Испытательная машина — SU 130226 (original) (raw)
"- -- :-т.жг,ЗОБРЕТЕНИСВИДЕТЕЛЬСТВУ ИС ВТОРСЯОМ одписная группа,Лг 172 испытдтельнАя млши 9 г. за64557925 в Комитет по делам иаооретенпйрнтий при Совете .Чпнпстров О ОР аявлено 30 ноябряи оОпубликован Бюллетене изобретений,4 аа 960 Известны испытательные мяшинь с электроч ги)4 тны) возбужде нием колеоаний, предназначенные для сиытания конструкционных материалов на усталость. Однако эти машины обыч;ю не обеспечиваюг получение высоких значений амплитуды деформации и стаоилизяци;О заданной амплитуды колебаний до разрушения ооразца.Предложенная испытательная меи)4 ня свободна от этх недостатков, Достигается это тем, что се электромагнитный возбудитель колебаний выполнен из двух Е-образных сердечников с обмокями на всех кернах. При этом обмотки, расположенные на средних кернах, питаются постоянным током, а Обмотки, споло)кенные на крайних кернах, - переменным током. Против средних керноз яходггся якорь, располо)кенный таким Ооразом, что зсЗОры между яко )ем: ".,)едним; кернами остаотся при колебаниях неизменными, а переменное мягнитюе поле боковых зазоров возбуждает колебания якоря.На фиг, 1 схематически изображена описываемая машина в вертикальном разрезе; на фиг. 2- - то же, сечение по Оси А-,4 на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, сечение по Б-Б ия фиг, 1; ня фиг, 4 - электрическая схема машины,На массивной плите 1 (фиг, 1), снабженной полостью для ох,яждеиия, установленц," неподвижныи захват 2, рабочая камера 3, крон. штейны для крепления рычажного иягружающего устройства 4 и электро)е)гниты 5 виораторя. Внутри камеры 3 устанавливается герметизировянная нагревательная печь б (ф)г. 2) и насос-мешалка 7. Через патрубки 8 в направлении, указанном ня чертеже стрелками, осуцествляется наполнение и выпуск той среды, в которой дол)кны проводиться испытания. Верхняя часть камеры 3 переходит в колодец, служащий как для,установки испытуемого образца 9, так и для предотвращения попадания ряоочей среды, заполняюпей камеру кроме газообразной), на сильфон. Сильфон, соединяя колодец с якорем 10 вибратора, обес)с чивает герметизацию рабочего объема в месте ввода образца. Гильфон охлаждается через патрубки 11.М 130226Такое выполнение рабочей камеры обеспечивае:а) т 5 спытанис матерна.чов в;побой среде и в потоке среды,б) выравнивание температуры в камере, и следовательно, табильность температуры ооразца ив) осуществление программпропиния по температуре з счет соединения патрубков 8 через холодильник при одновременном изменениимощности, потребляемой печью,Вибратор состоит из двух Е-образных эЛектромагнитов 5 (фиг. 31с башмаками на боковых магнитопроводах и якоря 10, образованногодвумя башмаками 12, соединенными траверсой 13. Траверса снабженаподвижным захватом для крепления образца,На боковые магнитопроводы надеты соединенные последовательнокатушки К, и Кз, питаемые переменным током, и на центра,чьный магнитопровод надета катушка К 2, питаемая постоянным током.При нижнем положении переключателя Л фиг. 4) вибратор осуществляет крути.чьные колебания образца 9, в верхнем положении - колебания изгиба.При равенстсве ззоров б и б и обеих половинах вибратора магнитная индукция, создаваемая катунками постоянного тока в этих зазорах, будет равной и одного знак (в случае изгибных, поперечных колебаний) или противоположного зпака (в случае крутильных колебаний)Магнитная индукция, создаваемая в зазорах б переменньь током,будет складываться с магнитной индукцией, созданной в этом же зазорепостоянным током, или вычитаться из нее.При параллельном питании обоих электромагнитов переменным током магнитная индукция, создаваемая этим током в зазорах б, будетодинаковой но величине Сс,чи катушки обеих половин вибратора имеютодинаковое число витков) и по знаку.При одновременном вклочении всех катушек в зазоре б будетде 5 счвовать суммрная индукция, Обеспечивающая притяжение якоряк башм 5 кам.На фиг 4 изобркено мгновенное рспределение индукции ь зазорах б и б в случае крутильпых ко,ебаний. 