УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ЗНАКОПЕРЕМЕННЫХ НАГРУЗОК НА СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Полезная модель относится к области испытательной техники, в частности к устройствам, предназначенным для исследования влияния знакопеременных деформаций на механические, физические и химические свойства металлов с целью определения их остаточного ресурса.
Известны устройства (патент на полезную модель №143895 от 10.08.2014, патент на полезную модель №154462 от 27.08.2015, патент на полезную модель №108843 от 27.09.2011), в которых знакопеременное нагружение образцов осуществляется с помощью переменного магнитного поля, создаваемого в электромагнитах. Регулировка амплитуды колебаний образцов при этом происходит за счет изменения силы тока, протекающего через электромагниты, и за счет приближения или удаления электромагнитов от образцов.
Существенным недостатком данных устройств является тот факт, что напряжения, создаваемые при нагружении образцов, являются недостаточными и не соответствуют реальным условиям эксплуатации узлов и деталей подвижного состава железных дорог при его эксплуатации.
Целью данной полезной модели является создание устройства, которое позволяло бы имитировать нагружения, возникающие в узлах и деталях подвижного состава железных дорог и исследовать влияние этих нагружений на механические и физические свойства металлических образцов в лабораторных условиях.
Указанная цель достигается за счет осуществления механической деформации металлических образцов и введения блока контроля и обработки сигналов от датчиков, установленных на образцах.
На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства.
Предлагаемое устройство состоит из электродвигателя 1 с редуктором 2, короткого рычага 3, рычага 4, рычага с прорезью 5, закрепленного на опоре 6. Малое плечо рычага 5 соединено с устройством 7, которое преобразует колебательное движение рычага 5 в возвратно-поступательное движение шарнирного соединения 8. Шарнирное соединение 8 снабжено регулятором начального смещения 9, выполненного в виде вала, на концах которого нарезана левая и правая резьба. Устройство 7 и шарнирное соединение 8 снабжено индикатором положения 10 и индикатором начального смещения 11. Металлический образец 12 в форме прямоугольного параллелепипеда жестко закреплен одним концом в пластинах 13. Блок контроля и обработки сигналов 14 снимает и обрабатывает информацию с трех точек на образце.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При включении электродвигателя 1, короткий рычаг 3 начинает совершать вращательное движение, которое через шарнирное соединение рычагов 3, 4, 5 преобразуется в колебательное движение рычага 5. Прорезь на большом плече рычага 5 позволяет регулировать амплитуду малого плеча рычага 5. В результате этого меняется амплитуда колебания образца 12. Амплитуда колебания образца 12 определяется индикатором положения 10. Вращая регулятор начального смещения 9, вследствие наличия разных резьбовых окончаний на нем, на образце задается начальное смещение, которое определяется индикатором начального смещения 11. Начальное смещение позволяет задавать начальное постоянное напряжение на образце, что наиболее полно соответствует реальным условиям эксплуатации узлов и деталей подвижного состава железных дорог. Блок контроля и обработки сигналов 14 определяет температуру, термоЭДС, удельное сопротивление (проводимость). Применение тензодатчиков позволяет оперативно связывать физические характеристики образцов с их механическими свойствами.
Использование предлагаемого устройства позволяет существенно расширить пределы нагружений исследуемых образцов, создавать предварительную нагрузку на образцы и оперативно обрабатывать информацию о связи физических характеристик образцов с их механическими свойствами, что позволяет в деповских условиях оперативно и достоверно определять остаточный ресурс узлов и деталей железнодорожного подвижного состава.