ЦЕНТРОБЕЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ОБРАЗЦОВ
CENTRIFUGAL APPARATUS FOR TESTING LONG SAMPLES

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна центробежная установка для испытания длинномерных образцов (патент РФ №1516872, кл. G01N 3/34, 1988), содержащая корпус, установленную на нем платформу, привод вращения платформы, радиально установленную на платформе направляющую, установленные на направляющей захваты образца и электромагнитные фиксаторы захватов.
Недостаток установки состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при изменении градиентов распределения нагрузок по длине образца и изменении величин приращения нагрузок в ступенях без разгрузки образца.
Известна центробежная установка для испытания длинномерных образцов (патент РФ №2017133, кл. G01N 3/34, 1994), принимаемая за прототип. Установка содержит корпус, установленную на нем платформу, привод вращения платформы, радиально установленную на платформе направляющую, установленные на направляющей захваты образца и электромагнитные фиксаторы захватов.
Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при изменении градиентов распределения нагрузок по длине образца и изменении величин приращения нагрузок в ступенях без разгрузки образца. Это существенно ограничивает функциональные возможности центробежных установок.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей центробежных установок.
Технический результат достигается тем, что центробежная установка для испытания длинномерных образцов, содержащая корпус, установленную на нем платформу, привод вращения платформы, радиально установленную на платформе направляющую, установленные на направляющей захваты образца и электромагнитные фиксаторы захватов, согласно изобретению она снабжена механизмом независимого перемещения фиксаторов на направляющей, выполненным в виде винта, установленного на платформе параллельно направляющей, привода реверсивного вращения винта, гаек, размещенных по длине винта, толкателей, подвижно установленных на винте и выполненных в форме вилок, между зубцами которых расположены гайки, и фиксаторов вращения гаек относительно винта, при этом фиксаторы захватов выполнены с возможностью электромагнитного взаимодействия с захватами и соединены с соответствующими толкателями.
На рис.1 представлена схема установки.
Центробежная установка для испытания длинномерных образцов содержит корпус 1, установленную на нем платформу 2, привод 3 вращения платформы, радиально установленную на платформе направляющую 4, установленные на направляющей захваты 5,6,7 образца 8, и электромагнитные фиксаторы 9, 10, 11, 12 захватов.
Установка снабжена механизмом независимого перемещения фиксаторов на направляющей, выполненным в виде винта 13, установленного на платформе параллельно направляющей 4, привода 14 реверсивного вращения винта 13, гаек 15, размещенных по длине винта, толкателей 16, подвижно установленных на винте и выполненных в форме вилок, между зубцами которых расположены гайки, и фиксаторов 17 вращения гаек 15 относительно винта 13. Фиксаторы 9, 10, 11, 12 захватов 5, 6, 7 выполнены с возможностью электромагнитного взаимодействия с захватами и соединены с соответствующими толкателями.
Позицией 18 обозначен уравновешивающий груз. Фиксаторы 9-12 выполнены с возможностью избирательного взаимодействия с одним из ближайших к нему захватов. Например, фиксатор может быть изготовлен из двух электромагнитных катушек, разделенных изолятором и обращенных каждая к соответствующему захвату. При необходимости к захватам крепят центробежные грузы 19.
Установка работает следующим образом.
В исходном положении один из фиксаторов, например, 9, включен и притягивает захват 5, фиксаторы 17 гаек 15 выключены. Включают привод 3 и приводят во вращение платформу 2 с расположенными на ней элементами. По мере разгона платформы 2 возрастает массовая растягивающая нагрузка на образце 8. Максимальная растягивающая нагрузка действует вблизи захвата 5, минимальная - вблизи захвата 7. Если в исходном положении захват 6 соединен с фиксатором 10, то на участке образца между захватами 5 и 6 действует сжимающая нагрузки с максимумом вблизи захвата 6, а на участке между захватами 6 и 7 - растягивающая нагрузка с максимумом вблизи захвата 6. Если с фиксатором 11 соединен захват 7, то нагрузка по всей длине образца будет сжимающей с максимумом вблизи захвата 7. Для испытаний при ступенчатом изменении уровня нагрузок производят переключение фиксаторов захватов. Так, в первом варианте нагружения выключают фиксатор 9 и включают фиксатор 10, во втором варианте переключают фиксаторы 10 и 11, в третьем варианте - фиксаторы 11 и 12. Во всех случаях происходит скачкообразное перемещение образца на больший радиус вращения, что дает ступенчатое возрастание массовых нагрузок на соответствующих участках образца. При обратных переключениях фиксаторов 9-12 образец перемещается на меньший радиус вращения с соответствующим ступенчатым уменьшением нагрузок. Для плавного изменения нагрузок включают привод 14 и приводят во вращение винт 13. Одновременно включают все фиксаторы 17 и останавливают вращение всех гаек 16 относительно винта 13. В зависимости от направления винта 13 гайки 15 начинают синхронное перемещение на больший или меньший радиус вращения относительно оси платформы 2 и через толкатели 16 перемещают образец 8 с захватами в новое положение с соответствующим плавным изменением уровней нагрузок на образце. В новом положении образца повторяют испытания при ступенчатых изменениях нагрузок, как описано выше. При этом с уменьшением радиуса вращения образца градиент изменения нагрузок по длине образца и его участков увеличивается. Регулируя скорость вращения платформы 2, повторные испытания на новом радиусе вращения проводят при тех же максимальных нагрузках, что и в исходных положениях, но при других градиентах изменения нагрузки по длине образца. Для регулирования величин ступенчатых изменений нагрузок изменяют расстояние между фиксаторами 9-12, для чего поочередно включают фиксаторы 17 и изменяют направление вращения винта 13 реверсивным приводом 14. При использовании центробежных грузов 19 испытания проводят по таким же вариантам, с тем отличием, что на массовые нагрузки накладываются механические нагрузки того же знака. Предлагаемая установка обеспечивает проведение испытаний при ступенчатом изменении нагрузок по длине образца в новых условиях - при изменении градиентов распределения нагрузок по длине образца и изменении величин приращения нагрузок в ступенях без разгрузки образца. Это существенно расширяет функциональные возможности центробежных установок.