытываемых образцов упор выполнен сменным и разной высоты.

Кроме того, линейные подшипниковые узлы подпружинены с противоположных сторон, а корпус подпружинен относительно штока.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенный захват отличается тем, что направляющие для зажимных губок выполнены в виде линейных подшипниковых узлов, размещенных в корпусе, а приводная часть - в виде эксцентрикового механизма, причем ось эксцентрика установлена с возможностью поворота в отверстии штока, а корпус имеет упор для взаимодействия с эксцентриком, при этом упор выполнен сменным и разной высоты.

Кроме того, линейные подшипниковые узлы подпружинены с противоположных сторон, а корпус захвата подпружинен относительно штока.

На фиг. 1 изображен общий вид захвата, на фиг. 2 - вид сверху захвата.

Захват содержит цилиндрический корпус 1, в котором под углом, например, 15^o, зеркально относительно его вертикальной оси выполнены отверстия, не менее двух с каждой стороны. В отверстиях размещены линейные подшипниковые узлы 2, по которым катятся зажимные клиновые губки 3 при закреплении образца.

Корпус имеет паз 4 для боковой загрузки образцов и смены губок.

Приводная часть захвата включает в себя зксцентрик 5, закрепленный на оси 6, которая установлена с возможностью поворота в отверстии штока 7, сменный упор 8, расположенный в корпусе 1, рукоятку 9 для поворота эксцентрика 5.

На одном конце штока 7 установлен подпружиненный упор 10, при помощи которого зажимные клиновые губки 3 удерживаются на нем, а на другом конце штока выполнено отверстие 11 для крепления захвата на испытательной машине. Кроме того, на буртике штока 7 размещены пружины 12, предназначенные для перемещения корпуса 1 в сторону зажимных губок, обеспечивая их раскрытие при установке образца. Клиновые зажимные губки имеют выступы 13 и совместно с планками 14 обеспечивают раскрытие губок при движении корпуса под действием пружин 12. Линейные подшипниковые узлы 2 подпружинены с противоположных сторон пружинами 15 и 16, причем пружины 15 закреплены на корпусе захвата, а пружины 16 установлены в отверстиях.

Захват работает следующим образом.

Поворотом эксцентрика 5 на угол до 150^o (в зависимости от толщины образца) при помощи рукоятки 9 осуществляется поступательное перемещение корпуса 1 вследствие воздействия эксцентрика 5 на упор 8. При перемещении корпуса линейные подшипниковые узлы 2, перекатываясь по клиновой поверхности губок 3, смещают их к оси захвата до момента надежного крепления образца 17, установленного между рабочими поверхностями зажимных губок. В дальнейшем, при растяжении образца усилие, воздействующее на образец, дополнительно создает заклинивание зажимных губок 3 в корпусе 1. При этом сила трения качения практически отсутствует и не противодействует силе, удерживающей образец в губках.

После окончания испытания поворотом рукоятки 9 в обратную сторону максимальный радиус эксцентрика 5 отводится от упора 8 и корпус 1 под действием пружин 12 перемещается в сторону образца. При этом зажимные губки, скользя клиновыми выступами 13 по планке 14, перемещаются по горизонтали в противоположные стороны от оси и освобождают испытанный образец. Пружины 15 возвращают подшипниковые узлы 2 в исходное положение.

Таким образом, за счет выполнения направляющих для зажимных губок в виде линейных подшипниковых узлов, размещенных в корпусе, можно повысить надежность крепления образцов с высокой степенью твердости при испытании на растяжение. Применение в качестве привода корпуса эксцентрикового механизма обеспечивает удобство обслуживания захвата и быстродействие крепления образцов, а наличие сменного и разного по высоте упора позволяет расширить диапазон испытываемых образцов по толщине.