Установка для испытания образцов на знакопеременный игзиб

Полезная модель относится к испытательной технике, в частности к машинам для испытания образцов на знакопеременный изгиб в горячем состоянии.
Известна установка для испытаний образцов на знакопеременный изгиб, состоящая из двух упоров, размещенных по разные стороны от оси захватов образца и предназначенных для попеременного взаимодействия с грузом, закрепленным на захвате, поворотной платформы ограничителей и двух катков, закрепленных на валу привода вращения симметрично относительно оси поворота платформы, предназначенных для поочередного взаимодействия с платформой. Для регулирования соотношения изгибающих нагрузок при знакопеременном деформировании катки установлены с возможностью перемещения вдоль оси вала привода (авт. свид. SU 1603229, МПК G01N 3/32, 1990).
Недостатком данной установки является небольшой диапазон изменения углов изгиба.
Известны установки для испытания образцов на знакопеременный изгиб, содержащие основание, установленную на нем поворотную платформу, установленный на ней захват образцов, привод вращения платформы, включающий один вал (пат. RU 2536090, МПК G01N 3/32, 2014) или два установленных соосно вала (пат. RU 2528120, МПК G01N 3/20, G01N 3/32, 2014) с приводами вращения и пару катков, установленных с эксцентриситетом относительно оси валов по разные стороны от оси вращения платформы и предназначенных для фрикционного взаимодействия с ней, а также центробежные грузы, предназначенные для закрепления на концах образцов.
Недостатком данных установок является небольшой диапазон изменения углов изгиба.
Наиболее близкой является установка для испытания образцов на знакопеременный изгиб, состоящая из корпуса и установленного на нем шарнирного четырехзвенника,. включающего установленные на параллельных осях кривошип и шарнирно соединенный с ним шатуном подпружиненный рычаг, выполненный в виде двух звеньев с зажимами для образца на свободных концах (Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике: Справочное пособие. В 7 томах. Т.III: Рычажно-кулачковые, рычажно-зубчатые, рычажно-храповые, рычажно-клиновые и винто-рычажные механизмы. Механизмы с гибкими и упругими звеньями. - М.: Наука. Гл. ред. ф. - м. литературы, 1979. - 416 с. - С. 302).
Недостатком устройства является необходимость изменения длины кривошипа для расширения диапазона углов изгиба испытуемого образца, что ограничивает возможность использования устройства.
Задача - разработать конструкцию установки для испытания образцов на знакопеременный изгиб с расширенными возможностями использования, в частности, для возможности испытания образцов разного сечения и разной температуры.
Техническим результатом полезной модели является расширение диапазона изменения углов изгиба образца до 180 градусов, а также расширение возможностей использования устройства.
Технический результат достигается при использовании установки для испытания образцов на знакопеременный изгиб, состоящей из корпуса и установленных на нем на параллельных осях кривошипа и шарнирно соединенного с ним шатуном рычага, содержащая два фиксирующих образец элемента, при этом кривошип выполнен в виде эксцентрика, а фиксирующие образец элементы выполнены в виде съемных направляющих воронок, установленных в кольцевых захватах, один из которых неподвижно закреплен на корпусе, а второй на рычаге с возможностью перемещения по продольной прорези, выполненной на его свободном конце.
Установка для испытания образцов на знакопеременный изгиб характеризующаяся тем, что направляющие воронки выполнены с рабочим сечением соответствующим сечению образца.
Использование установки для испытания образцов на знакопеременный изгиб с эксцентриком, передающим качательное движение рычагу,
осуществляющему знакопеременный изгиб образцов, позволяет упростить конструкцию испытательной машины, а изменение величины эксцентриситета, за счет фиксированного поворота эксцентрика, позволяет задать амплитуду качания рычага до 180 градусов. Кроме этого, выполнение фиксирующих образец элементов в виде направляющих воронок, позволяет быстро и надежно фиксировать образец любой формы и температуры (до 1200°С), что позволяет проводить испытание на технологическую пластичность предварительно нагретых образцов различного поперечного сечения с амплитудой качания рычага до 180 градусов.
