УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ КРУЧЕНИИ
PLANT FOR FATIGUE TESTING OF SAMPLES DURING TWISTING

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна установка для испытаний материалов на усталость при кручении (Авторское свидетельство СССР №819616, кл. G01N 3/04, 1981), содержащая основание, соосные активный и пассивный захваты для концов образца и механизм нагружения активного захвата.
Недостаток установки состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний.
Известна установка для испытаний материалов на усталость при кручении (патент РФ №1132196, кл. G01N 3/34, 1984), содержащая основание, соосные активный и пассивный захваты для концов образца, механизм возвратно-вращательных движений активного захвата, включающий зубчатое колесо, установленное на активном захвате, и привод его вращения.
Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний.
Известна установка для испытаний материалов на усталость при кручении (патент РФ №1546889, кл. G01N 3/34, 1990), принимаемая за прототип. Установка содержит основание, соосные активный и пассивный захваты для концов образца, механизм возвратно-вращательных движений активного захвата, включающий зубчатое колесо, установленное на активном захвате, и привод его вращения.
Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний. Это ограничивает объем информации при исследовании свойств материалов.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем проведение испытаний при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний.
Технический результат достигается тем, что установка для испытаний материалов на усталость при кручении, содержащая основание, соосные активный и пассивный захваты для концов образца, механизм возвратно-вращательных движений активного захвата, включающий зубчатое колесо, установленное на активном захвате, и привод его вращения, согласно изобретению она имеет направляющую, радиально закрепленную на пассивном захвате, груз, установленный на направляющей, и привод перемещения груза вдоль направляющей.
Технический результат достигается также тем, что привод перемещения груза выполнен в виде набора электромагнитных катушек, установленных вдоль направляющей и взаимодействующих с грузом.
Технический результат достигается также тем, что установка имеет вал, соосно закрепленный на пассивном захвате, груз, установленный на валу с возможностью вращения относительно вала, фиксатор для соединения груза с валом и привод вращения груза.
На чертеже представлена схема установки.
Установка для испытаний материалов на усталость при кручении содержит основание 1, соосные активный 2 и пассивный 3 захваты для концов образца 4, механизм возвратно-вращательных движений активного захвата, включающий зубчатое колесо 5, установленное на активном захвате, и привод 6 его вращения.
Установка имеет направляющую 7, радиально закрепленную на пассивном захвате 3, груз 8, установленный на направляющей, и привод 9 перемещения груза вдоль направляющей.
Привод 9 перемещения груза 8 выполнен в виде набора электромагнитных катушек, установленных вдоль направляющей и взаимодействующих с грузом 8.
Установка имеет вал 10, соосно закрепленный на пассивном захвате 3, груз 11, установленный на валу с возможностью вращения относительно вала, фиксатор 12 для соединения груза с валом и привод 13 вращения груза.
Привод вращения зубчатого колеса выполнен в виде эксцентрика 6, рамки 14 и винта 15, кинематически связанного с колесом 5. На направляющей 7 установлен противовес 16, уравновешивающий направляющую относительно оси вращения захватов. Груз 11 имеет цилиндрическую форму и раскручивается приводом 13 через каток 17. Привод 13 установлен на платформе 18 с винтовым приводом 19.
Установка работает следующим образом.
Устанавливают груз 8 в заданное положение на направляющей 7. При выключенном фиксаторе 12 приводят в действие привод 6 и через рамку 14, винт 15 и колесо 5 создают возвратно-вращательные движения активного захвата 2. Через образец 4 и пассивный захват 3 возвратно-вращательные движения передаются на направляющую 7, в результате чего груз 8 нагружает образец 4 знакопеременными крутящими усилиями. Для изменения величины крутящих нагрузок приводом 9 путем переключения его электромагнитных катушек смещают груз 8 вдоль направляющей 7. Величины нагрузок тем больше, чем на большее расстояние от оси захватов смещается груз 8. Характер изменения нагрузок определяется характером перемещения груза 8: при быстром перемещении груза из одного положения в другое нагрузки изменяются ступенчато, при плавном перемещении - плавно, при циклическом перемещении - циклически. Для импульсного изменения нагрузки приводом 13 через каток 17 приводят во вращение груз 11 до заданной скорости, затем винтовым приводом 19 выводят каток 17 из взаимодействия с грузом 11. Включают фиксатор 12 и соединяют вращающийся груз 11 с валом 10. При совпадении направления вращения груза 11 с направлением поворота захвата 3 крутящий момент ступенчато возрастает, при противоположных направлениях вращения -  снижается. В зависимости от задачи испытаний после импульсного нагружения фиксатор 12 может быть выключен, и тогда испытания продолжатся с прежними нагрузками, или оставаться включенным, и тогда испытания будут проходить при увеличенных нагрузках за счет инерционной силы груза 11. Нагрузки создаются инерционными силами и испытания проводятся в режиме заданных нагрузок.
Установка обеспечивает проведение испытаний в новых условиях - при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний. Это увеличивает объем информации при исследовании свойств материалов.