УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА СЖАТИЕ ПОЛИМЕРНОГО ДЛИННОМЕРНОГО ОБРАЗЦА

Полезная модель относится к определению физико-механических свойств полимерных пластичных материалов и может применяться в машиностроении, авиастроении и других отраслях промышленности для изучения сопротивления материалов пластическому деформированию.
Известно устройство [1] для испытаний длинномерных образцов на сжатие с кручением, содержащее основание по меньшей мере с двумя направляющими пазами, соосно установленные в основании верхний и опорный захваты с радиально направленными насечками для образца, обойму и секторы. При этом устройство снабжено по меньшей мере двумя пальцами, установленными в верхнем захвате, а свободный конец каждого из них входит в соответствующий клиновой паз в основании.
Недостатком данного устройства является невозможность скручивать в нем образец без пластической осадки в связи с наличием жесткой связи верхнего захвата с основанием посредством винтового механизма.
Задача полезной модели - расширение технических возможностей его использования при изучении физико-механических свойств полимерных пластичных материалов.
Техническим результатом, обеспечивающим достижения указанной задачи, является повышение сцепления заготовки с рабочем узлом устройства.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что устройство для испытания на сжатие полимерного длинномерного образца из пластичного материала содержит основание с по меньшей мере двумя направляющими пазами, соосно установленные в основании верхний и опорный захваты, на поверхностях которых, обращенных рабочей стороной к заготовке, установлены сменные пластины с рифлением, нагружающую втулку, кинематически сопрягаемой по цилиндрическим поверхностям с основанием и верхним захватом, при этом направляющие пазы в основании выполнены продольными, а верхний захват имеет, как минимум, два винтовых паза, кроме того, расположенные в нагружающей втулке пальцы свободными концами установлены в продольных и винтовых пазах соответственно основания и верхнего захвата.
Устройство содержит верхний захват и опорный захват, между которыми установлен длинномерный образец диаметром d. На контактирующих с образцом торцах захватов выполнены радиально направленные насечки, обеспечивающие возникновение необходимых для приложения к образцу скручивающего момента сил сцепления между последним и захватами. Для реализации неподвижного соединения захват установлен по прессовой посадке
в основании. На опорную торцевую поверхность основания установлены одинаковые поддерживающие секторы, изготовленные в форме усеченного конуса с соосным отверстием, по которым секторы сопрягаются с образцом. Обойма выполнена с соосными конической и цилиндрической поверхностями. Она служит для осуществления кинематического взаимодействия между секторами и основанием, сопрягаясь при этом с последним по цилиндрической поверхности, а с секторами - по конической. Нагружающая втулка с установленными в ней на одинаковом расстоянии друг от друга в окружном направлении по меньшей мере двумя пальцами, свободные концы каждого из которых входят по скользящей посадке в соответствующие продольные пазы основания и винтовые пазы с углом подъема а верхнего захвата. При этом втулка сопрягается по скользящей посадке с захватом и основанием по цилиндрическим поверхностям соответственно диаметра D1 и D2.
Устройство работает следующим образом. Образец устанавливается между захватами и секторами, которые фиксируют установкой на них обоймы. К торцам образца через захваты и втулку прикладывают осевую нагрузку Р. При этом нагружающая втулка благодаря продольным пазам в основании будет перемещаться в осевом направлении без вращения, а захват в связи с наличием винтового механизма будет совершать одновременно вращательное и поступательное движения, соотношение скоростей которых будет зависеть от угла подъема винтового паза а. Подбором значения этого угла можно добиться пластического закручивания образца при упругих деформациях осадки последнего.
Наличие радиально направленных насечек на торцах захватов позволяет нагружать образец сжимающим усилием и скручивающим моментом, вследствие чего в испытуемом образце возникает деформация сжатия и сдвига. Секторы и обойма обеспечивают деформирование образца без изгиба. Угол конусности сопрягаемых поверхностей этих деталей назначается таким образом, чтобы происходило равномерное сжатие образца по всей его длине.
Для уменьшения сил трения между соприкасающимися поверхностями всех подвижных элементов устройства размещают антифрикционный слой.
Предлагаемое устройство является более универсальным по сравнению с прототипом. Оно достаточно простое и надежное в эксплуатации. Применение устройства в качестве испытательной техники позволяет расширить возможности исследования физико-механических свойств материалов при их пластическом деформировании.
Источник информации
1. Патент РФ №2109264. Устройство для испытаний на сжатие длинномерных образцов.