УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА СКРУЧИВАНИЕ

Разработанная установка относится к испытательной технике, для получения физико-механических данных о материале и может найти применение в заводских, исследовательских лабораториях и научно-исследовательских центрах.
Известна конструкция испытательной техники, состоящая из станины, пассивного и активного захвата, нагружающего устройства рычажного типа и кривошипно-шатунный механизма. Установка снабжена поворотным столиком с углом поворота 0-90° (0° - изгиб, 90° - кручение), полым рычагом с размещенным внутри него нагружающим рычагом, системой пружинных амортизаторов. При этом пассивный захват закреплен на поворотном столике, активный захват жестко сочленен с полым рычагом, взаимодействие рычагов осуществляется посредством пружинных амортизаторов с регулируемой затяжкой пружин. Кривошипно-шатунный механизм выполнен с кривошипом регулируемой длины, изменение длины кривошипа происходит посредством перемещения ползуна по направляющим с использованием винтовой передачи, а перемещение кривошипно-шатунного механизма в вертикальной плоскости осуществляется передачей «винт-гайка» (Патент РФ №2437075, опубликован 20.12.20] 1, МПК G01N 3/22, G01N 3/20).
Однако данное устройство не обеспечивает проведение испытаний при различных температурных условиях, а также ограничивает угол поворота активного захвата при кручении.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, взятому за прототип является конструкция испытательной техники, состоящая из регулируемого привода вращения, связанного с активными захватами по средствам противонаправленых червячных передач, пассивных захватов соосно закрепленных с активными, оба пассивных захвата снабжены рычагами, опертыми с противоположных сторон на упругий элемент балочного силоизмерителя, выполняющего функцию измерителя крутящего момента, а устройство электроконтактного нагрева выполнено с возможностью как последовательного, так и параллельного подключения образцов к источнику питания (Патент РФ № 2379649, опубликован 14.04.2008, МПК G01N 3/22).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся невозможность обеспечения равномерного распределения температуры в образцах при использовании электроконтактного нагрева, а также не исключено действие инерционных сил на образец после остановки двигателя.
Технической задачей заявленной конструкции является увеличение равномерности распределения температуры по всему объему образца и исключение действия сил инерции на образец после скручивания.
Поставленная задача достигается тем, что установка для испытания на скручивание, состоящая из активного захвата, связанного с регулируемым приводом вращения и пассивного захвата, соосно расположенного с активным захватом, дополнительно снабжена стаканом, в верхней части которого расположен активный захват, с возможностью вращения вокруг оси, а в нижней части пассивный захват, при этом стакан снабжен системой продувки и жестко соединен с валом, снабженным системой охлаждения, а привод активного захвата снабжен тормозными колодками.
Размещение пассивного захвата в стакане позволяет нагревать исследуемую деталь равномерно по всему сечению за счет теплопередачи от расплава солей заготовке. Продувание расплава солей аргоном выравнивает температурный градиент по всему объему стакана. Вал служащий крутильным динамометром и как крепление для пассивного захвата упрощает конструкцию установки, а так же исключает воздействие перепада температур на зону размещения тензодатчиков, посредством охлаждения верхней части вала проточной водой.
Устройство поясняется графически на Фиг. - Схема предлагаемой установки в разрезе.
Где: 1 - электромагнитная муфта; 2 - тормозные колодки; 3 - активный захват; 4 - система продувки; 5 - образец для скручивания; 6 - пассивный захват; 7 - стакан; 8 - печь; 9 - вал с водяным охлаждением.
Установка работает следующим образом, образец 5 при скручивании закреплен верхней головкой в активном захвате 3 и нижней в пассивном захвате 6. Пассивный захват закреплен в нижней части стакана 7 с расплавом солей, который помещен в нагревательную печь 8. Замер и регулирование температуры расплава производят с помощью погруженной термопары, подключенной к универсальному блоку управления. Выравнивание температуры расплава в объеме стакана выполняется с помощью газа аргона. Стакан соединен с валом 9, выполняющий функцию крутильного динамометра, на котором наклеены тензодатчики и который жестко закреплен в основании установки. Для устранения нагрева вала в месте наклейки тензодатчиков верхняя его часть снабжена штуцерами для подвода и отвода охлаждающей воды. Активный и пассивный захваты устанавливаются строго вертикально с соблюдением максимальной соосности между ними. Активный захват, выполненный с возможностью вращения вокруг оси и приводится в движение от электродвигателя электромагнитной муфтой 1, передавая крутящий момент на вал 9 через образец 5. Изменение крутящего момента на валу фиксируется тензодатчиками. После отключения электромагнитной муфты привод активного захват останавливаться за счет тормозных колодок 2.
Таким образом, предлагаемая конструкция установки позволяет увеличить равномерность распределения температуры по объему образца за счет нагрева его в расплаве солей, а также исключить силу инерции, действующую на образец после отключения муфты активного захвата за счет тормозных колодок.