Патент на изобретение №2310824

(54) МАШИНА ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к испытательной технике – машинам для механических испытаний образцов материалов на усталость при циклическом нагружении. Технический результат направлен на упрощение конструкции. Машина испытательная гидравлическая, включающая силовую раму, испытательный силовой гидравлический цилиндр, захваты для закрепления испытываемых изделий, насосную установку подачи рабочей жидкости в гидросистему машины, два гидропульсатора циклической подачи рабочей жидкости в силовой гидроцилиндр, содержащих взаимно связанные кривошипные валы и гидроцилиндры с опирающимися на кривошипы поршнями, объединенные общим коллектором, соединенным с силовым гидроцилиндром, задатчик циклической нагрузки. Система взаимной связи кривошипных валов пульсаторов выполнена в виде жестко связанных с валами пульсаторов фазовых угловых электрических датчиков и блока сравнения сигналов датчиков угловых фаз, выход которого, соответствующий разности фаз положения датчиков, соединен с системой электропривода электродвигателя одного из пульсаторов. Причем корпус (статор) одного из угловых фазовых датчиков выполнен с возможностью поворота относительно своей оси и фиксирования его в любом угловом положении. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике – машинам для механических испытаний образцов материалов (или изделий) на усталость при циклическом нагружении.

Известны испытательные гидравлические машины для механических испытаний образцов материалов на усталость при циклическом нагружении, содержащие силовую раму, силовой гидроцилиндр, захваты для закрепления испытываемых изделий (или образцов материалов) и гидропульсатор, представляющий собой бесклапанный насос с регулируемой производительностью, генерирующий реверсивный поток рабочей жидкости (в основном минерального масла), подаваемый в силовой гидроцилиндр. Такие испытательные машины выпускаются ФГУП “Точмашприбор”, г. Армавир. Это испытательные машины типа ГРМ-1 и ГРМ-2 [см. “Министерство приборостроения, средств автоматизации и систем управления. Специальное конструкторское бюро испытательных машин (СКБИМ). Завод испытательных машин. ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И СТЕНДЫ, Сводный каталог”, ОНТИПРИБОР. М., 1967 г.].

В этих машинах агрегатом, определяющим максимальную величину (размах) циклической нагрузки, является гидропульсатор, представляющий собой конструктивно и технологически сложную конструкцию.

В практике повышение мощности в известных установках для циклического нагружения обеспечивается спариванием освоенных моделей гидропульсаторов с помощью жестких муфт, соединяющих кривошипные валы. При этом каждый из пульсаторов содержит сложный трудоемкий механизм регулирования производительности, т.е. объема циклической подачи рабочей жидкости от нуля до максимума. По такому принципу устроены, например, агрегаты установки 2-СО [см. “Министерство приборостроения, средств автоматизации и систем управления. Специальное конструкторское бюро испытательных машин (СКБИМ). Завод испытательных машин. ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И СТЕНДЫ, Сводный каталог”, ОНТИПРИБОР. М., 1967 г.].

В предлагаемой машине испытательной гидравлической сложный механизм регулирования производительности гидропульсаторов и гидроприводов исключается.

Сущность изобретения состоит в том, что:

1. Система взаимной связи кривошипных валов пульсаторов выполнена в виде жестко связанных с валами пульсаторов фазовых угловых электрических датчиков и блока сравнения сигналов датчиков угловых фаз, выход которого, соответствующий разности фаз положения датчиков, соединен с системой электропривода электродвигателя одного из пульсаторов.

2. Машина испытательная гидравлическая по п.1 отличается тем, что корпус (статор) одного из угловых фазовых датчиков выполнен с возможностью поворота относительно своей оси и фиксирования его в любом угловом положении.

На прилагаемом чертеже схематично изображена машина испытательная гидравлическая для статических и циклических испытаний образцов материалов и изделий при растяжении и сжатии.

Машина содержит силовую раму 1, силовой гидропульсатор 2, активный захват 3, насосную установку 4, сервоклапан 5 с задатчиком режима нагружения 6, гидропульсатор 7 и гидропульсатор 8 с кривошипными валами 9 и 10, жестко соединенными с роторами электродвигателей 11 и 12, при этом двигатель 11 снабжен системой 13, обеспечивающей вращение его с постоянной заданной частотой, а электродвигатель 12 снабжен системой 14 (например, тиристорной) автоматического регулирования частоты вращения. Кроме того, кривошипные валы 9 и 10 связаны с фазовыми угловыми электрическими датчиками 15 и 16 (например, с роторами сельсин-датчиков), выходы которых 17 и 18 соединены с блоком 19 сравнения фаз датчиков.

Статор датчика 15 жестко соединен с корпусом пульсатора 7, а статор датчика 16 соединен с корпусом пульсатора 8 с возможностью поворачиваться относительно своей оси и фиксироваться с помощью механизма 20 и 21 (например, червячного редуктора).

