УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРУБЧАТЫХ ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ
PLANT FOR FATIGUE TESTING OF TUBULAR SAMPLES UNDER COMPLEX STRESSED CONDITION

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания трубчатых образцов на усталость при сложном напряженном состоянии, и может быть применена в заводской и исследовательской лаборатории.
Известен стенд для испытания труб внутренним давлением и на изгиб и гидравлическая система стенда (патент РФ 2222800, МКИ G01N 3/10, G01N 3/36, опубл. 2004.01.27), содержащий электрические двигатели, испытуемую трубу, бак с маслом, гидравлические насосы, распределительные клапаны и маслопроводы.
Наиболее близкой по технической сущности является установка для испытания труб переменному внутреннему давлению (статья: Сопротивление труб из твердого поливинилхлорида переменному внутреннему давлению. Механика полимеров, 1967, с.747-749), содержащая маслофильтр, бак с маслом, коллектор, предохранительный клапан для фиксации давления, электродвигатели, червячные редукторы, гидронасос, маслопроводы, манометр, трубчатый образец, кривошипно-шатунный механизм и прерыватель.
Недостатком установки является то, что она не обеспечивает испытание трубчатого образца на кручение, изгиб и изгиб с кручением как с внутренним давлением, так и без него.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей путем испытания трубчатого образца на кручение, изгиб и изгиб с кручением как с внутренним давлением, так и без него.
Для решения этой задачи в установке, содержащей маслофильтр, бак с маслом, коллектор, предохранительный клапан для фиксации давления, электродвигатели, червячные редукторы, гидронасос, маслопроводы, манометр, трубчатый образец, кривошипно-шатунный механизм и прерыватель, дополнительно установлен электродвигатель с червячным редуктором и двумя гидронасосами, к торцу образца прикреплено коромысло, установлены три гидроцилиндра со штоками, один из которых контактирует с концом трубчатого образца, а два других - с коромыслом, коллектор выполнен в виде трех емкостей, соединенных вместе, к которому введены дополнительно два манометра и два предохранительных клапана для фиксации давления, а также прикреплены по одному запорному клапану к двум емкостям и два запорных клапана к третьей емкости. Технический результат - испытание трубчатого образца на кручение, изгиб и изгиб с кручением как с внутренним давлением, так и без него.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображена схема установки.
Установка содержит маслофильтр 1, бак с маслом 2, запорные вентили 3, маслопроводы 4, 5, 7, 10, 13, 16, 22, 23, 24, 32, 33, 38, 39, 40, 41, 45, 47 и 48, электродвигатели 6, 12 и 36, червячные редукторы 8, 14 и 36, шестеренные гидронасосы 9, 11 и 15, предохранительные клапаны 18, 43 и 46 для фиксации давления в емкостях коллектора 20 и манометры 17, 19 и 44 для измерения давления в упомянутых емкостях, штоки 21, 26 и 28 соответственно гидроцилиндров 25, 27 и 30, коромысло 29, жестко соединенное с трубчатым образцом 31, кривошипно-шатунный механизм 37 для привода в действие прерывателя давления 34 и запорные клапаны 42.
Заявляемая установка для испытания трубчатого образца на кручение, изгиб и изгиб с кручением как с внутренним давлением, так и без него позволяет решить поставленную задачу.
Действительно, давление, создаваемое гидронасосами 9, 11 и 15, подается соответственно в трубчатый образец 31, в гидроцилиндры 27, 30 и 25, которые нагружают трубчатый образец 31 на кручение, изгиб и изгиб с кручением.
Установка для испытания трубчатых образцов на усталость при сложном напряженном состоянии работает следующим образом. Электродвигатель 6 через червячный редуктор 8 приводит в действие шестеренные насосы 9 и 11, которые при открытых запорных вентилях 3 забирают масло из бака 2 и по маслопроводам 4, 10 и 7, 48 подают в коллектор 20.
Одновременно электродвигатель 12 через червячный редуктор 14 приводит в действие шестеренный насос 15, который забирает масло из бака 2 и по маслопроводам 13 и 16 подает в коллектор 20. Из этого коллектора при открытых запорных клапанах 42 масло по маслопроводам 41, 22, 23 и 24 соответственно поступает в гидроцилиндры 30, 27, 25 и в испытуемый образец 31. Затем по маслопроводам 40, 32, 33 и 39 поступает в прерыватель давления 34. При открытом прерывателе масло поступает по маслопроводу 38 в маслофильтр 1, а затем в бак 2. Таким образом в замкнутой гидравлической системе создается минимальное давление, обусловленное гидравлическим сопротивлением системы. В этом случае образец 31 не нагружен. Минимальное давление измеряют манометрами 17, 19 и 44.
Прерыватель давления 34 приводят в действие электродвигателем 36 через червячные редукторы 35 и кривошипно-шатунный механизм 37.
Давление в образце и гидроцилиндрах регулируют предохранительными клапанами 18, 43 и 46. Для создания внутреннего давления в образце 31, крутящего момента и изгибающего при постоянной нагрузке закрывают прерыватель давления 34. Это выполняют вручную, вращая вал электродвигателя 36. Затем открывают клапаны 18, 43 и 46 полностью, закрывают запорные клапаны 42 и включают электродвигатели 6 и 12. После этого клапанами 18, 43 и 46 создают заданные давления в отсеках коллектора 20, измеряя их манометрами 19, 44 и 17. Затем открывают запорный клапан 42 нижнего (по чертежу) отсека, и давление масла в нем по маслопроводу 24 поступит в образец 31. При открытом запорном клапане 42 верхнего отсека коллектора 20 давление в нем поступит по маслопроводам 22 и 41 в гидроцилиндры 27 и 30 соответственно. Давление в этих гидроцилиндрах через штоки 28 и 21 и через коромысло 29 подвергнет образец кручению. И аналогично при открытии запорного клапана 42 среднего отсека коллектора 20 образец подвергнется изгибу.
Для испытания образца 31 на усталость, в дополнение к только что написанному, включают электродвигатель 36, который через червячные редукторы 35 и кривошипно-шатунный механизм 37 будет периодически открывать и закрывать прерыватель давления 34.
При различной комбинации открытых и закрытых запорных клапанов 42 получают различные виды напряженного состояния образца 31.