SU868454A1 - Fatigue testing machine - Google Patents

Description

(54) МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА -УСТАЛОСТЬ(54) MACHINE FOR TESTS FOR -DISTANCE

1one

Изобретение относитс  к исследовани м прочностных свойств материалов, а именно к машинам дл  испытаний на малоцикловую усталость и может найти применение при испытании образцов и элементов конструкций при пульсирующем цикле нагруженй .The invention relates to studies of the strength properties of materials, in particular to machines for testing low-cycle fatigue, and may find application in testing samples and structural elements during a pulsating loading cycle.

Известна машина дл  испытаний на усталость, содержгцца  электромеханическое нагружающее устройство с захватами дл  образца, станину с траверсой , двухкоординатный прибор и динамометр , выполненный в виде нескольких рам, объединенных в группы, и несущие датчики сопротивлени , соединенные в мост Уинстона II.A known fatigue testing machine, an electromechanical loading device with grippers for a sample, a beam frame, a two-coordinate device and a dynamometer made in the form of several frames, combined in groups, and carrier resistance sensors connected to a Winston II bridge.

Недостатком мгииины  вл етс  невысока  точность поддержани  максимашьных нагрузок вследствие дрейфа нул  двухкоординатного прибора.The disadvantage of the mini-gun is the low accuracy of maintaining the maximum loads due to the drift zero of the two-coordinate instrument.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой  вл етс  машина дл  испытаний на усталость, содержаща  реверсируемый силовозбудитель , цепь управлени  реверсировани-i ем силовозбудител , динамометр,включенный в цепь измерени  нагрузки, двухкоординатный управл ющий и регистрирующий прибор, включающий корпус, задатчики экстремальных нагрузокThe closest in technical essence to the present invention is a fatigue testing machine, comprising a reversible energizer, a reversing control circuit of the energizer, a dynamometer included in the load measurement circuit, a two-coordinate control and recording instrument, including a body, setting devices for extreme loads

цикла в виде фотодиодов,включенных в цепь управлени  реверсированием силовозбудител , линейку с закрепленной; на ней шторкой, служащей дл  перекрыти  фотодиодов, привод линейки, подключённый кцепи измерени  нагрузки. В этой машине фотодиоды неподвижно установлены на корпусе двухкоординатного прибора на отметках максимальЮ ных нагрузок 2 .a cycle in the form of photodiodes included in the reversing control circuit of the energizer, a ruler with a fixed one; on it a shutter that serves to overlap the photodiodes, a ruler drive connected to a load measurement circuit. In this machine, the photodiodes are fixedly mounted on the body of the two-coordinate device at the levels of maximum loads 2.

Недостатком машины  вл етс  наличие погрешности задани  максимальных нагрузок из-за дрейфа нул , котора , в свою очередь, требует периодичес15 кой коррекции нул  двухкоординатного -прибора, осуществл емой вручную,Необходимость в ручной коррекции приводит к повышению трудоемкости обслуживани  машины.The disadvantage of the machine is the presence of an error in specifying maximum loads due to zero drift, which, in turn, requires periodic correction of the zero of the two-coordinate device carried out manually. The need for manual correction leads to an increase in the maintenance of the machine.

2020

Цель изобретени  - снижение трудоемкости обслуживани ..The purpose of the invention is to reduce the complexity of the service.

Цель достигаетс  благодар  тому, что машина снабжена устройством дл  коррекции нул  нагрузки, состо щим The goal is achieved due to the fact that the machine is equipped with a device for the correction of zero load, consisting

25 из каретки, служащей дл  установки на ней фотодиодов и имеющей упор,который установлен в положении, соответствующем нулевой нагрузке, с возможностью зацеплени  ео шторкой,обес30 печиванвдего перемещение каретки в одну сторону, механизма перемещени  каретки, включаклцего установленные н линейке электромагнит, взаимодействующий с ним первый рычаг, подпружиненный второй рычаг, который устайовлен на корпусе с возможностью взаимодействи  с первым рычагом при включенном электромагните и служит дл  перемещени  каретки в другую сторону и блока управлени , подключенного к цепи управлени  реверсированием, причем цепь питани  электромагнита подключена к блоку управлени  с возможностью включени  электромагнита при разгрузке образца.25 of the carriage used to install photodiodes on it and having a stop that is installed in a position corresponding to zero load, with the possibility of being hooked by a curtain, ensuring that the carriage moves in one direction, the carriage movement mechanism, including the line installed on the electromagnet, interacting with it the first lever, the spring-loaded second lever, which is mounted on the body with the ability to interact with the first lever when the electromagnet is on and serves to move the carriage to the other sides A control unit connected to the reversal control circuit, the power supply of the electromagnet connected to the control unit with the possibility of switching on the electromagnet when the sample is unloaded.

