Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

патенты / Сборник патентов_2456

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
16.10.2026
Размер:
320 Кб
Скачать
☆
которых имеет верхний и выдвинутый наружу рычаг 40 и нижний и выдвинутый внутрь рычаг 41, причем
последние рычаги имеют достаточную длину, чтобы соприкасаться с поверхностями кулачковых секторов 18 и
27, когда необходимо зафиксировать их.
Нижний конечность 41 каждой из собак 38 удерживается в нормальном или опущенном положении с помощью
пружины 42, один конец которой закреплен на верхнем конечности 40 собаки, а другой конец — на стойке
основной рамы в точке над собакой. Поперечно закрепленный на нижних распорных балках 11 опорной рамы
вал 43 имеет на каждом из своих концов эксцентрик 44, к каждому из которых прикреплен один конец гибкого
соединения 45, а другой конец каждого из которых прикреплен к средней части поперечной балки 46 (см. рис.
2), установленной для вертикального перемещения на внешних кромках стоек 7 и 8 опорной рамы. От каждого
конца поперечной балки 46 отходит стержень или соединение 47, каждое из которых соединено своим
верхним концом с одним из верхних рычагов 40 каждого из запорных штифтов. На валу 43 установлена
рукоятка 48, предназначенная для вращения вала с целью опускания эксцентриков 44 и их соединений 45 с
поперечными балками 46, что позволяет поднять нижние рычаги 41 стопорных фиксаторов в контакт с
поверхностями кулачковых секторов.
В таком положении, как показано пунктирными линиями на фиг. 2 чертежей, рукоятка 48 будет удерживаться
от перемещения с помощью пружинного фиксатора 49, с которым одна из распорных планок 11 соединена для
зацепления с указанной рукояткой. Когда детали зафиксированы таким образом, становится очевидно, что
элементы регулятора будут заблокированы от бокового перемещения на своих поворотных стержнях, и
устройство может перемещаться без опасности смещения частей механизма. Из вышеизложенного и со
ссылкой на чертежи становится ясно, что, если предположить, что детали находятся в своем нормальном
положении, как показано на рис. 1, и что блок или опора 28, соединяющая нижние части лент 20, снабжена
подходящей опорой или емкостью для взвешиваемого изделия или материала, очевидно, что, поместив
указанное изделие на такую опору или в такую емкость для взвешиваемого изделия или материала, его вес
будет определяться указательным пальцем или индикатором 14, указывающим на соответствующую
градуированную отметку на шкале циферблата.
Благодаря тонкому расположению кулачковых секторов 18 и 27 на соответствующих поворотных стержнях 12,
а также благодаря гибкости лент или кабелепроводов 20, поддерживающих опорный несущий блок или
элемент 28, очевидно, что устройство может точно взвешивать изделия или материалы очень малого веса.
Хотя ленты 20 показаны заканчивающимися на небольшом расстоянии выше нижнего конца опорной рамы,
это не является обязательным, поскольку их можно продлить через нижний конец рамы для удобства
крепления опоры к их нижним частям или к блоку 28, который они несут. Подробно описав и определив
природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_216265.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=216265&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB216265A
[]
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ. Усовершенствования экстракторов и устройств для удаления сорняков, гвоздей и
других предметов.
Я, Сиу Кертис Уилсон, проживающий по адресу: 3410, Лакед-авеню, город Лос-Анджелес, округ Лос-Анджелес,
штат Калифорния, Соединенные Штаты Америки, гражданин Соединенных Штатов Америки, настоящим
заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: — Данное изобретение относится к экстракторам и эжекторам, и в
частности к устройству, приспособленному для выполнения множества новых функций по удалению
предметов из заданных точек, таких как удаление сорняков с земли, удаление гвоздей с пола или, в общих
чертах, захват и удаление любого предмета, который необходимо поднять из заданной точки.
Изобретение предусматривает создание новых средств для фиксации удаляемого объекта, а также
дополнительных средств для автоматического отсоединения удаляемого объекта от средств,
осуществляющих такое удаление.
При реализации изобретения я могу в одном виде предложить устройство, которое позволяет извлекать
предметы, когда им управляет человек в положении стоя, тем самым преодолевая склонность к судорогам и
используя устройство для легкодоступных предметов, или я могу предложить устройство, которое можно
использовать вручную, когда оператор устройства сидит на земле или полу.
Для выполнения этой функции я предлагаю устройство, которое может иметь длинную или короткую рукоятку,
причем указанная рукоятка включает в себя стержень, один конец которого снабжен вилкообразным
элементом, причем вилки служат для захвата извлекаемого предмета. Аналогичным образом я предлагаю
элемент, предназначенный для установки между вилами в одном случае или для работы совместно с вилами
с целью автоматического отсоединения любого предмета, извлеченного вилами.
