RU2377533C1 - Installation for fatigue tests of material samples - Google Patents

Abstract

FIELD: testing equipment.

SUBSTANCE: invention is related to testing equipment, to strength tests. Installation for fatigue tests of material samples comprises body, three racks arranged in it, two of which are parallel to each other, and the third is perpendicular to it, geared wheel that connects the third rack to one of two parallel racks, mechanism of reciprocal motion, which interacts to end of the third rack, torque link, central hinge of which is connected to body, and end hinges are connected to parallel racks. Also two gear reducers are installed on body, which are intended for alternate connection of parallel racks to each other. At the same time one reducer consists of two joined wheels, the other reducer consists of three serially joined wheels. Moreover, depending on selected mode of samples interaction, reducer of two or three serially joined wheels are installed.

EFFECT: increased volume of produced information in mode of samples interaction in process of bending with identical or different signs of axial load.

1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.The invention relates to testing equipment, to strength tests.

Известна установка для усталостных испытаний образцов материалов (патент РФ №1587403, кл. G01N 3/32, 1989), содержащая корпус, размещенные в нем две рейки, зубчатое колесо, связывающее рейки, механизм возвратно-поступательного перемещения, взаимодействующий с одной из реек, пару захватов для образца, активный из которых связан со второй рейкой, инерционный груз, соединенный с пассивным захватом.A known installation for fatigue testing of samples of materials (RF patent No. 1587403, class G01N 3/32, 1989), comprising a housing, two racks placed therein, a gear wheel connecting the rails, a reciprocating movement mechanism interacting with one of the rails, a pair of grippers for the sample, the active of which is connected to the second rail, an inertial load connected to a passive gripper.

Недостаток установки состоит в том, что она не обеспечивает испытания при взаимодействии пары образцов с нагружением изгибом и осевой нагрузкой.The disadvantage of the installation is that it does not provide testing during the interaction of a pair of samples with bending and axial loading.

Известна установка для усталостных испытаний образцов материалов (патент РФ №1672283, кл. G01N 3/32, 1989), содержащая корпус, размещенные в нем две рейки, зубчатое колесо, связывающее рейки, механизм возвратно-поступательного перемещения, взаимодействующий с одной из реек, пару захватов для образца, активный из которых связан с второй рейкой, инерционный груз, соединенный с пассивным захватом.A known installation for fatigue testing of samples of materials (RF patent No. 1672283, class G01N 3/32, 1989), comprising a housing, two racks placed therein, a gear wheel connecting the rails, a reciprocating movement mechanism interacting with one of the rails, a pair of grippers for the sample, the active of which is connected to the second rail, an inertial load connected to a passive capture.

Недостаток установки также состоит в том, что она не обеспечивает испытания при взаимодействии пары образцов с нагружением изгибом и осевой нагрузкой.The disadvantage of the installation also lies in the fact that it does not provide tests during the interaction of a pair of samples with bending and axial loading.

Известна установка для усталостных испытаний образцов материалов (патент РФ №2051359, кл. G01N 3/32, 1995), принимаемая за прототип. Установка содержит корпус, размещенные в нем три рейки, две из которых параллельны друг другу, а третья перпендикулярна им, зубчатое колесо, связывающее третью рейку с одной из двух параллельных реек, механизм возвратно-поступательного перемещения, взаимодействующий с концом третьей рейки, двухзвенник, центральный шарнир которого соединен с корпусом, а торцевые шарниры связаны с параллельными рейками, две пары захватов для двух образцов, активные из которых связаны с параллельными рейками, два инерционных груза, соединенные с пассивными захватами. Установка обеспечивает испытания при взаимодействии пары образцов с нагружением изгибом и осевой нагрузкой.A known installation for fatigue testing of samples of materials (RF patent No. 2051359, class G01N 3/32, 1995), taken as a prototype. The installation comprises a housing, three rails placed in it, two of which are parallel to each other, and the third is perpendicular to them, a gear wheel connecting the third rack to one of the two parallel rails, a reciprocating mechanism interacting with the end of the third rack, a two-link, central the hinge of which is connected to the housing, and the end hinges are connected to parallel rails, two pairs of grippers for two samples, the active of which are connected to parallel rails, two inertial loads connected to passive captures. The installation provides tests during the interaction of a pair of samples with bending and axial loading.