На фиг, 1 представлена машина, общий вид; на фиг. 2 - двухкоординат ный управл ющий и регистрирующий прибор; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2, на фиг. 4 - вид Б на фиг.2.Fig, 1 shows the machine, a general view; in fig. 2 - two-coordinate control and recording instrument; in fig. 3 shows section A-A in FIG. 2, in FIG. 4 - view B in figure 2.

Машина содержит две колонны 1, установленные на них неподвижную траверсу 2 и подвижную траверсу 3, захваты 4 и 5 дл  испытуемого образца 6, динамометр 7, включенный в цепь измерени  нагрузки (не показана реверсируемый силовозбудитель,включающий электродвигатель 8, редуктор 9 и винт 10, цепь управлени  реверсированием силовозбудител  (не показана ) . На одной из колонн 1 установлены два микровыключател  11 электродвигател  8, предназначенные дл  ограничени  хода траверсы 3. Двухкоординатный управл ющий и регистрирующий прибор включает корпус 12, задатчики экстремальных нагрузок цикла в виде фотодиодов 13 и 14, включенны в цепь управлени  реверсированием силовозбудител , линейку 15, с закрепленной на ней шторкой 16, служащей дл  перекрыти  фотодиодов 13 и 14, привод линейки 15 (не показан), подключенный к цепи измерени  нагрузки. Устройство дл  коррекции нул  нагрузки состоит из каретки, служащей дл  установки на- ней фотодиодов 13, 14 и имеющей упор 17,. который установлен в положении, соответствующем нулевой нагрузке с возможностью зацеплени  со шторкой 16, обеспечивающего перемещение каретки в одну сторону механизма перемещени  каретки и блока управлени . Каретка образована установленными в отверсти х 18 боковых пластин 19 стержн ми 20,параллельными направл кхдей 21 линейки 15, и двум  KOpnycciMH 22 и 23 дл  установки фотодиодов 13 и 14,имеющих возможность дл  установочного перемещени  по стержн м 20.The machine contains two columns 1, fixed on them a traverse 2 and a movable traverse 3, grippers 4 and 5 for test sample 6, a dynamometer 7 included in the load measurement circuit (not shown reversed energizer, including electric motor 8, gearbox 9 and screw 10, a reversal control circuit of an energizer (not shown). On one of the columns 1 there are two microswitches 11 of an electric motor 8, designed to limit the traverse 3. The two-axis control and recording device includes a housing 12 , the extreme load cycle adjusters in the form of photodiodes 13 and 14 are included in the reversing control circuit of the power driver, ruler 15, with a shutter 16 fixed on it, which serves to shut off the photodiodes 13 and 14, the ruler 15 (not shown) connected to the load measurement circuit A device for correcting zero load consists of a carriage used for mounting photodiodes 13, 14 on it, and having a stop 17, which is installed in a position corresponding to zero load with the possibility of engagement with a shutter 16, which provides movement of rags to one side of the carriage movement mechanism and the control unit. The carriage is formed by rods 20 mounted in the holes 18 of the side plates 19, parallel to the Khdey 21 of the ruler 15, and to two KOpnycciMH 22 and 23 for mounting photodiodes 13 and 14, having the possibility for adjusting movement on the rods 20.

Механизм перемещени  каретки включает установленные на линейные 15 электромагнит 24,. взаимодействующий с ним первый рычаг 25, и подпружиненный второй рычаг 26, который установлен на корпусе 12 с возможностью взаимодействи  с первым рычаШ.м 25 при включенном электромагните 24 иThe carriage movement mechanism includes an electromagnet 24 mounted on a linear 15 ,. the first lever 25 interacting with it, and the spring-loaded second lever 26, which is mounted on the housing 12 with the possibility of interacting with the first lever 25 with the electromagnet 24 turned on and

служит дл  перемещени  каретки в другую сторону. Блок управлени  (не показан ) подключен к цепи управлени  реверсированием. Рычаг 25, установленный на оси 27, имеет плечо с плоским концом 28 и плечо с рабочим концом 29, вес которого больше веса плеча с плоским концом.serves to move the carriage to the other side. A control unit (not shown) is connected to the reversal control circuit. The lever 25, mounted on an axis 27, has a shoulder with a flat end 28 and a shoulder with a working end 29, the weight of which is greater than the weight of the shoulder with a flat end.