Целью изобретения является создание усовершенствованного экстрактора и эжектора, которые будут
обладать превосходными характеристиками с точки зрения относительной простоты и низкой стоимости, в
сочетании с полезностью, долговечностью, общей эффективностью и эксплуатационной надежностью.
С учетом вышеизложенного и других целей изобретение представляет собой новое и полезное решение,
форму, конструкцию и взаимосвязь различных частей, элементов и признаков, составляющих изобретение,
как показано на чертеже, описано в следующем подробном описании и, наконец, указано в пунктах формулы
изобретения.
На чертеже: Рисунок 1 представляет собой вид, показывающий оператора в положении стоя, использующего
один из усовершенствованных экстракторов и эжекторов, при этом экстрактор и эжектор удалили сорняк из
земли; Рисунки с 6 по 4 включительно представляют собой фрагментарные боковые виды, показывающие
усовершенствованное устройство в процессе захвата сорняка, удаления сорняка из земли и отсоединения
сорняка от экстрактора; Рисунок 5 представляет собой фрагментарный вид спереди усовершенствованного
экстрактора и эжектора; и Рисунки с 6 по 8 включительно представляют собой фрагментарные увеличенные
изображения различных модифицированных форм устройства.
C: части orrespondino на всех рисунках обозначены одними и теми же ссылочными символами.
Обращаясь конкретно к чертежу, усовершенствованный экстрактор и эжектор обозначен целиком буквой А,
причем 1 представляет собой рукоятку, соединенную со стержнем 2, противоположный конец которого имеет
выемку или раздвоение, как показано на рисунке 3.
Указанный шток 2 также может быть снабжен двумя расположенными на расстоянии друг от друга выступами
4 и 5, между которыми шарнирно закреплен рычаг 6, называемый выталкивающим рычагом, который
расположен между вилками 3, причем вилки называются экстракторной частью устройства. Конец 7
выталкивающего рычага 6 перфорирован, и к указанному рычагу 6 присоединен пружинный элемент 8, один
конец которого проходит через отверстие, а противоположный конец закреплен на штоке 2, как показано на
рисунке 9. На штоке 2 может быть установлен хомуто элемента 10, предназначенного для удержания конца
пружины на месте. В варианте исполнения, показанном на рисунках 1 и 5, стержень 2 изогнут, как показано на
рисунке 11.
На рисунках с 2 по 4 включительно четко показан способ использования устройства, изображенного на
рисунке 1, а на рисунке 2 показана часть устройства, захватывающая сорняк под головной частью, при этом
следует понимать, что стебель сорняка находится между рабочими частями 3 устройства. Следует отметить,
что когда стебель сорняка А входит между развилками, выталкивающий рычаг 6 перемещается внутрь, как
показано на рисунке 12, в ответ на движение стебля вперед, например, при перемещении устройства за
основание, как показано на рисунке 1 в так называемой пяточной части устройства А. На рисунке 3 устройство
было покачнуто вокруг изогнутой части 11 и подняло сорняк вверх так, что стебель частично отделился от
земли, и это движение вверх способствует отсоединению конца 13 рычага 6, который выступает между
развилками и предпочтительно под их основанием, так что рычаг освобождается, выталкивая сорняк из между
развилками, как показано на рисунке 4.
Таким образом, вкратце, на рисунке 1 необходимо, чтобы рычаг 6 выступал под основание экстрактора, так
чтобы его конец 13 мог зацепляться за поверхность земли с целью удержания рычага, предотвращая его
перемещение во время движения экстрактора вперед, чтобы сорняк попадал в него раньше указанного
эжектора. Вполне возможно, что рычаг выталкивателя мог бы двигаться назад и без необходимости
удерживать его в заданном положении, например, за счет контакта его конца с землей, но в показанном
варианте предпочтительно удерживать конец 13 рычага до тех пор, пока сорняк не будет должным образом
удален с земли, после чего небольшое движение стержня 2 освободит конец 13 рычага выталкивателя, и
указанный выталкиватель, действуя под воздействием пружины 8, вытолкнет сорняк из экстрактора.
На рисунке 6 показана модификация экстрактора и эжектора, причем на этом рисунке эжектор обозначен
буквой b, все остальные части устройства аналогичны. Указанный выталкивающий рычаг может включать в
себя элемент, обладающий упругими или пружиноподобными свойствами, что позволит эффективно
устранить необходимость в наличии выступов 4 и a на штоке 2, а также обеспечить наличие пружины 8. В
данном случае конец 14 эжектора b может быть сплющен для размещения между вилками экстрактора, а
затем выдвинут вверх, имея изогнутую часть 15, конец которой, как 16, приклепан, приварен точечной сваркой
или иным образом прикреплен к стержню 2. Как показано пунктирными линиями на указанном рисунке, рычаг
выталкивателя b будет действовать аналогично и выполнять ту же функцию, что и описано для фигур с 1 по 4
включительно.
