СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КАНАТОВ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ В ЖИДКИХ АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ И ПРИ РАЗНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
METHOD AND DEVICE FOR TESTING ROPES FOR DURABILITY IN LIQUID AGGRESSIVE MEDIA AND AT DIFFERENT TEMPERATURES

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к стендам для испытания стальных канатов на выносливость.
Известно устройство для испытания канатов на выносливость (патент RU №2440564, G01N 3/08, 20.01.2012), содержащее станину, привод с электромагнитными муфтами, двухпоточный цилиндрический реверсивный редуктор, сменный барабан с винтовой нарезкой, каретку со сменным шкивом, ползун с направляющими, гидроцилиндр с гидростанцией, пальцы с переключателем, блок питания и управления, оснащенный микропроцессором (первый вариант), а также содержащий роликовые блоки-ограничители (второй вариант).
Недостатками аналога являются:
- значительные массогабаритные размеры устройства,
- сложность конструкции,
- ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью исследовать выносливость образцов при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред.
Известно устройство для испытания канатов на выносливость (патент RU №2444718, G01N 3/08, 10.03.2012), содержащее горизонтальную опорную раму, гидроцилиндр с насосной станцией, сменный блок, ведущий барабан, соединенный с электродвигателем, вилку. Дополнительно стенд содержит несколько сменных блоков, систему управления, связанную с датчиком силы.
Недостатком аналога являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью исследовать выносливость образцов при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред.
Известно устройство для испытания канатов на выносливость (патент RU №2416083, G01N 3/20, 30.10.2009), содержащее раму, барабан с зажимами для крепления концов испытуемых канатов, привод вращения барабана, испытуемые канаты, сменные и грузовые блоки, счетчик циклов, каретку, подвижную в вертикальной плоскости, на которой смонтирован барабан с приводом вращения, привод вращения сменных блоков.
Недостатками известного устройства являются:
- сложность конструкции,
- невозможность исследовать выносливость образцов при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению являются способ и машина для испытания образцов стальных канатов на выносливость (ГОСТ2387-80). Способ, заключающийся в том, что испытание образца осуществляют по числу перегибов при соответствующем расчетном статическом нагружении до полного или частичного его разрушения. Машина, включающая ведущий барабан с зажимами и приводом кривошипно-шатунного типа, сменные и грузовой ролики, счетчик числа изгибов на 90° и разгибаний образца, груз.
Недостатками ближайшего аналога являются невозможность исследовать выносливость образцов при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей и информативности анализа, приближение условий испытания к реальным условиям эксплуатации канатов.
Технический результат - проведение испытаний при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред.
Указанный технический результат обеспечивается за счет добавления емкости для жидкой среды, направляющего и сменного ролика и термо-влагокамеры, позволяющей изменять и поддерживать влажность и температуру в широком диапазоне (например, от минус 30°C до плюс 30°C).
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе испытания на выносливость стальных канатов, заключающемся в том, что испытание образца каната осуществляют по числу перегибов на определенном участке при соответствующем расчетном статическом нагружении до полного или частичного разрушения, согласно изобретению испытания осуществляют при заданной температуре и влажности, так же при необходимости осуществляют периодическое окунание в жидкость образца каната.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что машина для испытания канатов на выносливость, содержащая ведущие барабаны, осуществляющие колебательные движения и обеспечивающие возвратно-поступательное перемещение образца каната на определенной длине, сменные ролики определенного диаметра, обеспечивающие изгиб образца каната на 90°, грузовой ролик, свободно лежащий на образце каната и обеспечивающий определенное натяжение ветвей образца каната, зажимы для крепления концов образца каната к барабану и счетчик для учета числа изгибов, согласно изобретению помещена в термо-влагокамеру с возможностью проведения внутри нее испытаний с изменением и поддержанием постоянной температуры и влажности в процессе испытания.
Кроме того, согласно изобретению машина для испытания канатов на выносливость может быть дополнительно оснащена съемной емкостью для жидкости с возможностью периодического окунания в нее испытуемого образца каната.
Первый и второй сменные ролики устанавливаются в одной горизонтальной плоскости. Диаметр сменных роликов выбирается в зависимости от предъявляемых к канату требований. Направляющий ролик устанавливается таким образом, чтобы на первом ролике обеспечивался изгиб образца каната на определенный угол (например, на 90°). Диаметр направляющего ролика равен диаметру сменных роликов, но при необходимости устанавливается направляющий ролик другого диаметра.
Существенными признаками заявленного устройства, отличительными от ближайшего аналога, являются:
- емкость для жидкой среды;
- направляющий ролик;
- термо-влагокамера.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено устройство, представляющее собой машину для испытания канатов на выносливость в жидких средах при разных температурах.
Машина для испытания канатов на выносливость в жидких средах при разных температурах состоит из ведущего барабана 1, осуществляющего колебательные движения с заданной скоростью и обеспечивающего возвратно-поступательные перемещения образца каната на длине около 350 мм, зажимов 2 для крепления концов образца каната 3 к барабану, сменных роликов 4 определенного диаметра (в зависимости от предъявляемых к канату требований), обеспечивающих изгиб образца каната на 90°, грузового ролика 5, создающего определенное натяжение ветвей образца каната и свободно лежащего на образце каната, направляющего ролика 6, съемной емкости 7 для жидкой среды 8 и термо-влагокамеры 9, позволяющей изменять и поддерживать постоянную температуру и влажность.