Сущность установки для испытания образцов на знакопеременный изгиб поясняется чертежами. На фиг. 1 показана схема установки для испытания образцов на знакопеременный изгиб. На фиг. 2 показана схема расположения образца в направляющих воронках в процессе испытаний. На фиг. 3-5 показаны графики пластической деформации для образцов с круглой базой, с квадратной базой и с лыской соответственно (пластическая деформация определялась при частоте вращения 60 об/мин для образцов из Стали 10, с температурой заготовки 1100°С).
Установка для испытания образцов на знакопеременный изгиб состоит из корпуса 1 и установленных на нем на параллельных осях шкива 2 с кривошипом, выполненным в виде эксцентрика 3 и шарнирно соединенным с ним шатуном 4 рычага 5. На корпусе 1 неподвижно закреплен неподвижный кольцевой захват 6; в котором установлена съемная направляющая воронка 7 для фиксации образца. На свободном конце рычага 5 выполнена продольная прорезь 8, в которой с возможностью перемещения вдоль прорези установлен кольцевой захват 9 с направляющей воронкой 10. Рабочее сечение направляющих воронок 7 и 10 выполнено соответствующим сечению образца. Сечение образца и, соответственно рабочее сечение направляющих воронок 7 и 10 может быть круглым (если образец имеет форму полого и заполненного цилиндра), щелевидным (если образец плоский), трех-, четырех- или многоугольным (если образец имеет форму соответствующего многогранника).
Эксцентрик 3 размещен в гнезде шкива 2 с возможностью фиксированного поворота в нем и изменения величины эксцентриситета между осями шкива 2 и эксцентрика 3 с целью задания амплитуды качания рычага 5. Вращение шкива 2.и эксцентрика 3 осуществляется от электродвигателя (не показано) посредством размещенной в корпусе 1 ременной передачи движения (не показано). Контроль числа выполненных оборотов/циклов осуществляется бесконтактным (индуктивным) датчиком (не показано).
Установка работает следующим образом.
Перед началом работы осуществляется установка соосности отверстий направляющих воронок 7 и 10. Установка угла отклонения рычага 5 осуществляется путем ослабления винтов 11 и поворота эксцентрика 3 и зависит от задаваемых параметров испытания. Для испытания образцов различных сечения и размера предусмотрена возможность замены направляющих воронок 7 и 10 в соответствующих кольцевых захватах 6 и 9. Установка требуемой частоты, направления вращения и количества оборотов электродвигателя производится при помощи электронных табло на электрошкафе (не показано).
Образец позиционируют в отверстиях направляющих воронок 7 и 10, затем включают пуск. Крутящий момент от электродвигателя посредством ременной передачи передается шкиву 2 и эксцентрику 3, за счет чего шатун 4 передает качательное движение рычагу 5. Воронка 10 с зафиксированным в ней концом образца отклоняется на заданный угол поочередно в противоположные стороны относительно зафиксированного в воронке 7 неподвижного конца образца: происходит знакопеременный изгиб образца. Бесконтактный датчик, отсчитав заданное количество оборотов, подает сигнал счетчику импульсов, связанному с частотным преобразователем, для остановки электродвигателя. Установка останавливается. После остановки рычага 5 деформированный образец извлекается из направляющих воронок 7 и 10. Цикл испытаний завершается.
Таким образом, при использовании установки для испытания образцов на знакопеременный изгиб, состоящей из корпуса и установленных на нем на параллельных осях эксцентрика и шарнирно соединенного с ним шатуном рычага, с продольной прорезью, выполненной на его свободном конце, содержащей фиксирующие образец элементы, выполненные в виде съемных направляющих воронок, установленных в кольцевых захватах, один из которых неподвижно закреплен на корпусе, а второй с возможностью перемещения на шатуне, обеспечивает расширение диапазона изменения углов изгиба образца до 180 градусов; а также расширение возможностей использования устройства.