На рисунке 7 показана дальнейшая модификация устройства, которая заключается в наличии
выталкивающего рычага c, который шарнирно соединен со штоком, как показано на рисунке 17, и который
имеет изогнутую часть 18, выступающую назад от части 11 экстрактора.
Следует отметить, что конец 19 эжектора c не проходит между вилками экстрактора, а описывает область над
верхней поверхностью указанного экстрактора. В указанном варианте осуществления нет необходимости в
том, чтобы конец эжектора соприкасался с землей, но сорняк, попав в экстрактор, будет перемещать
указанный эжектор c назад, а толчок детали 18 ногой, рукой или иным способом заставит указанный эжектор
повернуться вокруг своей точки 17 и вытолкнуть сорняк из экстрактора.
На рисунке 8 показана дальнейшая модификация устройства, работающая по несколько иному принципу, а
именно, стержень 2 устройства А выполнен из двух частей, одна из которых телескопически соединяет
другую. В этой связи экстрактор обозначен (I и стержень bv e), причем указанный стержень частично имеет
трубчатую форму и предназначен для приема конца на 20 экстрактора.
Внутри трубчатого элемента e находится витая пружина, предназначенная для приложения давления вниз на
элемент d, который включает в себя обычную вилочную часть 3, и шарнирно соединенный со штоком 21
экстрактора короткий рычаг 22. К элементу e жестко прикреплен выступ 23. Выталкивающий рычаг обозначен
буквой f и шарнирно соединен одним концом, как показано на рисунке 24, с выступом 23, а также шарнирно
соединен с коротким рычагом 22, как показано на рисунке 25; конец 26 указанного выталкивающего рычага f
может свободно скользить по верхней поверхности раздвоенной части экстрактора. Если предположить
конкретный случай в работе устройства, показанного на рисунке 8, то экстракторная часть будет захватывать
сорняк, как описано ранее, после чего нажатие вниз на стебель e заставит рычаг f переместиться по верхней
поверхности экстрактора и вытолкнуть сорняк оттуда, при этом пружина 20 немедленно вернет
выталкивающий рычаг в нейтральное положение, как показано на рисунке 8, после снятия давления со стебля
e.
Очевидно, что я описал устройство, которое сочетает в себе множество новых конструктивных особенностей и
будет полезно для самых разных целей, помимо простого удаления сорняков.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, на
что я претендую, это: 1. В описанном устройстве, предназначенном для взаимодействия с объектом с целью
извлечения указанного объекта из заданной среды, имеется извлекающий элемент для взаимодействия с
указанным объектом и выталкивающий элемент, взаимодействующий с извлекающим элементом для
извлечения указанного объекта из извлекающего элемента.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_216266.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=216266&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB216266A
[]
Новый или усовершенствованный комбинированный индикатор пропорциональности деформации и
напряжения, а также экстензометр. Я, компания Road, Leeds, в графстве Йоркшир, являющемся британским
подданным, настоящим заявляю, что суть данного изобретения заключается в следующем: данное
изобретение относится к новому или усовершенствованному комбинированному индикатору
пропорциональности деформации и напряжения, а также экстензометру для испытания и индикации
деформаций в зависимости от напряжений в образцах материала, и его целью является облегчение
определения предела упругости и других упругих свойств материалов при испытаниях на растяжение, сжатие
и других испытаниях. Предел упругости обычно принимают за предел пропорциональности деформации
напряжению и обычно определяют путем сравнения ряда показаний деформации с соответствующим рядом
показаний напряжения, однако в аппарате, являющемся предметом настоящего изобретения, изменения
пропорциональности деформации напряжению отображаются автоматически, и желаемый результат, а
именно предел упругости, показывается одним индикатором, что обеспечивает значительную экономию
времени.
Было предложено создать индикатор пропорциональности деформации, который будет показывать предел
упругости только за одно измерение при использовании образца специальной формы, однако устройство,
сконструированное в соответствии с данным изобретением, хотя и не столь быстрое в работе, применимо к
любому типу образца, что расширяет область его применения. Кроме того, устройство, сконструированное в
соответствии с данным изобретением, обеспечит удобный способ определения модуля упругости, и при
необходимости определенная часть устройства может использоваться в качестве обычного экстензометра.
Устройство, сконструированное в соответствии с данным изобретением, включает в себя, главным образом,
две системы механизмов, установленных и соединенных вместе на подходящей раме таким образом, чтобы
совместно приводить в действие циферблат часов или другое подходящее микрометрическое устройство
таким образом, чтобы циферблат часов или другое устройство одним движением показывало, когда в
образце, находящемся в зацеплении с частями устройства, достигнут предел пропорциональности, обычно
называемый пределом упругости.
