Машины для испытаний на растяжение

Машины для испытаний на растяжение очень разнообразны. Многие из них универсальны и могут быть использованы при проведении других статических испытаний (рис. 2). Современные машины высшего класса представляют собой сложные, частично или полностью автоматизированные устройства; при их помощи может проводиться расчёт любых характеристик свойств в процессе испытания или сразу после его окончания.

Силовая рама универсальной испытательной машины включает в себя следующие элементы:

· основание 1, представляющее собой силовую металлическую плиту, на которой монтируется вся конструкция силовой рамы;

· колонны 2, которые представляют собой гладкие, хромированные, шлифованные и обработанные с высокой точностью металлические цилиндрические направляющие, по которым перемещается подвижная траверса 3 в установочном режиме при изменении рабочего пространства, и на которых подвижная траверса 3 фиксируется во время проведения испытаний;

· подвижную траверсу 3, представляющую собой несущую конструкцию, на которой закреплен силовой гидроцилиндр 4 двунаправленного действия;

· силовой гидроцилиндр 4, имеющий типовую конструкцию с двумя симметричными полостями и двумя концами штоков, выходящими за габариты гидроцилиндра;

· сквозные отверстия, через которые проходят колонны, разрезаны, перпендикулярно плоскости разреза установлены гидрозажимы 5, осуществляющие фиксацию подвижной траверсы 3 на колоннах 2;

· гидрозажимы 5, как упоминалось ранее, предназначенные для фиксации подвижной траверсы 3 на колоннах 2;

· гидроцилиндры спуска-подъема 6, необходимые для перемещения подвижной траверсы 3 в установочном режиме для изменения габаритов рабочего пространства, имеющие одну рабочую полость, в которую нагнетается рабочая жидкость при подъеме подвижной траверсы 3 и стравливается при ее опускании;

· датчики силы 7, предназначенные для измерения усилия на испытуемом объекте. Конструкция датчика не имеет принципиального значения и может быть тензометрического, струнного или магнитострикционного типа;

· приспособления 8, предназначенные для фиксации образцов при проведении испытаний на растяжение и сжатие. Приспособления на чертеже показаны схематично;

· дополнительная траверса 9 аналогична основанию 1, но не имеет мест крепления гидроцилиндров спуск - подъема 6.

В нижней зоне испытаний к нижнему штоку силового гидроцилиндра двунаправленного действия 4 и через датчик силы 7 к основанию 1 присоединены захватные приспособления 8 для проведения испытаний на растяжение. В верхней зоне испытаний к верхнему штоку силового гидроцилиндра двунаправленного действия 4 и через датчик силы 7 к дополнительной траверсе 9 присоединены приспособления для испытаний на сжатие. Поскольку условия для проведения испытаний в двух зонах одинаковы, приспособления могут располагаться в них произвольно.

Устройство работает следующим образом:

Перед проведением испытания, в установочном режиме, в рабочие полости гидроцилиндров спуска-подъема 6 нагнетается (или стравливается) рабочая жидкость, вызывающая перемещение подвижной траверсы 3 с целью установки испытуемого образца в захватные приспособления 8.

После установки испытуемого образца гидрозажимы 5 фиксируют подвижную траверсу 3 в исходном для проведения испытания состоянии.

В соответствии с заданным законом управления в полости силового гидроцилиндра двунаправленного действия 4 под давлением подается рабочая жидкость, вызывающая перемещение плунжера силового гидроцилиндра 4 в том или ином направлении. Установленный в захватных приспособлениях 8 испытуемый образец деформируется, при этом деформируется и соответствующий датчик силы 7, расположенный последовательно с испытуемым образцом. Электрический сигнал, пропорциональный полученной датчиком силы 7 деформации, поступает на измерительные устройства.

Предлагаемая силовая рама универсальной испытательной машины, имеющая двухзонную конструкцию, имеет повышенную жесткость по сравнению с предшествующими аналогом и прототипом, за счет фиксации подвижной траверсы 3 гидрозажимами 5 на колоннах 2.

Рис. 2 - Схема универсальной испытательной машины

В обоих зонах испытания силовые напряжения замыкаются внутри жестко связанных элементов силовой рамы:

· в верхней зоне - между колоннами 2, дополнительной траверсой 9 и подвижной траверсой 3, зафиксированной гидрозажимами 5;

· в нижней зоне - между колоннами 2, подвижной траверсой 3, зафиксированной гидрозажимами 5, и основанием 1.

Вторым бесспорным достоинством силовой рамы является симметричная структура ее верхней и нижней испытательных зон. Двунаправленный гидроцилиндр 4 позволяет создавать растягивающие и сжимающие нагрузки в обеих испытательных зонах.

В предшествующих аналоге и прототипе нижняя испытательная зона предназначена для испытаний только на растяжение, верхняя - только для сжатия.

Симметричность зон испытания создает условия, удобные при эксплуатации за счет того, что в нижней зоне теперь можно проводить испытания и на растяжение, и на сжатие, и руководствоваться выбором зоны испытания, например, объемом проводимых испытаний или габаритами испытуемых изделий.

Основными узлами любой испытательной машины являются приводное устройство, обеспечивающее плавное деформирование образца, и силоизмерительный механизм для измерения силы сопротивления образца создаваемой деформации.