СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ

Полезная модель относится к области исследования прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий (растягивающих и сжимающих статических нагрузок), более конкретно, для статических испытаний многослойных панелей на основе складчатых сотовых структур для определения пределов прочности при сжатии, изгибе, отрыве обшивки, сдвиге и отслаивании.
Известна машина с механическим приводом типа Р-5 («Испытательная техника» под редакцией В.В.Клюева. Москва. Машиностроение, 1982 г., стр.528) /1/, предназначенная для испытания образцов из металлов на растяжение, сжатие и изгиб. В машину входит электромеханический привод активного захвата и рычажно-маятниковый силоизмеритель. Силовая схема машины - однозонная. Электродвигатель через червячный редуктор и шестерни вращает ходовые винты, перемещая подвижную траверсу с активным захватом. Реакция испытуемого образца, зажатого в захватах, передается через систему рычагов на маятник, который отклоняется на некоторый угол, пропорциональный нагрузке. Одновременно с маятником отклоняется и рабочая стрелка шкалы нагрузок.
Машина имеет следующие недостатки:
1. Сложность конструкции рычажно-маятникового силоизмерителя;
2. Наличие одной зоны нагружения требует переналадку машины с одного вида испытания на другой, что неудобно в обслуживании машины;
3. Отсутствие электрического выхода сигнала нагрузки не позволяет автоматизировать процесс испытания и не позволяет управлять машиной с помощью программы испытаний, а также выдавать протоколы
испытаний с обсчетом основных механических характеристик материалов.
Наиболее близким к предлагаемому является универсальная испытательная машина УММ-5 (Сводный каталог продукции Армавирского завода испытательных машин «Испытательные машины». Москва, 1966 г., стр.27) /2/. Машина предназначена для статических испытаний металлических и других образцов на растяжение, сжатие, изгиб и плотный загиб. Машина двухколонная, однозонная, вертикальная, с механическим перемещением подвижной траверсы нижнего захвата при помощи одного винта и маятниковым силоизмерением.
Кинематически универсальная машина представляет собой жесткую раму, составленную из основания и траверсы, соединенных двумя колоннами, которые одновременно являются направляющими для подвижной траверсы. К основанию рамы крепится коробка скоростей привода нагружения с электродвигателем, к одной из колонн - корпус силоизмерителя, в котором вмонтированы шкала нагрузок и диаграммное устройство. Электродвигателем управляют при помощи кнопок управления и барабанного переключателя, установленных на корпусе силоизмерителя.
Недостатками ближайшего аналога являются:
1. Универсальная машина УММ-5 - однозонная. При переходе с одного вида испытания на другой приходится переналаживать машину (снимать захваты, устанавливать другие приспособления и т.д., что занимает много времени и снижает производительность машины);
2. Сложность маятникового силоизмерения и его громоздкость, снятие показаний только со шкалы силоизмерителя или с диаграммного аппарата, отсутствие выхода электрического сигнала нагрузки исключает возможность автоматизации процесса испытаний, что в конечном итоге снижает точность поддержания нагрузки;
3. Сложная и громоздкая коробка скоростей (наличие 6 скоростей перемещения нижнего захвата от электродвигателя), не позволяющая автоматически
регулировать скорость нагружения в процессе испытания, что сказывается на точности поддержания заданной скорости нагружения.
Целью заявляемой полезной модели является разработка универсального стенда с двумя рабочими зонами (растяжения и сжатия).
Указанная цель достигается за счет того, что в стенд, состоящий из основания, в котором размещен привод, содержащий электродвигатель с двумя выходными валами, двух колонн, жестко закрепленных на основании, двух червячно-винтовых домкратов, соединенных муфтами с электродвигателем, подвижной траверсы с закрепленными на ней винтами, введены верхняя неподвижная траверса, жестко закрепленная к колоннам, датчики силы, один из которых установлен на верхней неподвижной траверсе, а другой - на подвижной траверсе снизу по центру машины, размещенный на правом домкрате датчик угловых перемещений, направляющие для предотвращения проворачивания приспособлений, кронштейны с конечными выключателями, установленные сверху и снизу подвижной траверсы, и блок управления.