В приборах, предназначенных для коммерческого использования, предпочтительнее использовать
циферблатные часы или индикаторные стрелки, поскольку их преимущество заключается в том, что
показания прибора могут одновременно наблюдать два или более заинтересованных лица. Однако для
некоторых научных целей циферблатные часы могут быть заменены микроскопом, так как в микроскопе
отсутствуют механические рабочие части, трение которых, сколь бы малым оно ни было, может помешать
очень тонким наблюдениям. Поэтому следует понимать, что хотя в основном будут упоминаться
циферблатные часы, при необходимости может быть использован микроскоп. Одна из двух упомянутых выше
систем механизмов, предназначенная для взаимодействия с образцом, состоит из рычагов, передающих
движение, вызванное деформацией образца, на шпиндель часовой стрелки. Эта система далее будет
называться «системой экстензометра» из-за сходства ее конструкции и функциональности с некоторыми
известными экстензометрами, хотя в описываемой далее конструкции будут указаны некоторые
отличительные особенности.
Другая система механизмов предназначена для придания корпусу часового механизма движения в том же
направлении, что и движение, передаваемое системой экстензометра на шпиндель часового механизма, со
скоростью, которая регулируется, но всегда пропорциональна скорости увеличения напряжения на образце;
эта система далее именуется «пропорциональной системой» и является отличительной особенностью
данного изобретения. Пропорциональная система состоит из регулируемой наклонной плоскости,
перемещаемой с помощью зубчатой передачи от механизма испытательной машины, и находится в рабочем
контакте с рычагом или ползуном таким образом, что наклон подвижной плоскости обеспечивает равномерное
перемещение часов или микроскопа, установленного на указанном рычаге или ползуне. Быстрое определение
предела упругости в этом приборе основано на принципе действия: при приложении напряжения к образцу
система экстензометра передает на шпиндель часов определенное движение, и если наклон плоскости
пропорциональной системы регулируется таким образом, чтобы корпус часов перемещался с той же
скоростью, то стрелка часов не показывает никаких изменений. Однако при достижении предела упругости в
образце начинается увеличение скорости деформации, что приводит к тому, что система экстензометра
передает на шпиндель часов увеличенную скорость движения.
Стрелка часов немедленно начинает двигаться, поскольку указанный шпиндель теперь вращается быстрее,
чем корпус часов, и это начало движения стрелки указывает на то, что напряжение в образце достигло
предела упругости. Комбинированный индикатор пропорциональности деформации и напряжения, а также
экстензометр, сконструированный в соответствии с настоящим изобретением, состоит из подходящей рамы,
прикрепленной к любой удобной части испытательной машины, на которой шарнирно закреплен рычаг, один
конец которого предназначен для взаимодействия с образцом посредством центральных точек или их
эквивалентов. Указанный рычаг функционально соединен в точке, расположенной посередине его длины, с
аналогично расположенной точкой другого рычага, который расположен параллельно первому рычагу, и один
конец которого также входит в зацепление с испытуемым образцом, но свободный конец последнего рычага
функционально соединен со шпинделем часовой стрелки, установленного на третьем рычаге, способном
перемещаться с помощью регулируемой наклонной плоскости, установленной на каретке, скользящей по
раме аппарата, при приводе в действие соответствующей зубчатой передачей от механизма испытательной
машины со скоростью, пропорциональной увеличению напряжения на испытуемом образце.
В некоторых случаях может оказаться выгодным, если придать часам большой ход, установив их (часы) на
направляющую, а не на рычаг, и тогда направляющая будет перемещаться наклонной плоскостью. В
некоторых случаях может оказаться целесообразным использовать умножающий рычаг, сконструированный
таким образом, чтобы он мог усиливать воздействие или движение других рычагов на часовом механизме.
Или, если вместо циферблата часов используется микроскоп, то его фокусируют на метке или метках на
свободном конце одного из рычагов, соединенных с образцом, или на свободном конце умножающего рычага.
При таком расположении движения такого рычага или рычагов наблюдаются под микроскопом, а не
отображаются стрелкой часов. Устройство может быть сконструировано таким образом, чтобы его можно
было применять к вертикальному образцу, но следует четко понимать, что изобретение может быть
адаптировано для применения к образцам, расположенным горизонтально или в любом другом желаемом
положении.
Удобный способ практического применения изобретения может быть организован, как описано ниже, однако
следует четко понимать, что он не ограничивается этим способом. Конструкция аппарата предусматривает
возможность его поворота вокруг вертикальной оси на цапфах или шарнирах, закрепленных на кронштейне,
прикрепленном к соответствующей части испытательной машины, так что аппарат можно отвести в сторону
при установке образцов в испытательную машину или когда аппарат не требуется. Верхний горизонтальный
рычаг системы экстензометра шарнирно закреплен одним концом на втулке, которая может свободно
вращаться вокруг вертикального полого штифта, вставленного в качающуюся раму. Другой конец этого рычага
раздвоен таким образом, чтобы частично охватывать исследуемый образец, и в каждом из его плеч
установлен установочный винт с заостренным концом. Точки установочных винтов расположены таким
образом, чтобы их можно было затянуть на образце вблизи его верхнего конца, так что любое перемещение
последнего будет передаваться на рычаг. Нижний горизонтальный рычаг расположен под верхним рычагом и
параллельно ему. Один его конец соединяется с нижним концом образца с помощью заостренных
установочных винтов, а другой конец находится под шарниром, соединяющим верхний рычаг с рамой.