Недостаток установки состоит в том, что на ней неосуществимы исследования в режиме взаимодействия образцов при изгибе с одинаковыми или с разными знаками осевой нагрузки. Это существенно ограничивает объем информации при испытаниях.The disadvantage of the installation is that it is not feasible to study in the mode of interaction of samples during bending with the same or with different signs of axial load. This significantly limits the amount of information during testing.

Техническим результатом изобретения является повышение объема получаемой информации путем обеспечения исследований в режиме взаимодействия образцов при изгибе с одинаковыми или с разными знаками осевой нагрузки.The technical result of the invention is to increase the amount of information obtained by providing studies in the mode of interaction of samples during bending with the same or with different signs of axial load.

Технический результат достигается тем, что установка для усталостных испытаний образцов материалов, содержащая корпус, размещенные в нем три рейки, две из которых параллельны друг другу, а третья перпендикулярна им, зубчатое колесо, связывающее третью рейку с одной из двух параллельных реек, механизм возвратно-поступательного перемещения, взаимодействующий с концом третьей рейки, двухзвенник, центральный шарнир которого соединен с корпусом, а торцевые шарниры связаны с параллельными рейками, две пары захватов для двух образцов, активные из которых связаны с параллельными рейками, два инерционных груза, соединенные с пассивными захватами, согласно изобретению, на корпусе установлены два зубчатых редуктора, предназначенные для поочередного соединения параллельных реек друг с другом, причем один редуктор состоит из двух сцепленных колес, а другой редуктор состоит из трех последовательно сцепленных колес, при этом на концах параллельных реек шарнирно установлены дополнительные рейки, на которых установлены торцевые шарниры двухзвенника и закреплены активные захваты.The technical result is achieved by the fact that the installation for fatigue testing of samples of materials, comprising a housing, three racks placed in it, two of which are parallel to each other, and the third is perpendicular to them, a gear wheel connecting the third rack to one of two parallel rails, the mechanism is reciprocating translational movement, interacting with the end of the third rack, the two linker, the central hinge of which is connected to the body, and the end hinges are connected to parallel rails, two pairs of grippers for two samples, are active e of which are connected with parallel rails, two inertial loads connected with passive grippers according to the invention, two gear reducers are installed on the casing, designed to alternately connect parallel rails to each other, one gearbox consisting of two coupled wheels and the other gearbox of three sequentially coupled wheels, while at the ends of parallel rails additional rails are pivotally mounted on which end joints of the two link are mounted and active grips are fixed.

Два редуктора с разным количеством колес создают синхронные или асинхронные перемещения реек с образцами и инерционными грузами, что и создает эффект, неосуществимый в прототипе и создающий технический результат - испытания при осевых усилиях одного или разных знаков.Two gearboxes with a different number of wheels create synchronous or asynchronous movements of the rails with samples and inertial loads, which creates an effect that is not feasible in the prototype and creates a technical result - tests with axial forces of one or different signs.

На чертеже представлена схема установки.The drawing shows the installation diagram.

Установка для усталостных испытаний образцов материалов содержит корпус 1, размещенные в нем три рейки 2, 3, 4, две из которых 2, 3 параллельны друг другу, а третья 4 перпендикулярна им, зубчатое колесо 5, связывающее третью рейку 4 с одной из двух параллельных реек 3, механизм 6 возвратно-поступательного перемещения, взаимодействующий с концом третьей рейки 4, двухзвенник 7, 8, 9, центральный шарнир 9 которого соединен с корпусом 1, а торцевые шарниры 7, 8 связаны с параллельными рейками 2,3, две пары захватов 10, 11 и 12, 13 для двух образцов 14, 15, активные 10 и 12 из которых связаны с параллельными рейками 2, 3, два инерционных груза 16, 17, соединенные с пассивными захватами 11, 13.Installation for fatigue testing of samples of materials contains a housing 1, three rails 2, 3, 4 placed in it, two of which 2, 3 are parallel to each other, and the third 4 is perpendicular to them, gear 5 connecting the third rack 4 with one of two parallel rails 3, the mechanism 6 of the reciprocating movement, interacting with the end of the third rack 4, a double link 7, 8, 9, the central hinge 9 of which is connected to the housing 1, and the end hinges 7, 8 are connected with parallel rails 2,3, two pairs of grippers 10, 11 and 12, 13 for two samples 14, 15, active 10 and 12 of which are connected with parallel rails 2, 3, two inertial load 16, 17 connected with passive grippers 11, 13.