Выход блока сравнения 19 (разностный сигнал фаз датчиков) соединен с системой 14 регулирования частоты вращения электродвигателя 12.

В конструкцию каждого из пульсаторов 7 и 8 входят гидроцилиндры 22 и 23 с подвижно сопряженными с ними плунжерами 24 и 25, опирающимися на кривошипы валов 9 и 10. Гидравлические полости цилиндров 22 и 23 объединены общим коллектором 26, соединенным с рабочей полостью гидроцилиндра 2 магистралью 27, соединенной через сервоклапан 5 с насосной установкой 4. С рабочей полостью гидроцилиндра 2 соединен электрический датчик давления 28, соединенный с блоком 29 измерения нагрузки, один из выходов которого соединен с индикатором 30 статической составляющей, а второй выход соединен с индикатором 31 амплитуды циклической нагрузки.

Гидропульсаторы 7 и 8 функционально являются бесклапанными насосами, обеспечивающими реверсивный поток рабочей жидкости, заполняющей полости гидроцилиндров 22 и 23, а именно возвратно-поступательным движением плунжеров 24 и 25 полцикла рабочей жидкости нагнетается в гидросистему (коллектор 26) и полцикла отсасывается. При этом благодаря наличию фазовых датчиков 15 и 16, блока сравнения 19 и системы 14 регулирования вращения электродвигателя 12 кривошипные валы 9 и 10 могут устанавливаться относительно друг друга как при полном совпадении угловых фаз (сдвиг 0°), так и в противофазе (сдвиг 180°), а также в любых промежуточных положениях.

Заявляемая машина испытательная гидравлическая работает следующим образом. Предварительно кривошипные валы 9 и 10 устанавливаются взаимно со сдвигом фаз кривошипов на угол 180°, т.е. в прямо противоположных направлениях; это осуществляется путем поворота статора сельсина 16 относительно неподвижного статора сельсина 15 на угол 180°. При этом блок сравнения 19 подает сигнал рассогласования на систему 14 регулирования вращения двигателя 12 до полной компенсации рассогласования фаз положения сельсинов 15 и 16. Затем включается насосная установка 4, рабочая жидкость через сервоклапан 5, управляемый задатчиком 6 режима статической составляющей нагрузки, подается в магистраль 27, а из нее в силовой гидроцилиндр 2 и коллектор 26. При движении плунжеров 24 и 25 в противофазе в коллекторе 26 сохраняется статическое давление. При полном совпадении фаз вращения кривошипов и, соответственно, движения плунжеров 24 и 25 в магистраль 27 и гидроцилиндр 2 из коллектора 26 поступает реверсивный поток рабочей жидкости, вызывающий возвратно-поступательное движение плунжера гидроцилиндра 2 и связанного с плунжером активного захвата 3, создавая в испытываемом на растяжение образце 32 циклически изменяющуюся нагрузку. Циклический объем реверсивного потока рабочей жидкости зависит от угла взаимного сдвига фаз кривошипных валов 9 и 10 и, соответственно, зависит амплитуда циклической нагрузки.

С помощью механизма 20 и 21 осуществляется поворот статора датчика 16 и, соответственно, изменение угла сдвига фаз кривошипных валов 9 и 10, что определяет циклический объем рабочей жидкости, поступающей из коллектора 26 в магистраль 27 и гидроцилиндр 2.

Электрический сигнал датчика 28, соответствующий усилию в гидроцилиндре 2, поступает в блок 29, один из выходов которого соединен с индикатором 30 статической составляющей, а второй выход соединен с индикатором 31 амплитуды циклической нагрузки.

Формула изобретения

1. Машина испытательная гидравлическая, включающая силовую раму, испытательный силовой гидравлический цилиндр, захваты для закрепления испытываемых изделий, насосную установку подачи рабочей жидкости в гидросистему машины, два гидропульсатора циклической подачи рабочей жидкости в силовой гидроцилиндр, содержащих взаимно связанные кривошипные валы и гидроцилиндры с опирающимися на кривошипы поршнями, объединенные общим коллектором, соединенным с силовым гидроцилиндром, задатчик циклической нагрузки, отличающаяся тем, что система взаимной связи кривошипных валов пульсаторов выполнена в виде жестко связанных с валами пульсаторов фазовых угловых электрических датчиков и блока сравнения сигналов датчиков угловых фаз, выход которого, соответствующий разности фаз положения датчиков, соединен с системой электропривода электродвигателя одного из пульсаторов.

2. Машина испытательная гидравлическая по п.1, отличающаяся тем, что корпус (статор) одного из угловых фазовых датчиков выполнен с возможностью поворота относительно своей оси и фиксирования его в любом угловом положении.

РИСУНКИ