Верхний и нижний рычаги экстензометра соединены в промежуточных точках по длине шатуном, который
предпочтительно заострен на обоих концах, и каждый из этих заостренных концов входит в конические
утопленные подшипники, выполненные в указанных рычагах. Для соединения указанных двух рычагов также
используются две пружины, которые применяются главным образом для удержания заостренного стержня в
подшипниках и для поддержки нижнего рычага. Свободный конец нижнего рычага, находящийся на некотором
расстоянии от образца и расположенный под шарниром, соединяющим верхний рычаг с рамой, соединен
вертикальным стержнем со шпинделем часовой стрелки, установленным на рычаге, который сообщается с
пропорциональной системой аппарата. Пропорциональная система может быть расположена над системой
экстензометра, а последний упомянутый вертикальный стержень, в силу своего положения, предназначен для
прохождения через шарнир, соединяющий верхний рычаг с рамой, и для этого упомянутый выше штифт
сделан полым, чтобы позволить последнему упомянутому вертикальному стержню пройти через него.
В некоторых случаях, когда рычаги экстензометра взаимодействуют с достаточно длинным образцом,
пропорциональная система может располагаться между двумя рычагами, и в этом случае нет необходимости
делать штифт полым. Указанные верхний и нижний рычаги, расположенные описанным образом, образуют
систему экстензометра, посредством которой перемещение образца в целом относительно рамы аппарата не
передается на отметку «тысяча часов», но любое изменение длины образца между точками его контакта с
рычагами передается немедленно и точно. Точное позиционирование шарниров рычагов имеет жизненно
важное значение, поэтому один или несколько подшипников шарниров сделаны регулируемыми по всей
длине рычагов. Удобный способ регулировки поворотного подшипника, расположенного на свободном конце
нижнего рычага и принимающего нижний конец последнего упомянутого вертикального стержня, заключается
в установке подшипника между соответствующими установочными винтами. Часы на тысячу часов
установлены на третьем горизонтальном рычаге, который шарнирно закреплен одним концом на кронштейне,
поддерживаемом рамой.
На противоположном или свободном конце последнего упомянутого рычага установлен регулируемый или
иной контактный элемент, расположенный таким образом, чтобы опираться или работать на регулируемой
наклонной плоскости, которая поддерживается кареткой, способной скользить горизонтально по
подготовленной поверхности, образованной на раме аппарата или поддерживаемой ею. Указанная наклонная
плоскость шарнирно закреплена на одном конце или вблизи него, что позволяет регулировать угол наклона, а
на другом конце она снабжена микрометрическим винтом, с помощью которого можно регулировать,
настраивать и измерять степень наклона. Указанная выше каретка предназначена для перемещения
горизонтальным винтом, который соединен соответствующим коническим или иным креплением с
вертикальным валом, проходящим вниз через упомянутые выше ступицы, на которых качается рама
аппарата, и на котором установлено колесо, способное вращаться со скоростью, пропорциональной
увеличению напряжения на обрабатываемом образце. Это движение осуществляется путем обеспечения
надлежащего соединения указанного вала с частью зубчатой передачи испытательной машины.
Легко понять, что способ этого соединения зависит главным образом от типа машины, к которой будет
применяться данное устройство, и будет варьироваться в зависимости от него. В некоторых случаях может
оказаться целесообразным выдвинуть верхний рычаг за точку его крепления к раме, и на этом выдвижении
установить балансировочный груз, чтобы при освобождении верхнего и нижнего рычагов от образца они
стремились удерживаться в более или менее горизонтальном положении. Также в некоторых случаях может
возникнуть необходимость при соединении нижнего рычага с образцом зафиксировать другой конец, чтобы
удерживать его в правильном положении во время указанного процесса соединения. Этого можно достичь,
расположив полую втулку таким образом, чтобы она скользила в кронштейне, соединенном с рамой, и когда
втулка поднимается, она входит в зацепление с штифтом под удлинителем нижнего рычага, но извлекается из
указанного штифта во время проведения испытания. Для защиты наклонной плоскости от пыли и грязи может
также использоваться защитное ограждение.
