центробежный испытательный стенд для испытания материалов

Формула изобретения

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ, содержащий основание, установленную на нем платформу с приводом вращения, соосные зажимы для закрепления испытуемого образца материала, один из которых установлен с возможностью вращения на платформе, и устройство для создания крутящей нагрузки, включающее два жестко связанных инерционных груза с приводом их радиального перемещения, отличающийся тем, что устройство для создания крутящей нагрузки выполнено в виде поворотной планшайбы с направляющими, ось поворота которой размещена на расстоянии от оси вращения платформы, инерционные грузы установлены в направляющих планшайбы с возможностью противофазного перемещения относительно оси ее поворота, механизм передачи вращательного движения с планшайбы на образец, включающий опору, закрепленную на платформе, коническое зубчатое колесо, закрепленное на планшайбе соосно с ее осью и сопряженную с ним шестерню, связанную с подвижным зажимом через опору, два ограничителя углового перемещения планшайбы, закрепленных на платформе, а второй зажим жестко закреплен на платформе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет испытывать на усталостное кручение вращающиеся образцы материалов.

Известна установка для испытания материалов на кручение [1] содержащая корпус, соосно установленные захваты для образца и связанные с одним из захватов приводы для закручивания и осевого нагружения образца.

Недостатком данной установки является сложность создания знакопеременной крутящей нагрузки вследствие использования фрикционных сил для закручивания образца и большое время для реализации повторного закручивания вследствие больших инерционных постоянных привода закручивания.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стенд [2] содержащий платформу с приводом ее вращения, захваты для образца и два груза, связанные с соответствующими захватами и обеспечивающими совместно с шарнирным четырехзвенником нагружение образца крутящей и осевой нагрузкой.

Недостатком данного стенда является недостаточная производительность испытаний ввиду невозможности испытания образца без дополнительного переналаживания на усталостное знакопеременное закручивание.

Изобретение направлено на повышение производительности испытаний и уменьшение энергоемкости стенда.

Это достигается тем, что в центробежном испытательном стенде для испытания материалов, содержащем основание, установленную на нем платформу с приводом вращения, соосные зажимы для закрепления испытуемого образца материала, один из которых установлен с возможностью вращения на платформе, и устройство для создания крутящей нагрузки, включающее два жестко связанных инерционных груза с приводом их радиального перемещения, устройство для создания крутящей нагрузки выполнено в виде поворотной планшайбы с направляющими, ось поворота которой размещена на расстоянии от оси вращения платформы, инерционные грузы установлены в направляющих планшайбы с возможностью противофазного перемещения относительно оси ее поворота, механизма передачи вращательного движения с планшайбой на образец, включающего опору, закрепляемую на платформе, коническое зубчатое колесо, закрепленное на планшайбе соосно ее оси, и сопряженную с ним шестерню, связанную с подвижным зажимом через опору, два ограничителя углового положения планшайбы, закрепленных на платформе, а второй зажим жестко закреплен на платформе.

На фиг. 1 показан заявляемый стенд, план; на фиг. 2 то же, вид сбоку.

Стенд для испытаний образцов на усталостное кручение содержит установленную на основании платформу 1 с противовесом 2 и собственным приводом вращения (не показан), зажимы 3 и 4 для закрепления испытуемого образца 5, один из которых, например 3, жестко закреплен на платформе, и устройство для создания крутящей нагрузки, включающее поворотную планшайбу 6 в виде балки, ось поворота которой размещена на расстоянии от оси вращения платформы, два инерционных груза 7 и 8, установленных в направляющих 9 планшайбы 6, жестко связанных между собой с возможностью противофазного радиального перемещения относительно оси ее поворота и снабженных общим реверсивным приводом 10 поступательного перемещения, закрепленным на планшайбе 6 по ее оси поворота.

Механизм передачи вращательного движения с планшайбы 6 на образец включает коническое зубчатое колесо 11, закрепленное на планшайбе соосно ее оси, и сопряженную с ним шестерню 12, связанную с подвижным зажимом 4 через опору вращения 13, закрепленную на платформе, и два ограничителя 14 и 15 углового положения планшайбы, закрепленных на платформе в зоне вращения планшайбы.

Стенд работает следующим образом.

Испытуемый образец 5 закрепляют в зажимах 3 и 4, приводом 10 устанавливают грузы 7 и 8 симметрично относительно оси планшайбы 6. Платформу 1 раскручивают до расчетной угловой скорости. Пpиводом 10 перемещают грузы 7 и 8 попеременно относительно оси поворота планшайбы вверх или вниз по фиг. 1. При смещении грузов относительно оси вращения планшайбы 1 (например, груз 7 находится на максимально далеком, а груз 8 на максимально близком расстоянии от оси поворота планшайбы и наоборот, крутящий момент, вызванный неуравновешенностью планшайбы с грузами, передается посредством конической зубчатой передачи 11 и 12 на образец 5. Осуществляя циклическое перемещение грузов 7 и 8 вдоль планшайбы 6 к концам ее плеч, обеспечивают циклическое действие на образец знакопеременной крутящей нагрузки. Установкой упоров 14 и 15 ограничивают величину угла закручивания образца 5. Повторное нагружение образца осуществляют заданное число раз или до разрушения образца 5. Перемещением небольших масс (например, по 2 кг) на подобном стенде можно создавать значительные крутящие моменты, что уменьшает энергоемкость испытаний.

Обеспечение без переналадки стенда нагружения образца знакопеременными крутящими нагрузками увеличивает производительность испытаний. Кроме того, уменьшается энергоемкость привода устройства создания крутящей нагрузки, так как для этой цели в стенде используется энергия ротационного поля. Использование инерционных грузов с приводом позволяет создавать значительные крутящие моменты более простыми средствами.