стенд для ударных испытаний образцов

Формула изобретения

Стенд для ударных испытаний образцов, содержащий основание, установленную на нем направляющую, два соосных захвата образца, размещенные в направляющей, разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, с концом которой кинематически связан первый захват, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, формирователь динамической нагрузки, включающий грузы, установленные в направляющей с возможностью перемещения, каретку с барабаном, установленные между вторым захватом и грузами, эксцентрик, установленный на барабане, упругий элемент, соединяющий эксцентрик со вторым захватом, и приспособление для вращения барабана, отличающийся тем, что первый захват закреплен на дополнительном барабане, имеющем приспособление для его вращения, при этом оба захвата установлены с возможностью вращения вокруг их оси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.

Известен стенд для ударных испытаний образцов (патент РФ № 1173240, кл. G01N 3/30, 1984), содержащий основание, установленную на нем направляющую, два соосных захвата образца, размещенные в направляющей, разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, с концом которой кинематически связан первый захват, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, формирователь динамической нагрузки, включающий грузы, установленные в направляющей с возможностью перемещения.

Недостаток стенда состоит в отсутствии возможности нагружать образец не только осевыми, но и изгибающими нагрузками.

Известен стенд для ударных испытаний образцов (патент РФ № 1642311, кл. G01N 3/34, 1991), содержащий основание, установленную на нем направляющую, два соосных захвата образца, размещенные в направляющей, разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, с концом которой кинематически связан первый захват, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, формирователь динамической нагрузки, включающий грузы, установленные в направляющей с возможностью перемещения.

Недостаток стенда состоит также в отсутствии возможности нагружать образец не только осевыми, но и изгибающими нагрузками.

Известен стенд для ударных испытаний образцов (патент РФ № 2051358, кл. G01N 3/32, 1993), принимаемый за прототип. Стенд содержит основание, установленную на нем направляющую, два соосных захвата образца, размещенные в направляющей, разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, с концом которой кинематически связан первый захват, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, формирователь динамической нагрузки, включающий грузы, установленные в направляющей с возможностью перемещения, каретку с барабаном, установленными между вторым захватом и грузами, эксцентрик, установленный на барабане, упругий элемент, соединяющий эксцентрик со вторым захватом, и приспособление для вращения барабана. Стенд нагружает образец как осевой, так и изгибающей нагрузками.

Недостаток стенда состоит в отсутствии возможности изменять направление изгиба непрерывно по мере нагружения образца. Изгибающая нагрузка изменяется только в одной плоскости сечения образца. Это существенно ограничивает объем информации, получаемой в процессе исследования поведения материалов, работающих, например, в режиме вращающихся валов, подверженных воздействию динамических ступенчатых осевых нагрузок.

Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем испытаний при непрерывном изменении направлений изгиба образца.

Технический результат достигается тем, что стенд для ударных испытаний образцов, содержащий основание, установленную на нем направляющую, два соосных захвата образца, размещенные в направляющей, разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, с концом которой кинематически связан первый захват, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, формирователь динамической нагрузки, включающий грузы, установленные в направляющей с возможностью перемещения, каретку с барабаном, установленными между вторым захватом и грузами, эксцентрик, установленный на барабане, упругий элемент, соединяющий эксцентрик со вторым захватом, и приспособление для вращения барабана, согласно изобретению, первый захват закреплен на дополнительном барабане, имеющем приспособление для его вращения, при этом оба захвата установлены с возможностью вращения вокруг их оси.

Дополнительный барабан с приводом при возможности вращения захватов создает вращение образца в процессе перемещения вдоль направляющей, что изменяет направление изгиба образца и тем самым обеспечивает достижение технического результата.

На чертеже представлена схема стенда.

Стенд для ударных испытаний образцов содержит основание 1, установленную на нем направляющую 2, два соосных захвата 3, 4 образца 5, размещенные в направляющей 2, разгонное устройство, включающее маховик 6 с приводом 7 его вращения, штангу 8, с концом которой кинематически связан первый захват 3, приспособление 9 для создания фрикционного взаимодействия штанги 8 с маховиком 6, формирователь динамической нагрузки, включающий грузы 10, установленные в направляющей 2 с возможностью перемещения, каретку 11 с барабаном 12, установленными между вторым захватом 4 и грузами 10, эксцентрик 13, установленный на барабане 12, упругий элемент 14, соединяющий эксцентрик 13 со вторым захватом 4, и приспособление 15 для вращения барабана 12.

Первый захват 3 закреплен на дополнительном барабане 16, имеющем приспособление 17 для его вращения. Оба захвата 3, 4 установлены с возможностью вращения вокруг их оси.

Возможность вращения захватов 3,4 обеспечивается соответственно приспособлениями 18, 19. Приспособления 15, 17 для вращения барабанов представляют собой гибкие тяги, навитые на соответствующие барабаны 12, 16 и одним концом закрепленные на основании 1. Приспособление 9 для создания фрикционного взаимодействия штанги 8 с маховиком 6 представляет собой прижимной ролик с рычагом 19.

Стенд работает следующим образом.

Включают привод 7 и раскручивают маховик 6 до заданной скорости вращения. Рычагом 19 прижимают ролик 9 к штанге 8 и вводят штангу во фрикционное взаимодействие с маховиком 6. Штанга 8 перемещается вдоль направляющей 2. Барабан 12 вращается приспособлением 15 и через эксцентрик 13, упругий элемент 14 и приспособление 19 циклически перемещает захват 4 в вертикальной (по чертежу) плоскости. Это создает изгибающие нагрузки на образце 5. Одновременно приспособление 17 вращает дополнительный барабан 16 и захват 3 вокруг оси захватов. Этим изменяются направления изгиба образца 5. Периодически каретка 11 сталкивается с грузами 10, что создает ударные ступенчатые пригружения образца 5 осевой нагрузкой. Для испытаний без изменения направления изгиба приспособление 17 отсоединяют от основания 1, в результате чего барабан 16 при перемещении вдоль направляющей 1 не вращает захват 3 и образец 5.

Стенд обеспечивает новые условия испытаний при нагружении осевыми и изгибающими усилиями - при непрерывном изменении направлений изгиба образца.