Предлагаемая полезная модель представлена на рисунках 1, 2, 3 и 4.
Стенд для испытания многослойных панелей представляет собой электромеханическое устройство с двумя зонами нагружения.
Верхняя зона, зона растяжения, предназначена для проведения испытаний на отрыв обшивки и отслаивание
Нижняя зона, зона сжатия, предназначена для проведения испытаний на сжатие, изгиб и сдвиг.
В состав стенда входят основание 1, в котором размещен привод, содержащий электродвигатель 2 с двумя выходными валами и кольцами 3, два червячно-винтовых домкрата 5. Электродвигатель 2 и червячно-винтовые домкраты соединены муфтами 4. На правом домкрате установлен датчик угловых перемещений 6. На основании 1 жестко закреплены
колонны 7. Винты 8 с элементами крепления установлены на подвижной траверсе 9. Основными элементами стенда являются также верхняя (неподвижная) траверса 10, гайки 11, датчик силы 12, датчик силы 13 с выходной осью 14, направляющие 15, кронштейны с конечными выключателями 16, блок управления 17.
Работа стенда для испытания многослойных панелей заключается в следующем.
Крутящий момент от валов электродвигателя 2 через муфты 4 передается валам червяков и связанных с ними червячных колес, и затем винтам 8 с элементами крепления домкрата 5. Винты 8 с элементами крепления жестко закреплены на подвижной траверсе 9 и, поэтому, вращательное движение червячных колес преобразуется в поступательное движение винтов 8. Кольца 3 служат для быстрой разборки и снятия муфт. На верхней траверсе 10 (неподвижной) закреплен датчик силы 13 с выходной осью 14.
Верхняя зона используется как зона растяжения, а датчик силы 13 с выходной осью 14 для измерения нагрузки растяжения. С помощью приспособлений верхняя зона используется для испытания на отрыв обшивки и для испытаний на отслаивание.
Для испытаний на сжатие, изгиб и сдвиг используется нижняя зона, с помощью приспособлений. Нагрузка измеряется датчиком силы 12, установленном на подвижной траверсе 9 снизу по центру машины. С помощью винтов 8 с элементами крепления, при передаче крутящего момента от привода, при перемещении траверсы 9 «вверх» производится установочный ход для настройки рабочих зон стенда «растяжение» или «сжатие». Нагружение стенда производится при движении подвижной траверсы 9 «вниз». Положение подвижной траверсы 9 контролируется конечными выключателями 16, закрепленными на кронштейнах и установленными на колонне 7, сверху и снизу подвижной траверсы 9.
Направляющие 15 служат для предотвращения проворачивания приспособлений.
Управление работой стенда осуществляется с блока управления 17.
Датчик угловых перемещений 6 позволяет измерять перемещение и деформацию образца, которые индицируются на цифровом табло индикатора блока управления 17. Показания нагрузки с датчиков силы 12 и 13 индицируются на индикаторах блока управления 17.
Таким образом, наличие в заявляемой полезной модели двух зон нагружения с двумя датчиками силы, один из которых установлен на верхней неподвижной траверсе, а другой - на подвижной траверсе снизу по центру машины, позволяет проводить испытания без переналадки стенда с одного вида испытаний на другой, что повышает производительность стенда.
Электрические сигналы датчиков силы и датчика угловых перемещений индицируются на цифровом табло индикатора блока управления, подключенного к ЭВМ, что дает возможность автоматизировать процесс испытаний и обработку результатов испытаний. В результате достигается высокая точность поддержания нагрузки и заданной скорости нагружения (скорости перемещения подвижной траверсы).
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ:
1. «Испытательная техника» под редакцией В.В.Клюева. Москва. Машиностроение, 1982 г., стр.528.
2. Сводный каталог продукции Армавирского завода испытательных машин «Испытательные машины». Москва, 1966 г., стр.27.