1 хак видно из схемы, в зазоре а и б индукция падает, а в зазоре а и б в раст (при постоянной величине индукции в зазоре в и в). Это обеспечивает поворот якоря10 (фиг. 1) вокруг оси АА против часовой, стрелки. В случае изгибных,поперечных колебаний индукция будет расти в зазоре а и а (б и б), ав зазоре бб аа) в пть, обеспечивая перемещение якоря 10 либовверх, либо вниз.Так как сила притяжения якоря к башмакам электромагнита пропорциональн величине магнитной индукции, действующей в зазоре,то описанся конструкция вибратора позволяет менять плавно на ходуамглитуду колебаний за счет изменения величины тока, проходящегочерез катушки электромагнита. Кроме того, частот колебаний образцбу;ет равной час 1 оте;еременного тока, питющего электромагниты.1 итя лекромагниты геератором с рсгу;руемой частотой илнподбирая ссбсчвен;ую частоту системы образец - траверса с башмакМИ, МожНО ДООИТЬС 5 СОВПсДЕИ 51 СООС 1 ВЕННой ЧСТОТЫ СПСТСМЫ с сс частотой генертор асс:При этом получают мксимальное значение амплитуды колебний, которое будет тем богьне, чем меньше затух 5 ие си;темы, Непосредственное соединение якоря с испытуемым образцом позволяет проводить испытания нри величине затухания, обуслов,чиваемой только самим образцом (гОтерями в сильфоне можно принебречь)..% 13022611 оэтому преимушеством вибраторя н машины в целом является также вовможсюсть отсу ать значсггельные амплитуды когссоаннс прн незначительном ря;ходе энергии.Другим преимусцеством является возможность изменения амплитуды колебаний за счет изменения величины тока, проходящего через ка. тушки электромагнита, без отклонения от резонансной частоты и без изменения мощности источника переменного напряжения. Последнее обстоятельство дает возмсакность осуществить как высокую степень стабилизации амплитуды колебаний, так и программирование, а главное - очень большук глусину стзби сизнии в ооычном режиме и прн программировании.Большая глубия стабилизации позволяет ."охранять заданную амплитуду деформации вплоть до разрушения ооразца, несмотря сня отклсисение собственной частоты образца от частоты источника литания.1" .этом закже заключаегся преимусцество предложенной машины, так как почти во всех машинах резонансного типа принципиально невозможно довести ооразец до разрушения, вследствие отклонения собственной частоты образца от частоты генератора. Это отклонение вызы вяет резкое падение амплитуды колебаний еще задолго до разрушения образца Изменение в процессе испытаний собственной частоты образца связано с: структу;нымс изменениями, в материале появлением микротрешии т. н.Стабилизация осушествляется при помощи реостата Р движок которого связан с реверсивным электрическим двигателем ЭД, управ ляемым при помощи фотоэлектрического реле.Грограммирование осуществляется через тот же реостат Р за счет перемещения фотоэлемент 14 по заданной программе. Г 1 рограммносеремешенне фотоэлемента осуществляется кулачковым механизмом 15.Г 1 рихенение одного и того же реостата Р, упрощает управгсение режимом машинь и делает ее надежной в работе.Рычажное нагружающее устройство 4 (фиг. 1 и 2) обеспечивает задание растягивающих напряжений. Экстензометр 3, регнстрирующй измене(вне растягивающих напряжений во времени, устанавливается между неподвижной станиной и траверсой, В качестве экстензометра может быть также применено вогнутое зеркальце 16 в совокупности, например, с фотопленкой, которое служит для стабилизации и программирования амплитуды колебаний нри помощи фотоэлемента.Предмет изобретени яИспытасельнгя хяшина для испытани 5 (Онструкционных материя лов на усталость с электромагнитным возоуждением колебаний, отл ича ю ща я ся тем, что, с целью получения высоких значений амплитуды деформациси и обеспечения стабилизации заданной амплитуды колебаний до разрушения образца, электромагнитный возбудитель коле- баний выполнен из двух Е-образнс,сх сердечников с обмотками на всех кернах, причсм обътотки, располокенные на средних кернах, питаются постошюным током, а обмотки, располокенные на крайних кернах, - переменным током, и с якорем, расположенным против средин кернов таким образол, что зазоры между ними и якорем при колебаниях останутся неизменными, а переменное лсссснитное поле боковых зазоров возбуждал колебания якоря.