Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2456
.pdf
10 ; Рис. 12 — план рычага 19, показанного на рис. 10 ; Рис. 13 – вид с торца рычага 19 и прилегающих частей,
показанных на рис. 10, в том же направлении, что и микроскоп 87; Рис. 14 – поперечный разрез по линии D, D.
10 ;Рис. 15 – вид сбоку, иллюстрирующий поперечное или изгибное испытание; Рис. 16 – вид сбоку рычагов
экстензометра, установленных на образце для поперечного или изгибного испытания; Рис. 17 – схема части
рис. 16 ; Рис. 18 — план части двух рычагов экстензометра, предназначенных для соединения с образцом для
испытаний на кручение; Рис. 19 — вид сбоку, включающий два рычага, показанных на рис. 18, и
демонстрирующий их соединение с образцом для испытаний на кручение; Рис. 20 — поперечный разрез рис.
19 по линии E, E. 19 ; Рис. 21 — план нижних рычагов и образца, показанного на рис. 19 Для удобства
описания и ссылки рисунки разделены на четыре группы в соответствии с четырьмя указанными выше
областями применения, а именно: I. Рис. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8.
II. Рис. 9, 10, 11, 12, 13 и 14. III. Рис. 15, 16 и 17. IV. Рис. 18, 19, 20 и 21, которые будут описаны в указанном
порядке. Обращаясь к рисункам 1–8 (группа I), которые относятся к аппаратуре для испытаний на растяжение,
цифра 1 обозначает образец для испытаний на растяжение, а 2 — кронштейн управления испытательной
машины. Кронштейн 2 очень часто, но не исключительно, представляет собой полую отливку, как показано на
рисунке, внутри которой расположен управляющий вал 3, и в данном случае указанный кронштейн снабжен
плоскими поверхностями, обозначенными цифрой 4, к которым подсоединено устройство, сконструированное
в соответствии с одним из способов данного изобретения. Конструкция 6 (рис. 2) предназначена для качания
вокруг вертикальной оси B, B, на цапфах 7 и 8, установленных на кронштейне 9, закрепленном на
управляющем кронштейне 2 испытательной машины. Когда необходимо отсоединить аппарат от образца 1,
определенные центральные точки 10, 10 (рис. 1) и 20, 20 (рис. 5) ...отпускаются, и затем устройство можно
отвести от образца в направлении стрелки 11 (рис.
1)
. Основные части экстензометра аппарата показаны на рис. 3 и состоят из верхнего горизонтального рычага
13, шарнирно закрепленного в центральных точках 14 (также показанных на рис. 2 и 4) на кольце 15, которое,
в свою очередь, шарнирно закреплено в центральных точках 16, 16 на полой втулке 17. Втулка 17 может
свободно вращаться в отверстии, просверленном в раме 6 (рис. 1), но поддерживается фланцем 18 (рис.
2)
. Благодаря такому расположению рычаг 13 может свободно вращаться в любом направлении вокруг точки,
представленной пересечением линий, соединяющих указанные две пары шарниров, и, следовательно, он
(рычаг) может адаптироваться к приему и реагированию на любое движение образца 1, с которым он
взаимодействует посредством центральных точек 10, 10 (рис. 1). Нижний горизонтальный рычаг 19 (рис. 3)
расположен на подходящем расстоянии от рычага 13 и под ним, но параллельно ему. Рычаг 19 входит в
зацепление с образцом через центральные точки 20, 20, (рис. 5). Рычаги 13 и 19 соединены стержнем 21,
заостренные концы которого входят в конические утопленные подшипники 22 и 23, вставленные в указанные
рычаги. Пружины 24, 25 поддерживают нижний рычаг и удерживают шатун 21 в зацеплении с подшипниками.
В свободный конец нижнего рычага 19 вставлен еще один конусообразный утопленный подшипник 2G (рис. 2,
3 и 5), который соединен вертикальным стержнем 27 со шпинделем или поршнем 28 циферблатного
индикатора или «часовых» 29.
Любое движение, передаваемое на шпиндель индикатора циферблатного типа 28, умножается зубчатой
передачей или другим подходящим способом, а не Корпус индикатора циферблатного типа, в котором
используется зубчатая передача для передачи движения стрелке 42, расположенной таким образом, чтобы
вращаться перед градуированной шкалой индикатора 29. Конструкция индикатора циферблатного типа может
быть любой подходящей или обычной, но никаких претензий на него как таковой не предъявляется, за
исключением случаев использования в сочетании с описанным здесь устройством. Выгодно использовать
индикатор часового типа с коэффициентом увеличения примерно в пятьсот раз, то есть перемещение
шпинделя индикатора 28 на одну десятитысячную часть дюйма вызовет перемещение конца стрелки 42 на
одну двадцатую часть дюйма. Для длинных образцов индикатор часового типа с коэффициентом множителя,
скажем, примерно в соотношении сто к одному, может обеспечить достаточную чувствительность для
коммерческих целей, но коэффициент множителя варьируется в зависимости от требований пользователя и
характера проводимых испытаний.
