1.2. Образцы для испытаний, испытательная машина
Образцы для механических испытаний металлов изготовляются из испытуемого материала по размерам в соответствии с ГОСТ 1497-79. Испытания чаще всего проводят на цилиндрических образцах, но могут применяться и плоские образцы. На рис. 1.6 показан цилиндрический образец (тип 1, № 4 по ГОСТ 1497-79).
Для этого образца размеры: l=110 мм, lв=100 мм, dв=10 мм, D=20 мм, D1=13 мм,
h1=10 мм, h2=5 мм, h3=10 мм.
Основными размерами образца до испытаний являются:
l — рабочая длина, мм — часть образца с постоянной площадью поперечного сечения между его головками;
l0 — начальная расчетная длина образца, мм — участок рабочей длины образца до разрыва, на котором определяется удлинение;
d0 — начальный диаметр рабочей части образца до разрыва, мм.
Для испытаний в лаборатории кафедры применяется универсальная гидравлическая испытательная машина УГ-20/2 или Р-20.
Принципиальная схема машины УГ-20/2 показана на рис. 1.5.
1 - рукоятка «Насос»,
2 - рукоятка «Спускной золотник» ,
3 - пакетный выключатель.
Основными частями машины являются: насосный агрегат, пресс, силоизмеритель.
Насосный агрегат состоит из электродвигателя 1 и масляного насоса высокого давления 2. Насос размещен в баке, где залито масло. Максимальное давление рабочей жидкости, создаваемое насосом, составляет около 20 МПа.
Управление насосным агрегатом производится с пульта управления. Электродвигатель насосного агрегата включается пакетным выключателем, который размещен на боковой стенке пульта управления справа (рис. 1.6). Управление насосом осуществляется рукояткой изменения производительности (надпись «Насос») и рукояткой слива масла из системы в бак (надпись «Спускной золотник»).
Насос трубопроводами высокого давления (они имеют меньший диаметр, чем трубопроводы низкого давления) сообщается с силовым гидроцилиндром 8 (рис. 1.5) пресса и с гидроцилиндром 11 силоизмерителя.
Пресс имеет основание 3, внутри которого размещен червячный редуктор для подъема и опускания винта 4 с нижним захватом 5. Верхний захват смонтирован в траверсе 7. С помощью захватов закрепляют образец 6, испытываемый на растяжение. Усилие к образцу передается от гидроцилиндра 8; перемещающего по направляющим траверсу 7. Перемещение траверсы через тросик 9 передается на барабан 12 для регистрации деформации (удлинения) образца. Если тросик находится на шкиве большего диаметра барабана, масштаб записи перемещения траверсы, а, следовательно, и удлинения образца 1:1, а на шкиве малого диаметра барабана масштаб 2:1.
Силоизмеритель через гидроцилиндр 11 передает усилие на рычажную систему 10 с противовесом и одновременно на рейку и стрелку циферблата, регистрируя нагрузку. Величина нагрузки самописцем вычерчивается на миллиметровой бумаге, закрепленной перед испытаниями на барабане 12.
Таким образом, при испытаниях образца на растяжение происходит автоматическое вычерчивание диаграммы растяжения образца в координатах Р — Δl (действующая нагрузка — удлинение). Масштаб записи нагрузок зависит от того, какие грузы находятся на противовесе и, соответственно, от того, по какой шкале циферблата производится визуальный отсчет. Так, например, при шкале от 0 до 10000 кгс масштаб: 1 мм записи на диаграмме соответствует нагрузке 100 кгс.
На машине УГ-20/2 можно проводить испытания образцов на растяжение, сжатие и изгиб.
При статических испытаниях на растяжение образец закрепляют в специальных устройствах верхнего и нижнего захватов.
При статических испытаниях на сжатие образец устанавливают между верхней опорой, одеваемой на гидроцилиндр, и нижней опорой, устанавливаемой на траверсу.
При испытаниях на поперечный изгиб на траверсу 7 (рис. 1.7) устанавливают специальные опоры, на которые укладывается балка-образец.
Для включения машины в работу необходимо:
1. Внешним осмотром убедиться о готовности машины к работе.
2. Проверить наличие возле пульта управления машиной диэлектрического резинового коврика.
3. Проверить подачу электропитания к машине.
4. Проверить исходное положение рукояток управления. Рукоятка «Насос» должна находиться в крайнем переднем положении с надписью «Разгрузка», а рукоятка «Спускной золотник» должна тоже находиться в крайнем переднем положении с надписью «Нагрузка».
5. Рукоятка переключения поршней гидроцилиндра пресса должна находиться против надписи «Большой поршень» или же против надписи «Малый поршень» (в зависимости от нагрузки).
6. Плавким вращением маховичка рукоятки с надписью «Насос» создавать нагрузку, наблюдая за перемещением стрелки силоизмерителя и образцом.