Патент на изобретение №2376572
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ
(57) Реферат:
Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям изделий и образцов материалов на усталость. Стенд для испытаний материалов на усталость содержит основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для испытуемого объекта, механизм статического нагружения, соединенный с пассивным захватом, толкатель, связанный с активным захватом, кулачок, кинематически связанный с толкателем и расположенный на оси, привод вращения оси кулачка. При этом кулачок выполнен в форме эллипса, между кулачком и толкателем последовательно установлены опоры с возможностью перемещения вдоль направления движения толкателя и взаимного качения по образующим поверхностям, при этом опоры имеют форму эллипсов с разной длиной главных осей, на оси кулачка установлен второй кулачок и фиксатор второго кулачка на оси, при этом второй кулачок обеспечивает смещение ближайшей к кулачку опоры вдоль направления движения толкателя. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей стенда путем обеспечения испытаний при асимметричных импульсах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям изделий и образцов материалов на усталость. Известен стенд для испытаний материалов на усталость (патент РФ Недостаток данного стенда состоит в отсутствии возможности проводить испытания при асимметричных импульсах. Известен стенд для испытаний материалов на усталость (патент РФ Недостаток этого стенда также состоит в отсутствии возможности проводить испытания при асимметричных импульсах. Испытания проходят при симметричных повторяющихся циклах, что ограничивает функциональные возможности техники данного типа. Известен стенд для испытаний материалов на усталость (патент РФ Данный стенд нагружает испытуемый объект многопиковыми циклами, но каждый пик импульса симметричен, а импульсы гармонически повторяются. Испытывать объекты при асимметричных негармоничных импульсах невозможно. Это ограничивает функциональные возможности стендов для усталостных испытаний, хотя большое количество объектов, деталей, материалов работают именно в таких силовых условиях. Так, элементы подвески автомобиля испытывают асимметричные негармоничные импульсы на протяжении всего срока службы. В подобных условиях работает большое количество деталей автомобиля, поскольку подвеска не полностью ограждает автомобиль от импульсных нагрузок при движении. В таких же условиях работают материалы дорожных покрытий автодорог, элементы массива вблизи транспортных выработок и т.п. Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей стенда путем обеспечения испытаний при асимметричных импульсах. Технический результат достигается тем, что стенд для испытаний материалов на усталость, содержащий основание, установленные на нем активный и пассивный захваты, механизм статического нагружения, соединенный с пассивным захватом, толкатель, связанный с активным захватом, кулачок, кинематически связанный с толкателем и расположенный на оси, привод вращения оси кулачка, согласно изобретению, кулачок выполнен в форме эллипса, между кулачком и толкателем последовательно установлены опоры с возможностью перемещения вдоль направления движения толкателя и взаимного качения по образующим поверхностям, при этом опоры имеют форму эллипсов с разной длиной главных осей. Технический результат достигается также тем, что на оси кулачка установлен второй кулачок и фиксатор второго кулачка на оси, при этом второй кулачок обеспечивает смещение ближайшей к кулачку опоры вдоль направления движения толкателя. Опоры между кулачком и толкателем при взаимном качении по образующим поверхностям с учетом разных главных осей эллиптической формы опор приводит к тому, что толкатель перемещается хаотически. Интенсивность диаграмм пригрузки и разгрузки является разной, т.