Машина для испытания канатов на выносливость в жидких средах при разных температурах работает следующим образом.
Подготавливают образцы каната, представляющие собой отрезки каната определенного диаметра. Концы образца каната во избежание произвольного расплетения перед навеской на машину должны быть обвязаны мягкой проволокой или заварены.
На машину устанавливают сменные ролики, один конец укрепляют в зажиме, расположенном в части ведущего барабана диаметром 400 мм, обращенной в противоположную от сменного ролика сторону. Устанавливают направляющий ролик таким образом, чтобы на первом сменном ролике обеспечивался изгиб образца каната на необходимый угол (например, на 90°). Второй конец образца каната пропускают через первый сменный ролик, ненагруженный грузовой ролик диаметром 300 мм и второй сменный ролик и закрепляют в зажиме, расположенном в той же части ведущего барабана.
К грузовому ролику подвешивают груз. Сумма массы груза и грузового ролика может быть равна одинарному, двойному, тройному или другому значению натяжению ветви каната, указанному в стандарте на данный канат.
Перед началом испытания счетчик должен быть установлен на нуль. Смазывание образца каната и канавок сменных роликов не допускается.
Затем устанавливают в термо-влагокамере требуемую температуру и влажность, например, от минус 30°C до плюс 30°C, которая остается постоянной в течение всего испытания.
Испытание начинают после достижения необходимой температуры и влажности в термо-влагокамере.
При необходимости исследовать влияние жидкой агрессивной среды на выносливость образца каната стенд дополнительно оснащается съемной емкостью для жидкости, в которую периодически окунают образец каната. Съемную емкость устанавливают таким образом, чтобы участок образца каната, проходящий по грузовому ролику, полностью находился в испытуемой жидкости.
Испытание должно проводиться без перерыва. При одновременном испытании на машине нескольких образцов канатов допускается остановка машины для снятия или замены образца каната, испытание которого закончено. В зависимости от требований стандартов на металлопродукцию испытание проводят:
- до обрыва первой проволоки (завершения) образца каната;
- до заданного числа обрывов проволок на длине одного шага свивки образца каната;
- заданного числа изгибов образца вокруг сменного ролика;
- полного разрушения образца каната.
Пример конкретной реализации проведения испытания при температуре равной минус 30°C.
Подготавливают образцы каната, представляющие собой отрезки каната 5.6-Г-В-Н-Р-Т-1770 ГОСТ 2688-80.
На машину устанавливают сменные ролики диаметром 55 мм, один конец укрепляют в зажиме, расположенном в части ведущего барабана диаметром 400 мм, обращенной в противоположную от сменного ролика сторону. Устанавливают направляющий ролик диаметром 55 мм таким образом, чтобы на первом сменном ролике обеспечивался изгиб образца каната на 90°. Второй конец образца каната пропускают через первый сменный ролик, ненагруженный грузовой ролик диаметром 300 мм и второй сменный ролики закрепляют в зажиме, расположенном в той же части ведущего барабана.
К грузовому ролику подвешивают груз. Сумма массы груза и грузового ролика равна 24,5 кг.
Затем устанавливают в термо-влагокамере температуру, равную минус 30°С, которая остается постоянной в течение всего испытания.
Далее проводится испытание образца каната на выносливость до обрыва первой проволоки.
Пример конкретной реализации проведения испытания в соленой воде при температуре, равной 30°С.
Подготавливают образцы каната, представляющие собой отрезки каната 5.6-Г-В-Н-Р-Т-1770 ГОСТ 2688-80.
На машину устанавливают ролики диаметром 55 мм, один конец укрепляют в зажиме, расположенном в части ведущего барабана диаметром 400 мм, обращенной в противоположную от сменного ролика сторону. Устанавливают направляющий ролик диаметром 55 мм таким образом, чтобы на первом сменном ролике обеспечивался изгиб образца каната на 90°. Второй конец образца каната пропускают через первый сменный ролик, ненагруженный грузовой ролик диаметром 300 мм и второй сменный ролики закрепляют в зажиме, расположенном в той же части ведущего барабана.
В термо-влагокамеру устанавливается съемная емкость с соленой водой. Съемную емкость устанавливают таким образом, чтобы образец каната, проходящий по грузовому ролику, полностью находился в испытуемой жидкости. К грузовому ролику подвешивают груз. Сумма массы груза и грузового ролика равна 24,5 кг.
Затем устанавливают в термо-влагокамере температуру, равную 30°С, которая остается постоянной в течение всего испытания.
Далее проводится испытание образца каната на выносливость до обрыва первой проволоки.
Итак, заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности и информативность анализа, приблизить условия испытания к реальным условиям эксплуатации канатов.
Кроме того, заявляемое изобретение позволяет обеспечить проведение испытаний при разных температурах и в жидких агрессивных средах за счет добавления емкости для жидкой среды, направляющего и сменного ролика и термо-влагокамеры, позволяющей изменять и поддерживать влажность и температуру в широком диапазоне (например, от минус 30°C до плюс 30°C).