Для работы с образцами различной длины используются шатуны и пружины разной длины для соединения
верхнего и нижнего рычагов, а также нижнего рычага со шпинделем часовой стрелки, или, при необходимости,
длина шатунов может регулироваться любым подходящим и удобным способом. Образцы для испытаний
могут иметь подходящую длину и любую форму поперечного сечения. Принцип работы прибора для
определения предела упругости следующий: рычаги экстензометра подсоединены по одному к каждому концу
образца. Затем скользящая каретка устанавливается в такое положение, что линия, проведенная через центр
шарниров наклонной плоскости, проходит через центр контактной детали, с которой взаимодействует
пропорциональный рычаг. После этого фиксируется показание на отметке «100 часов», и на образец
прикладывается небольшое напряжение, которое, несомненно, будет значительно ниже предела упругости
испытываемого материала. В процессе приложения этого напряжения образец растягивается, и любое его
движение передается системой экстензометра на шпиндель часового механизма.
Одновременно с этим перемещение каретки и наклонной плоскости поднимает пропорциональный рычаг и,
следовательно, корпус часов. Если наклонная плоскость расположена под правильным углом, корпус часов
будет подниматься с той же скоростью, что и их шпиндель, и, следовательно, стрелка часов не будет
двигаться. Однако, если стрелка на отметке «тысяча часов» сместилась, угол наклонной плоскости
необходимо отрегулировать с помощью микрометрического винта до тех пор, пока стрелка не вернется в
исходное положение. Затем испытание продолжается, и по мере увеличения напряжения на образце
дальнейшее движение стрелки часов прекращается до достижения предела упругости. После достижения
этого предела стрелка начнет двигаться, поскольку в образце увеличивается скорость деформации, что
приводит к передаче увеличенного движения на шпиндель часов и заставляет его двигаться быстрее, чем
корпус часов. Поскольку предел упругости был определен, как описано, и если теперь снять показания
микрометрического винта, который поднимает наклонную плоскость, модуль упругости также может быть
определен с помощью математической формулы, в которой показания микрометра, напряжение в образце,
длина образца и некоторые произвольные размеры аппарата связаны с указанным модулем.
Если пропорциональная система аппарата выйдет из строя в результате отсоединения от редуктора
испытательной машины, то система экстензометра описанного здесь аппарата будет функционировать как
обычный экстензометр, а фактические значения деформации будут отображаться с помощью делений на
циферблате. Относительное положение системы экстензометра и пропорциональной системы необходимо
корректировать в зависимости от обстоятельств. Например, в случае, когда микроскоп установлен на рычаге
пропорциональной системы вместо часовой стрелки и сфокусирован на метке на свободном конце одного из
рычагов экстензометра, необходимо, чтобы конкретное расположение указанных рычагов экстензометра было
таким, чтобы свободный конец одного из них был правильно расположен относительно микроскопа. Для
достижения этого удобно перевернуть описанную ранее систему экстензометра так, чтобы рычаг со
свободным концом оказался сверху. В таком случае от шатуна, соединяющего часовую отметку, можно
отказаться.
Способ определения предела упругости в таком аппарате, оснащенном микроскопом, следующий: наклонная
плоскость регулируется таким образом, чтобы микроскоп перемещался с той же скоростью и в том же
направлении, что и метка на рычаге экстензометра. Таким образом, эта метка, видимая под микроскопом,
будет неподвижна относительно метки или ее эквивалента в линзе микроскопа, но когда достигается предел
упругости, рычаг экстензометра увеличивается в скорости, и метка на нем, видимая под микроскопом,
начинает двигаться относительно метки в указанной линзе, показывая этим движением, что напряжение в
образце превысило предел упругости. Данный прибор пригоден для проведения всех видов испытаний. Как
описано выше, он в частности предназначен для испытаний на растяжение, но может быть одинаково
применен к образцу, подверженному сжимающему напряжению, при условии, что такой образец достаточно
короткий, чтобы противостоять деформации изгиба. Путем внесения соответствующих изменений в способ
соединения прибора с образцом его можно адаптировать для проведения испытаний на кручение,
поперечные и другие испытания.
Данный прибор также может использоваться для проверки тонких проволок, в которых рычаги экстензометра
соприкасаются с небольшими зажимами, прикрепленными к проволоке, и не зацепляются за проволоку
непосредственно через центральные точки. Для испытаний на кручение образец должен быть снабжен двумя
рычагами, по одному на каждом конце образца, каждый из которых соединен с одним из рычагов
экстензометра таким образом, чтобы два рычага, прикрепленные к образцу, передавали движения,
пропорциональные величине кручения образца, на вышеупомянутые рычаги экстензометра. При поперечных
испытаниях величина упругой деформации относительно велика, и, следовательно, перемещения,
передаваемые часовой стрелке, также относительно велики. Поэтому, когда прибор используется для таких
испытаний, часовую стрелку устанавливают на салазках, а не на уровне, поскольку движение тела,
установленного на рычаге, лишь приблизительно соответствует прямолинейному движению в небольшом
диапазоне. Также в случае таких испытаний перемещение поперечных балок машины часто с достаточной
точностью приближается к отклонению образца. В этом случае допускается соединение рычагов
экстензометра с указанной поперечной балкой или, если конструкция испытательной машины позволяет,
присоединение пропорциональной системы к одной из указанных поперечных балок и управление часовым
механизмом с помощью стержня, соединенного непосредственно с другой поперечной балкой.