На корпусе 1 установлены два зубчатых редуктора 18 и 19, предназначенные для поочередного кинематического соединения параллельных реек 2, 3 друг с другом. Один редуктор 18 состоит из двух сцепленных колес, другой редуктор 19 состоит из трех последовательно сцепленных колес. На концах параллельных реек 2, 3 шарнирно установлены дополнительные рейки 20, 21, на которых установлены торцевые шарниры 7, 8 двухзвенника и закреплены активные захваты 10, 12.Two gear reducers 18 and 19 are installed on the housing 1, designed for alternating kinematic connection of parallel rails 2, 3 to each other. One gearbox 18 consists of two coupled wheels, another gearbox 19 consists of three sequentially coupled wheels. At the ends of parallel rails 2, 3, additional rails 20, 21 are pivotally mounted on which end joints 7, 8 of the two link are mounted and active grippers 10, 12 are fixed.

На корпусе установлена площадка 22 для взаимодействия грузов 16, 17. Площадка 22 установлена на направляющих 23 и подпружинена пружинами 24 с низкой жесткостью, что позволяет площадке 22 перемещаться с сопротивлением, много меньшим усилиям со стороны грузов 16, 17. Привод 6 связан с рейкой 4 через пружину 25. Положение редукторов 18, 19 меняется поворотом рукояток 26 и фиксируется фиксаторами 27.A platform 22 is mounted on the housing for the interaction of goods 16, 17. The platform 22 is mounted on rails 23 and is spring loaded with springs 24 with low stiffness, which allows the platform 22 to move with resistance much less than the forces on the load side 16, 17. The drive 6 is connected to the rail 4 through the spring 25. The position of the gearboxes 18, 19 is changed by turning the handles 26 and is fixed by the latches 27.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Для испытаний в режиме взаимодействия образцов при изгибе с разными знаками осевой нагрузки устанавливают редуктор 19 в положение, показанное на схеме, когда последовательно сцепленные три колеса кинематически связывают рейки 2,3 друг с другом. Включают привод 6 и через пружину 25 перемещают рейку 4 возвратно-поступательно. Рейка 4 через колесо 5 сообщает возвратно-поступательные перемещения рейке 3. Рейка 3 через редуктор 19 сообщает возвратно-поступательные перемещения рейке 2, при этом рейки 2 и 3 перемещаются во встречных направлениях. Эти движения реек 2 и 3 сообщаются дополнительным рейкам 20 и 21, которые перемещают торцевые шарниры 7 и 8 в противоположных направлениях. Поскольку центральный шарнир 9 на корпусе 1 закреплен, то указанные перемещения торцевых шарниров 7 и 8 создают встречные повороты дополнительных реек 21 и 22 с захватами 10, 12, образцами 14, 15 и грузами 16, 17. В результате грузы 16, 17 наносят удары по площадке 22 и нагружают образцы 14, 15 изгибом, при этом благодаря разным направлениям движения грузы 16, 17 создают на образцах инерционные осевые усилия разных знаков. Незначительное сопротивление перемещениям площадки 22 вдоль направляющих 23 обеспечивают условия испытаний при силовом взаимодействии образцов.For tests in the mode of interaction of samples during bending with different signs of axial load, the gearbox 19 is installed in the position shown in the diagram when the successively coupled three wheels kinematically connect the rails 2,3 to each other. Turn on the actuator 6 and through the spring 25 move the rail 4 back and forth. Rail 4 through the wheel 5 reports the reciprocating movement of the rail 3. Rail 3 through the gear 19 reports the reciprocating movement of the rail 2, while the rails 2 and 3 are moving in opposite directions. These movements of the rails 2 and 3 are communicated to the additional rails 20 and 21, which move the end joints 7 and 8 in opposite directions. Since the central hinge 9 is fixed to the housing 1, the indicated displacements of the end hinges 7 and 8 create oncoming turns of the additional rails 21 and 22 with grippers 10, 12, samples 14, 15 and weights 16, 17. As a result, the loads 16, 17 strike at platform 22 and load the samples 14, 15 by bending, and due to different directions of movement, the loads 16, 17 create inertial axial forces of different signs on the samples. Insignificant resistance to displacements of the platform 22 along the guides 23 provide the test conditions during the force interaction of the samples.