е. импульсы асимметричны. Второй кулачок позволяет в нужный момент разъединять основной кулачок и группу опор, отчего основной кулачок дополнительно поворачивается относительно опор и исключает тем самым и без того маловероятные повторения серий импульсов. Это усиливает положительный эффект изобретения. При использовании кулачка без опор стенд работает в режимах прототипа, что свидетельствует о расширении функциональных возможностей стенда. Конструкция стенда поясняется чертежом. Стенд содержит основание 1, установленные на нем активный 2 и пассивный 3 захваты для испытуемого объекта 4, механизм статического нагружения 5, соединенный с пассивным захватом 3, толкатель 6, связанный с активным захватом 2, кулачок 7, кинематически связанный с толкателем 6 и расположенный на оси 8, привод вращения 9 оси 8 кулачка 7. Кулачок 7 выполнен в форме эллипса. Между кулачком 7 и толкателем 6 последовательно установлены опоры 10, 11, 12 с возможностью перемещения вдоль направления движения толкателя 6 и взаимного качения по образующим поверхностям. Опоры 10, 11, 12 имеют форму эллипсов с разной длиной главных осей. На оси 8 кулачка 7 установлен второй кулачок 13 и фиксатор 14 второго кулачка 13 на оси 8. Второй кулачок 13 обеспечивает смещение ближайшей к кулачку опоры 10 вдоль направления движения толкателя 6. Опоры 10, 11, 12 установлены на осях 15, расположенных в направляющей 16 и в прорези 17 в основании 1. Для взаимодействия опоры 10 со вторым кулачком 13 на оси опоры 10 установлена втулка 18. На образующих поверхностях опор 10, 11, 12 и кулачка 7 нанесено покрытие с высоким коэффициентом трения с целью улучшения условий взаимного качения опор. Между активным захватом 2 и толкателем 6 установлена силовая пружина 19. Механизм 5 статического нагружения выполнен винтовым. Фиксатор 14 выполнен электромагнитным. Стенд работает следующим образом. Испытуемый объект 4 закрепляют в захваты 2, 3. Вращают винт механизма 5, перемещают захваты 2, 3 в направлении пружины 19 и нагружают объект 4 статической нагрузкой. Включают привод 9 и вращают ось 8 с кулачком 7. При вращении кулачка 7 опоры 10, 11, 12 взаимно катятся по образующим поверхностям и смещаются вдоль направления движения толкателя 6. Толкатель 6 через пружину 19 и захват 2 создает пригрузки на объекте 4. Из-за отличных друг от друга по длине главных осей эллиптических опор 10, 11, 12 и кулачка 7 движения толкателя имеют хаотический характер, что создает на объекте 4 асимметричные негармоничные импульсы. Для снижения вероятности повторения циклов включают фиксатор 14, соединяя тем самым второй кулачок 13 с вращающейся осью 8. При повороте второй кулачок 13 через втулку 18 периодически выводит опору 10 из контакта с кулачком 7. В эти периоды кулачок 7 дополнительно поворачивается относительно опоры 10, и при новом контакте опора 10 и кулачок 7 взаимодействуют в новых точках своих образующих поверхностей. Это изменяет параметры перемещений толкателя 6 и характеристики импульсов на объекте 4. При использовании только кулачка 7, контактирующего с толкателем 6 непосредственно, стенд нагружает объект 4 симметричными циклами, как известные стенды для усталостных испытаний. Изобретение обеспечивает новые силовые условия на стендах для испытаний на усталость – при нагружении объектов и образцов материалов асимметричными импульсами.
Формула изобретения
1. Стенд для испытаний материалов на усталость, содержащий основание, установленные на нем активный и пассивный захваты, механизм статического нагружения, соединенный с пассивным захватом, толкатель, связанный с активным захватом, кулачок, кинематически связанный с толкателем и расположенный на оси, привод вращения оси кулачка, отличающийся тем, что кулачок выполнен в форме эллипса, между кулачком и толкателем последовательно установлены опоры с возможностью перемещения вдоль направления движения толкателя и взаимного качения по образующим поверхностям, при этом опоры имеют форму эллипсов с разной длиной главных осей. 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что на оси кулачка установлен второй кулачок и фиксатор второго кулачка на оси, при этом второй кулачок обеспечивает смещение ближайшей к кулачку опоры вдоль направления движения толкателя.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
1033922, кл. G01N 3/34, G01N 3/08, 1983), содержащий основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для испытуемого объекта, механизм статического нагружения, соединенный с пассивным захватом, толкатель, связанный с активным захватом, кулачок, кинематически связанный с толкателем и расположенный на оси, привод вращения оси кулачка.