УСТАНОВКА ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ
IMPACT-TESTING MACHINE FOR MATERIAL SPECIMENS

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна установка для испытания образцов материалов при сложном нагружении (патент РФ №978007, кл. G01N 3/36, 1982), содержащая основание, установленный на нем сильфон, захваты образца, соединенные с сильфоном, и рабочую среду, частично заполняющую полости сильфа.
Недостаток установки состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружениях образца повторными ударами с повторными обжатиями рабочей средой и с повторными фрикционными воздействиями.
Известна установка для испытания образцов материалов при сложном нагружении (а.с. СССР №1296883, кл G01N 3/30, 1987), содержащая основание, установленный на нем сильфон, соединенный с одним торцом сильфона захват образца, наковальню, установленную на втором торце сильфона.
Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружениях образца повторными ударами с повторными обжатиями рабочей средой и с повторными фрикционными воздействиями.
Известна установка для испытания образцов материалов при сложном нагружении (решение о выдаче патента на изобретение по заявке №5022468/28/002767/, кл. G01N 3/36, от 29 июня 1995 г), принимаемая за прототип. Установка содержит основание, сильфон, первым торцом закрепленный на основании, наковальню для образца, расположенную на первом торце сильфона, захват образца, установленный на втором торце сильфона соосно наковальне, источник рабочей среды, соединенный с внутренней полостью сильфона, механизм перемещения и фиксатор для соединения механизма перемещения со вторым торцом сильфона.
Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружениях образца повторными ударами с повторными обжатиями рабочей средой и с повторными фрикционными воздействиями. Это ограничивает объем информации при исследовании, например, проблемы взрыва газа и пыли в шахтах, где взрывы и пожары могут возникнуть от фрикционного нагрева пород или образования искры при обрушении пород.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем проведение испытаний при нагружениях образца повторными ударами с повторными обжатиями рабочей средой и с повторными фрикционными воздействиями.
Технический результат достигается тем, что установка для ударных испытаний образцов материалов, содержащая основание, сильфон, первым торцом закрепленный на основании, наковальню для образца, расположенную на первом торце сильфона, захват образца, установленный на втором торце сильфона соосно наковальне, источник рабочей среды, соединенный с внутренней полостью сильфона, механизм перемещения и фиксатор для соединения механизма перемещения со вторым торцом сильфона, согласно изобретению она имеет привод вращения наковальни вокруг своей оси.
Технический результат также достигается тем, что на наковальне установлен дополнительный захват для дополнительного образца.
Технический результат также достигается тем, что между источником рабочей среды и полостью сильфона установлены регулируемый вентиль и клапан подачи рабочей среды в одном направлении.
Технический результат также достигается тем, что полость сильфона соединена с атмосферой клапаном подачи рабочей среды в одном направлении.
На чертеже представлена схема установки.
Установка для ударных испытаний образцов материалов содержит основание 1, сильфон 2, первым торцом закрепленный на основании, наковальню 3 для образца 4, расположенную на первом торце сильфона, захват 5 образца 4, установленный на втором торце сильфона 2 соосно наковальне, источник 6 рабочей среды, соединенный с внутренней полостью сильфона 2, механизм перемещения 7 и фиксатор 8 для соединения механизма перемещения 7 со вторым торцом сильфона 2.
Установка имеет привод вращения 9 наковальни 3 вокруг своей оси.
На наковальне 3 установлен дополнительный захват 10 для дополнительного образца 11.
Между источником 6 рабочей среды и полостью сильфона 2 установлены регулируемый вентиль 12 и клапан 13 подачи рабочей среды в одном направлении.
Полость сильфона 2 соединена с атмосферой клапаном 14 подачи рабочей среды в одном направлении.
Установка работает следующим образом.
При закрытом клапане 14 открывают клапан 13 и через вентиль 12 заполняют полость сильфона 2 рабочей средой из источника 6. Включают привод 9 и приводят во вращение наковальню 3. Если на наковальне 3 установлен захват 10 с образцом 11, то во вращение приводится образец 11. После заполнения полости сильфона 2 заданным количеством рабочей среды выключают фиксатор 8. Сильфон 2 сжимается, перемещает захват 5 с образцом 4 до соударения с наковальней 3 или с образцом 1 и обжимает образцы давлением рабочей жидкостью. Образцы 4, 11 находятся в поджатом состоянии и вращаются друг относительно друга и обжаты рабочей жидкостью. С течением времени фрикционное взаимодействие образцов приводит к их разогреву, что может вызвать воспламенение или взрыв рабочей среды. Если этого не происходит, то механизмом 7 и фиксатором 8 приводят установку в исходное состояние, показанное на чертеже, и нагружение повторяют. При этом вентилем 12 обеспечивают приток рабочей среды в полость сильфона с большей скоростью, отчего концентрация рабочей среды в полости возрастает. Если необходимо снизить концентрацию среды в полости, то закрывают вентиль 12 и открывают клапан 14, выводя тем самым часть рабочей среды их полости сильфона. Силу соударения образцов регулируют величиной деформации растяжения сильфона 2 в момент выключения фиксатора 8. При определенной концентрации среды и определенных материалах образцов при соударении происходит образование искры, воспламеняющей среду. Изменяя силу и частоту соударений, концентрацию среды, скорость взаимного вращения образцов, время выдержки образцов во фрикционном взаимодействии, исследуют условия возникновения пожаро- и взрывоопасных ситуаций, что является одной из задач установки.
Установка обеспечивает проведение испытаний в новых условиях - при нагружениях образца повторными ударами с повторными обжатиями рабочей средой и с повторными фрикционными воздействиями.