Описанное выше устройство может применяться на любой машине для испытаний на обратное напряжение
или на любой испытательной машине, где возможно передавать движение от механизма нагружения такой
машины к описанной здесь пропорциональной системе, и где деформация в образце также может
передаваться на указанное выше устройство.
Индикатор и экстензометр. Новая или улучшенная комбинированная пропорциональность деформации и
напряжения Я, житель города Лидс, графство Йоркшир, подданный Великобритании, настоящим заявляю о
характере данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к новому или усовершенствованному
комбинированному индикатору пропорциональности деформации и напряжения, а также экстензометру для
испытания и индикации деформаций в зависимости от напряжений в образцах материала, и его целью
является облегчение определения предела упругости и модуля упругости материалов. Предел упругости
обычно принимают за предел пропорциональности деформации напряжению и обычно определяют путем
сравнения ряда показаний деформации с соответствующим рядом показаний напряжения. Желательно
избежать потери времени и неудобств, связанных с проведением серии измерений, поэтому было
предложено сконструировать прибор, в котором предел упругости отображается одним показанием, что
обеспечит значительную экономию времени.
Было предложено создать индикатор пропорциональности деформации, который будет показывать предел
упругости только за одно измерение, но для этого прибора требуется специальная форма образца, и он не
показывает модуль упругости. Также было предложено сконструировать устройство, характеризующееся тем,
что предел упругости регистрируется по уровню объема жидкости в стеклянной трубке, причем объем
жидкости подвергается воздействию двух сил, которые являются соответственно функциями или
относительно деформации (напряжения) образца и деформирующей нагрузки (напряжения), и жидкость
выступает в качестве среды для автоматического обнаружения и одновременного отображения изменения
скорости деформации относительно деформирующей нагрузки, которое происходит при достижении предела
упругости. Предусмотрена также возможность указания модуля упругости. В упомянутом выше устройстве
указанная сила, являющаяся функцией деформирующей нагрузки, определяется давлением жидкости в
испытательной машине, которое создает деформирующую нагрузку на образец.
Основная цель настоящего изобретения — создание прибора, который будет показывать предел упругости
материалов за один проход и который будет пригоден для использования с испытательными машинами, в
которых деформационная нагрузка прикладывается и измеряется механическим способом и в которых не
используется давление жидкости. Однако применение настоящего изобретения не ограничивается
исключительно этим типом испытательных машин, а распространяется на любые испытательные машины, в
которых имеется или может быть предусмотрен механический элемент или часть, пригодные для соединения
с данным устройством, причем указанный элемент или часть имеют вращательное или линейное движение,
строго пропорциональное величине деформирующей нагрузки. Также предусмотрено отображение модуля
упругости, и, кроме того, при необходимости, определенная часть аппарата может использоваться автономно
для работы по принципу обычного экстензометра, позволяя получать ряд показаний деформации. Устройство,
сконструированное в соответствии с данным изобретением, не имеет жидкой среды, но включает в себя две
системы механизмов, которые принимают и передают движения соответственно относительно значений
напряжения и деформации, и расположены таким образом, чтобы совместно приводить в действие
циферблат часов или другое подходящее микрометрическое устройство таким образом, что циферблат часов
или другое устройство одним движением покажет, когда в образце, находящемся в зацеплении с частями
устройства, достигнут предел пропорциональности, обычно называемый пределом упругости.
В приборах, предназначенных для коммерческого использования, предпочтительнее использовать
циферблатные часы или индикаторные стрелки, поскольку их преимущество заключается в том, что
показания прибора могут одновременно наблюдать два или более заинтересованных лица. Однако для
некоторых научных целей циферблатные часы могут быть заменены микроскопом, так как в микроскопе
отсутствуют механические рабочие части, трение которых, сколь бы малым оно ни было, может помешать
очень тонким наблюдениям. Поэтому следует понимать, что хотя в основном будут упоминаться
циферблатные часы, при необходимости может быть использован микроскоп. Одна из двух упомянутых выше
систем механизмов, предназначенная для взаимодействия с образцом, состоит из рычагов, передающих
движение, вызванное деформацией образца, на шпиндель часового механизма. Эта система далее
именуется «системой экстензометра» из-за сходства системы как в конструктивном, так и в функциональном
отношении с некоторыми известными экстензометрами, хотя в описываемой далее конструкции будут указаны
некоторые отличительные особенности.