На корпусе 12 установлен выключатель 30 дл  отключени  машины от сети питани .A switch 30 is mounted on the housing 12 to disconnect the machine from the mains.

Цепь питани  электромагнита 24 (не показана) подключена к блоку управлени  с возможностью включени  электромагнита 24 при разгрузке образца 6.The power supply circuit of the electromagnet 24 (not shown) is connected to the control unit with the ability to turn on the electromagnet 24 when the sample 6 is unloaded.

Рычаг 26 установлен на оси 31 и имеет ограничитель 32 поворота.The lever 26 is installed on the axis 31 and has a stop 32 turns.

Машина работает следующим образом .The machine works as follows.

В исходном положении линейка 15 устанавливаетс  в положение, при котором права  кромка шторки 16 касаетс  левой плоскости упора 17 (фиг. 2 В указанном положении нуль двухкоордкнатного прибора совпадает с правой кромкой шторки 16, а отсчет величины нагрузки производитс  от левой плоскости упора 17.In the initial position, the ruler 15 is set in a position in which the right edge of the shutter 16 touches the left plane of the stop 17 (Fig. 2 In this position, the zero of the two-piece instrument coincides with the right edge of the shutter 16, and the load is read from the left plane of the stop 17.

Корпус 22 каретки закреплен на стержн х 20 в положении, в котором фотодиод 14 закрываетс  шторкой 16 после прохождени  ее правой кромки от нул  до отметки максимгшьной нагрузки .The carriage body 22 is fixed to the rods x 20 in the position in which the photodiode 14 is closed by the shutter 16 after passing its right edge from zero to the maximum load mark.

Нагружение образца 6 рйст гивающим усилием осуществл етс  при перемещении траверсы 3 вниз. При этом сигнал от динамометра 7 поступает к приводу линейки 15 и последний перемещает линейку 15 налево. В тот момент , когда шторка 16 перекрывает фотодиод 14, происходит реверсирование электродвигател  8, и подвижна  траверса 3 движетс  вверх, разгружа  образец 6, а линейка 15 перемещаетс  пропорционально сигналу динамометра 7 направо до тех-пор, пока права  кромка шторки 16 не перекроет фотодиод 13, после чего цикл нагружени  повтор етс .The loading of the sample 6 by a relieving force is effected by moving the crosshead 3 downwards. The signal from the dynamometer 7 is fed to the drive line 15 and the latter moves the line 15 to the left. At that moment, when the shutter 16 overlaps the photodiode 14, the motor 8 is reversed, and the mobile yoke 3 moves upward, unloading the sample 6, and the ruler 15 moves in proportion to the signal of the dynamometer 7 to the right until the right edge of the shutter 16 overlaps the photodiode 13 after which the loading cycle is repeated.

Вследствие того, что положение фотодиода 13 не совпадает с нулем нагрузки , т.е. с левой плоскостью упора 17, разгрузка образца 6 осуществл етс  до некоторой малой по величине нагрузки, определ емой рассто ние между фотодиодом 13 и левой плоскостью упора 17.Due to the fact that the position of the photodiode 13 does not coincide with zero load, i.e. with the left plane of the stop 17, the sample 6 is unloaded to some small amount of load, defined by the distance between the photodiode 13 and the left plane of the stop 17.

Claims (2)

