УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТЬ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ
INSTALLATION FOR TESTING SAMPLES OF MATERIALS FOR FATIGUE

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна установка для испытания на усталость образцов материалов (патент РФ №1629811, кл. G01N 3/32, 1989), содержащая основание, размещенные на нем два соосных захвата для образца, вал, установленный соосно захватам с возможностью вращения и осевого перемещения, и маятник, связанный с валом.
Недостаток установки состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружении образца в режиме заданных пределов изменения взаимно сменяющихся знакопеременных осевой и крутящей нагрузок и в режиме затухающих пределов изменения этих нагрузок. Испытания проходят только в затухающем режиме и без взаимной смены осевой и крутящей нагрузок.
Известна установка для испытания на усталость образцов материалов (патент РФ №1739261, кл. G01N 3/32, 1989), содержащая основание, размещенные на нем два соосных захвата для образца, вал, установленный соосно захватам с возможностью вращения и осевого перемещения, и маятник, шарнирно связанный с валом.
Недостаток установки состоит в том, что на ней также неосуществимы испытания при нагружении образца в режиме заданных пределов изменения взаимно сменяющихся знакопеременных осевой и крутящей нагрузок и в режиме затухающих пределов изменения этих нагрузок.
Известна установка для испытания на усталость образцов материалов (патент РФ №2050538, кл. G01N 3/32, 1994), принимаемая за прототип. Установка содержит основание, размещенные на нем два соосных захвата для образца, вал, установленный соосно захватам с возможностью вращения и осевого перемещения, втулку, размещенную на основании коаксиально валу с возможностью поворота, и маятник, шарнирно связанный с валом и с втулкой.
Недостаток установки состоит в том, что на ней также неосуществимы испытания при нагружении образца в режиме заданных пределов изменения взаимно сменяющихся знакопеременных осевой и крутящей нагрузок и в режиме затухающих пределов изменения этих нагрузок. Испытания проводятся только при затухающих пределах нагрузок и без взаимной смены нагрузок.
Техническим результатом изобретения является повышение объема получаемой информации путем обеспечения испытаний при нагружении образца в режиме заданных пределов изменения взаимно сменяющихся знакопеременных осевой и крутящей нагрузок и в режиме затухающих пределов изменения этих нагрузок.
Технический результат достигается тем, что установка для испытания на усталость образцов материалов, содержащая основание, размещенные на нем два соосных захвата для образца, вал, установленный соосно захватам с возможностью вращения и перемещения вдоль оси захватов, втулку, размещенную на основании коаксиально валу с возможностью поворота, и маятник, шарнирно связанный с валом и с втулкой, согласно изобретению на основании установлена платформа с приводом вращения, ролик, установленный параллельно и соосно платформе и предназначенный для взаимодействия с маятником, при этом на конце маятника установлен фиксатор для взаимодействия с платформой, а ролик имеет привод для осевого перемещения относительно платформы.
При таких изменениях установки маятник может совершать принудительные круговые движения или круговые движения с затухающей амплитудой, что дает нагружение образца в режиме заданных пределов изменения взаимно сменяющихся знакопеременных осевой и крутящей нагрузок или в режиме затухающих пределов изменения этих нагрузок. Это неосуществимо на прототипе и обеспечивает технический результат.
На чертеже представлена схема установки.
Установка для испытания на усталость образцов материалов содержит основание 1, размещенные на нем два соосных захвата 2, 3 для образца 4, вал 5, установленный соосно захватам с возможностью вращения и перемещения вдоль оси захватов, втулку 6, размещенную на основании коаксиально валу с возможностью поворота, и маятник 7, шарнирно связанный с валом 5 и с втулкой 6.
На основании установлена платформа 8 с приводом вращения 9, ролик 10, установленный параллельно и соосно платформе 8 и предназначенный для взаимодействия с маятником 7. На конце маятника 7 установлен фиксатор 11 для взаимодействия с платформой 8.
Ролик 10 имеет привод 12 для осевого перемещения относительно платформы 8.
Между захватом 2 и валом 5 установлен упругий элемент 13 для передачи на образец крутящей нагрузки, а для создания осевой нагрузки служит пружинный нагружатель 14. Захват 3 не имеет вращательного движения, но имеет возможность осевого перемещения, что обеспечивается соединением его с основанием многогранником 15. На маятнике 7 устанавливают груз 16. Втулка 6 закреплена на основании гайкой 17. Во втулке выполнено отверстие 18, маятник 7 проходит через это отверстие с обеспечением шарнирного взаимодействия.
Установка работает следующим образом.
Для нагружения образца 4 в режиме заданных пределов изменения взаимно сменяющихся знакопеременных осевой и крутящей нагрузок включают фиксатор 11 и соединяют конец маятника 7 с платформой 8, включают привод 9 и вращают платформу 8. Маятник 7 совершает круговые движения вокруг ролика 10 и создает осевые и вращательные движения вала 5. Вал 5 при поворотах через упругий элемент 13 создает крутящие усилия на образце 4, а при осевых перемещениях создает осевые усилия на образце с помощью нагружателя 14. Для нагружения образца 4 в режиме затухающих взаимно сменяющихся знакопеременных осевой и крутящей нагрузок выключают фиксатор 11, после чего маятник по инерции совершает поворот вокруг ролика на некоторый угол, затем за счет упругих свойств материала образца и элементов 13, 14 совершает обратный поворот на меньший угол, и так далее до реализации запасенной кинетической энергии вращения. Для возобновления нагружения в режиме заданных пределов изменения нагрузок вновь включают фиксатор 11. Для регулирования пределов изменения нагрузок приводом 12 перемещают ролик 10, изменяют угол наклона маятника 7 к платформе 8 и тем самым изменяют пределы поворотов и осевых смещений вала 5.
Установка обеспечивает испытания в новых условиях - при нагружении образца в режиме заданных пределов изменения взаимно сменяющихся знакопеременных осевой и крутящей нагрузок и в режиме затухающих пределов изменения этих нагрузок.