Другая система механизмов предназначена для придания корпусу часового механизма движения в том же
направлении, что и движение, передаваемое системой экстензометра на шпиндель часового механизма, со
скоростью, которая регулируется, но всегда пропорциональна скорости увеличения напряжения на образце;
эта система далее именуется «пропорциональной системой» и является отличительной особенностью
данного изобретения. Пропорциональная система состоит из регулируемой наклонной плоскости,
перемещаемой с помощью зубчатой передачи от механизма испытательной машины, и находится в рабочем
контакте с рычагом или ползуном таким образом, что наклон подвижной плоскости обеспечивает равномерное
перемещение часов или микроскопа, установленного на указанном рычаге или ползуне. Быстрое определение
предела упругости в этом приборе основано на принципе действия: когда к образцу прикладывается
напряжение, система экстензометра передает на шпиндель часов определенное движение, и если наклон
плоскости пропорциональной системы регулируется таким образом, чтобы корпус часов перемещался с той
же скоростью, то стрелка часов не показывает никаких изменений. Однако, когда достигается предел
упругости, в образце начинается увеличение скорости деформации, что приводит к тому, что система
экстензометра передает на шпиндель часов увеличенную скорость движения.
Стрелка часов немедленно начинает двигаться, поскольку указанный шпиндель теперь вращается быстрее,
чем корпус часов, и это начало движения стрелки указывает на то, что напряжение в образце достигло
предела упругости. При использовании микроскопа вместо индикатора часового типа движение метки или ее
эквивалента на одном из рычагов экстензометра наблюдается через микроскоп, а наклон плоскости
пропорциональной системы регулируется таким образом, чтобы микроскоп перемещался с той же скоростью
до тех пор, пока не будет достигнут предел упругости, синхронизм не будет нарушен аналогично тому, как это
происходит при использовании индикатора часового типа, но в этом случае начало движения указанной метки
будет показано и видно через микроскоп. Следует понимать, что устройство, сконструированное в
соответствии с настоящим изобретением, включает в себя определенный механизм, называемый
пропорциональной системой, применяемый совместно с хорошо известными типами экстензометров,
соответствующим образом адаптированными, но претензии не предъявляются к таким экстензометрам сами
по себе, а только к их сочетанию и использованию с такими экстензометрами указанной пропорциональной
системы, как это изложено ниже.
Кроме того, когда обычные экстензометры являются автономными, пропорциональная система настоящего
аппарата соединяется с соответствующими элементами указанного механизма испытательной машины,
которая прикладывает напряжение к образцу, и, поскольку конструкция широко используемых испытательных
машин значительно различается, точный способ выполнения указанного соединения также должен быть
изменен. Кроме того, испытательные машины используются для приложения напряжений, отличных от
растяжения, таких как сжатие, поперечное растяжение или кручение, и рычаги экстензометрической части
данного аппарата должны быть соответствующим образом соединены или адаптированы. Ниже приведены
несколько примеров практического применения изобретения. Применяемые или модифицированные таким
образом экстензометры обычно называют компрессометрами, дефлектометрами или торсионными
измерителями, но все они в дальнейшем будут обозначаться и включаться в термин «экстензометр».
Описаны различные конструкции устройств, созданных в соответствии с данным изобретением, для
испытаний на растяжение или сжатие с вертикальными осями, а также для испытаний на поперечное и
крутящее усилие с горизонтальными осями. Однако следует четко понимать, что возможности устройства не
ограничиваются указанными положениями, поскольку оно может применяться к образцам, расположенным в
любом другом удобном или желаемом положении.
На прилагаемых чертежах показаны: (1) способ применения и комбинирования данного изобретения с
экстензометром, имеющим индикатор часового типа; (2) способ применения и комбинирования данного
изобретения с экстензометром, имеющим микроскоп; (3) способ применения и комбинирования данного
изобретения с экстензометром для испытаний на поперечное или изгибное растяжение; и (4) способ
применения и комбинирования данного изобретения с экстензометром для испытаний на кручение. На
чертежах: Рис. 1 — общий план комплектного аппарата со снятым пылезащитным кожухом; Рис. 2 — вид
сбоку в направлении стрелки 5 на рис. 1; Рис. 3 — вид сбоку в направлении стрелки 12 на рис. 1; Рис. 4 —
план части рычага 13, показанного на рис. 3; Рис. 5 — план рычага 19, показанного на рис. 3; Рис. 6 — разрез
по линии A, A, рис. 2, показывающий часть, обозначенную цифрой 45, в горизонтальном положении; Рис. 7 —
разрез по линии B, B, рис. 2, показывающий часть, обозначенную цифрой 45, в горизонтальном положении;
Рис. 8 — разрез по линии C, C, рис. 2; Рис. 9 — фрагмент, соответствующий рис. 2, показывающий аппарат,
приспособленный для работы с экстензометром, имеющим микроскоп, и работающий в сочетании с ним. Рис.
10 – вид сбоку, в направлении стрелки x (рис. 9), в значительной степени совпадающий с рис. 3 и
адаптированный для использования с микроскопом; рис. 11 – план рычага 13, показанного на рис.