Для испытаний в режиме взаимодействия образцов при изгибе с одинаковыми знаками осевой нагрузки устанавливают редуктор 18 в положение, при котором два его колеса кинематически соединяют рейки 2, 3, а редуктор 19 выводят из кинематического взаимодействия с рейками. Для этих настроек используют рукоятки 26 и фиксаторы 27. Включают привод 6 и испытания проходят аналогично испытаниям в предыдущем режиме с той разницей, что редуктор 18 обеспечивает синхронные перемещения реек 2 и 3, дополнительных реек 20 и 21, шарниров 7 и 8. Удары грузов 16, 17 о площадку 22 создают изгибающие нагрузки на образцах 14, 15, а за счет синхронных перемещений грузов инерционные осевые усилия на образцах имеют одинаковые знаки.For tests in the mode of interaction of samples during bending with the same signs of axial load, set the gearbox 18 in a position in which its two wheels kinematically connect the rails 2, 3, and the gearbox 19 is removed from the kinematic interaction with the rails. For these settings, handles 26 and latches 27 are used. The drive 6 is turned on and the tests are carried out similarly to the tests in the previous mode with the difference that the gearbox 18 provides synchronous movements of the racks 2 and 3, additional rails 20 and 21, hinges 7 and 8. Shocks of loads 16 , 17 about the platform 22 create bending loads on the samples 14, 15, and due to synchronous movements of the loads, the inertial axial forces on the samples have the same signs.

Предлагаемая установка обеспечивает исследования взаимодействия образцов в новых условиях - в режиме взаимодействия образцов при изгибе с одинаковыми или с разными знаками осевой нагрузки.The proposed installation provides studies of the interaction of samples in new conditions - in the mode of interaction of samples during bending with the same or with different signs of axial load.

Claims (1)

Установка для усталостных испытаний образцов материалов, содержащая корпус, размещенные в нем три рейки, две из которых параллельны друг другу, а третья перпендикулярна им, зубчатое колесо, связывающее третью рейку с одной из двух параллельных реек, механизм возвратно-поступательного перемещения, взаимодействующий с концом третьей рейки, двухзвенник, центральный шарнир которого соединен с корпусом, а торцевые шарниры связаны с параллельными рейками, две пары захватов для двух образцов, активные из которых связаны с параллельными рейками, два инерционных груза, соединенные с пассивными захватами, отличающаяся тем, что на корпусе установлены два зубчатых редуктора, предназначенные для поочередного соединения параллельных реек друг с другом, причем один редуктор состоит из двух сцепленных колес, а другой редуктор состоит из трех последовательно сцепленных колес, при этом на концах параллельных реек шарнирно установлены дополнительные рейки, на которых установлены торцевые шарниры двухзвенника и закреплены активные захваты. Installation for fatigue testing of samples of materials, comprising a housing, three rails placed in it, two of which are parallel to each other, and a third perpendicular to them, a gear wheel connecting the third rack to one of two parallel rails, a reciprocating movement mechanism interacting with the end the third rail, a double link, the central hinge of which is connected to the body, and the end hinges are connected to parallel rails, two pairs of grippers for two samples, the active of which are connected to parallel rails and, two inertial loads connected with passive grippers, characterized in that two gear reducers are installed on the casing, designed to alternately connect parallel rails to each other, one gearbox consisting of two coupled wheels, and the other gearbox consisting of three sequentially coupled wheels moreover, at the ends of parallel rails additional rails are pivotally mounted on which end joints of the two link are mounted and active grips are fixed.