Если бы ФОТОДИОД 13 был бы установлен точно на нулевой отметке, то малейший дрейф нул  двухкоординатного прибора налево сделал бы невозможным закрытие фотодиода 13 шторкой 16 что привело бы к остановке линейки 15, поскольку с динамометра 7 поступал бы сигнал, соответствующий нулевой нагрузке. Во врем  циклического нагружени  образца 6 может происходить дрелф н л  двухкоординатного прибора. Блок управлени  периодично, чере заданные равные промежутки времени, называемые периодом между коррекци  ми, вырабатывает сигнал дл  осущест лени  цикла нагрулсени , во врем  ко торого производитс  корректирование нул  нагрузки и перестройка цепи уп равлени  реверсированием силовозбуди тел  на выполнение такого цикла, а также отсчитывает заранее определенное врем  - врем  дл  совмещени  ну . леи, - необ-ходимое дл  совмещени  ну лей нагрузки и двухкоординатного при бора, и по истечении этого времени, выдает команду цепи управлени  реверсированием на работу машины по обычному циклу нагружени . Началом отсчета времени дл  совмещени  нулей  вл етс  момент перекрыти  фотодиода 13 шторкой 16. После выдачи блоком управлени  сигнала на коррекцию и первого следующего за этим сигнала от фотодиода 14 подаетс  питание на электр магнит 24 механизма перемещени  каретки , который прит гивает к себе плоский конец 28 рычага 25. При этом рабочий конец 29 поднимаетс  вверх. При движении линейки 15 направо рыча 25 рабочим концом 29 зацепл ет за подпружиненный рычаг 26 и поворачивает его на оси 31 против часовой стрелки. Рычаг 26 касаетс  корпуса 22 и перемещает каретку влево до тех пор, пока рычаги 26 и 25 не выход т из зацеплени , после чего рычаг 26 возвращаетс  в исходное положение. При дальнейшем движении направо линейки 15 шторка 16 закрывает фотодиод 13, а блок управлени  начинает отсчет времени дл  совмещени  нулей При перекрытии шторкой 16 фотодиода 13 при коррекции нулей не производитс  реверсирование электродвигател  8, а происходит дальнейшее перемещение линейки 15 вправо, пропорционально сигналу от динамометра 7, При этом перва  кромка шторки,16 уже закрывшей фотодиод 13, достигает левой плоскости упора 17, линейка 15 толкает каретку вправо до тех пор пока образец 6 не окажетс  полностью разгружен, и линейка не остановитс  по сигнсшу от динамометра 7. Траверса 3 продолжает после этого движение вверх до истечени  времени на совмещение нулей. Вслед за этим моментом блок управлени  вырабатывает команду цепи управлени  реверсиро ванием на выполнение циклов нагружени  без коррекций нулей, по которой отключаетс  питание электромагнита 24 и происходит реверс электродвига тел  8. В том случае, если суммарна  вели чина коррекции нул  нагрузки окажетс  больше допустимой дл  усг-ронстна дл  коррекции нул  HarfjyaKit, производитс  автоматическое выключение машины . Если в результате р да коррикци нул  каретка сместитс  в свое краинее левое положение, нуль нагрузки может оказатьс  левее фотодиода 14. В этом случае после команды на коррекцию линейка 15 остановитс  по сигналу от динамометра 7 левее фотодиода 14, а траверса 3 будет подниматьс  вверх до микровыключател  11, после чего произойдет остановка электродвигател  8. Если в процессе коррекций каретка сместитс  в крайнее правое положение , нуль нагрузки может оказатьс  правее выключател  30. Тогда,при очередной коррекции, каретка, перемеща сь вправо, достигнет выключател  30 корпусом 23, и троиэоидет отключение от сети двухкоординатного прибора , а траверса 3 подниметс  вворх до микровыключател  11. При разрушении образца, происход щем в полуцикЛе нагружени , траверса 3 опускаетс  вниз до мнкровыключател  11. Мсшина может быть оснащена нагревательным устройством дл  осуществлени  температурнЕэОс испытаний. Пр именение маЫины дл  испытании на усталость позвол ет проводить эксперименты без вмешательства аппарата с целью коррекции нул  при зада .нном уровне допустимого дрейфа. Формула изобретени  Машина дл  испытаний на усталость, содержаща  реверсируемый силовозбудитель , цепь управлени  реверсированием силовозбудител , динамометр,включенный в цепь измерени  нагрузки, двухкоординатный управл ющий и регистрируккций прибор, включающий корпус, задатчики экспериментальных нагрузок Цикла в виде фотодиодов, включенных в цепь управлени  реверсированием силовозбудител , линейку с закрепленной на ней шторкой, служащей дл  перекрыти  фотодиодов, и привод линейки , подключенный к цепи измерени  нагрузки , отличающа с  тем, что, с целью сни/кени  трудоемкости обслуживани , она снабжена устройством дл  коррекции нул  нагрузки,состо щим ИЗ каретки, служащей дл  .установки в ней фотодиодов и имеющей упор, который установлен в положении, соответствующем нулевой нагрузке, с возможностью зацеплени  со шторкой, обеспечивающего перемещение каретки в одну сторону, механизма перемещени  каретки, включающего установленные на линейке электрюмагнит взаимодействующий с ним первый рычаг. подпружиненный второй рычаг, который установлен на корпусе с возможностью взаимодействи  с первым рычагом при включенном электромагните и служит дл  перемещени  каретки в другую сторону, и блока управлени , подключенного к цепи управлени  реверсированием , причем цепь питани  электромагнита подключена к блоку управле86 НИН с возможностью включени  электромагнита при разгрузке образца. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 249709, кл. G 01 N 3/32, 1968. If PHOTODIOD 13 were set exactly at the zero mark, then the slightest drift zero of the two-coordinate device to the left would have made it impossible to close the photodiode 13 with the shutter 16, which would cause the ruler 15 to stop, since a signal corresponding to zero load would arrive from the dynamometer 7. During cyclic loading of sample 6, a drill nl of a two-coordinate device may occur. The control unit periodically, over specified equal periods of time, called the period between corrections, generates a signal to carry out a load cycle, during which the load zero is corrected and the control circuit is reversed to force the recharge of the force and the measured time is the time for combining null. lei, which is necessary for combining the zeros of the load and the two-coordinate instrument, and after this time, issues a command of the reversal control circuit to operate the machine in the normal loading cycle. The starting point for zero alignment is when the photodiode 13 overlaps the shutter 16. After the control unit issues a correction signal and the first following signal from the photodiode 14, power is supplied to the electric magnet 24 of the carriage movement mechanism, which attracts the flat end 28 of the lever 25. At the same time, the working end 29 rises. When the ruler 15 moves to the right, the lever 25 hooks with the working end 29 onto the spring-loaded lever 26 and turns it on the axis 31 counterclockwise. The lever 26 touches the housing 22 and moves the carriage to the left until the levers 26 and 25 are disengaged, after which the lever 26 returns to its original position. Upon further movement to the right of the ruler 15, the shutter 16 closes the photodiode 13, and the control unit starts timing the zero alignment. When the shutter 16 overlaps the photodiode 13, when correcting the zeros, the motor 8 is not reversed, and the ruler 15 moves further to the right, proportional to the signal from the dynamometer 7, In this case, the first edge of the shutter, 16 which has already closed the photodiode 13, reaches the left plane of the stop 17, the ruler 15 pushes the carriage to the right until sample 6 is completely unloaded and the ruler does not remain Ovitsa on the signal from the dynamometer 7. Traverse 3 then continues upward movement until the time for the combination of zeros. Following this moment, the control unit generates a command of the reversal control circuit to perform loading cycles without zero corrections, by which the electromagnet 24 is disconnected and the electric motor of the body 8 reverses. In case the total zero load correction value is more acceptable for us HarfjyaKit zero correction, the machine is automatically shut down. If the carriage shifts to its leftmost position as a result of a series of correction, the load may appear to the left of the photodiode 14. In this case, after the correction command, the ruler 15 will stop at a signal from the dynamometer 7 to the left of the photodiode 14 and the traverse 3 will rise up to the microswitch 11, after which the electric motor 8 will stop. If the carriage moves to the extreme right position during the correction process, the load zero may appear to the right of the switch 30. Then, at the next correction, the carriage will move to the right will reach switch 30 with housing 23, and the triad disconnects the two-coordinate device from the mains, and traverse 3 will lift up in the switch to microswitch 11. When a sample breaks down in half-cycle loading, traverse 3 will go down to the microswitch 11. temperature test. The use of the fatigue test machine allows experiments to be carried out without the intervention of the apparatus in order to correct zero at a given level of permissible drift. Claims for a fatigue test machine comprising a reversible energizer, an exciter reversal control circuit, a dynamometer included in a load measurement circuit, a two-coordinate control and a registering instrument, including a body, setting devices for experimental loads of a cycle in the form of photodiodes included in a control circuit. a ruler with a shutter attached to it that serves to overlap the photodiodes, and the ruler drive connected to the load measurement circuit is different In order to reduce the complexity of servicing, it is equipped with a device for correcting zero load, consisting of an OF carriage, which is used to install photodiodes in it and having a stop, which is installed in a position corresponding to zero load, with the possibility of with a shutter that provides movement of the carriage in one direction, the mechanism of movement of the carriage, including electromagnet interacting with the first lever mounted on the ruler. spring-loaded second lever, which is mounted on the housing with the ability to interact with the first lever when the electromagnet is on and serves to move the carriage in the other direction, and the control unit connected to the reversal control circuit, the power supply circuit of the electromagnet connected to the electromagnet sample unloading. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 249709, cl. G 01 N 3/32, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2549670/25-28, кл. G 01 N 3/32, 1977 (прототип).2. USSR author's certificate according to the application No. 2549670 / 25-28, cl. G 01 N 3/32, 1977 (prototype). 11eleven 3131 Фиг.ЗFig.Z s 13s 13 Pu-i.fPu-i.f А-/4A- / 4 21} 32. IS 021} 32. IS 0 2222 zozo ВиЭБBib 33 2.32.3 .30.thirty