Рычаги 13 и 19 и шатуны 21 и 27, расположенные описанным образом, образуют систему экстензометра,
посредством которой любое перемещение, вызванное растяжением образца, немедленно и точно передается
на индикатор часового типа 29, но в то же время не передаются никакие малые вертикальные перемещения
образца в целом, вызванные работой испытательной машины, при условии, что подшипники 22 и 23,
подшипник 26 и центры 14, 14 занимают одинаковые относительные положения по длине своих
соответствующих рычагов. Для компенсации любых незначительных погрешностей при изготовлении
подшипник 26 имеет небольшую регулировку с помощью двух установочных винтов 30 и 31; после
удовлетворительной регулировки подшипник фиксируется в нужном положении гайкой 32. Для удержания
нижнего рычага 19 в правильном положении, когда он не находится в контакте с образцом или когда
находится в контакте с ним, полая втулка 33 расположена таким образом, чтобы входить в зацепление с
шаровидным выступом 34, образованным на подшипниковом элементе 26. Втулка 33 расположена таким
образом, чтобы скользить в кронштейне 35, прикрепленном к раме аппарата (рис. 2), при этом втулка
показана вне зацепления с выступом 34.
Для подъема втулки 5:3 используется пружина 36, но в разблокированном состоянии втулка удерживается в
нижнем положении выступающим штифтом 37, который входит в нижнюю часть втулки. Когда необходимо
зацепить втулку, ее поворачивают с помощью фрезерованного кольца 38 до тех пор, пока штифт 37 не
окажется напротив канавки 39, после чего пружина 36 может поднять втулку так, чтобы образовавшееся в ней
отверстие 40 вошло в зацепление с выступом 34 до тех пор, пока кольцо 38 не коснется нижней стороны
кронштейна 35. Пружина 24 расположена на большем расстоянии от подшипников 22 и 23, чем пружина 25,
так что когда рычаг 19 отсоединяется от образца, преобладающее натяжение пружины 24 стремится прижать
противоположный конец рычага 19, тем самым обеспечивая правильное зацепление выступа 34 с полой
втулкой 40. Уравнительный груз 41 (рис. 3) прикреплен к удлинителю рычага 13, расположенному напротив
образца 1, таким образом, что рычаги 13 и 19 стремятся сохранять горизонтальное положение, когда не
находятся в зацеплении с образцом.
Следует понимать, что в описанной выше системе экстензометра любое выдвижение образца приведет к
разведению концов указанных рычагов, находящихся в зацеплении с образцом 1, в результате чего движение
вверх свободного конца нижнего рычага 19 вызовет передачу стержнем 27 движения, пропорционального
указанному выдвижению, на циферблатный индикатор, причем это выдвижение при использовании аппарата
в качестве экстензометра будет отображаться на указанном циферблате только стрелкой 42. Теперь будет
описана пропорциональная система. Целью данной системы при ее применении и использовании в сочетании
с описанным выше экстензометром является обеспечение синхронного перемещения индикатора часового
типа с перемещением, передаваемым системой экстензометра, таким образом, чтобы стрелка 42 (рис. 2)
индикатора часового типа оставалась неподвижной до тех пор, пока соотношение деформации и напряжения
остается неизменным, но любое последующее изменение этого соотношения отображается или указывается
указанной стрелкой в начале ее перемещения.
Карета 43 (Рис. 1.2, 6 и 7) предназначен для скольжения по плоским поверхностям 44, 44, образованным на
каркасе 6. Каретка 1 снабжена наклонной плоскостью 45; угол ее наклона регулируется и измеряется с
помощью микрометрической головки или винта 46, прикрепленного к плоскости с помощью блока или
кронштейна 47. Микрометрическая головка — это хорошо известное измерительное устройство, и в данном
случае она воздействует на ровную поверхность 48, образованную на каретке 43, посредством закаленного
стального шарика 49, прикрепленного с помощью держателя шарика 50 к микрометру 46. Угол наклона
измеряется относительно делений, указанных на микрометрической головке в точках 51 и 52. Плоскость 45
крепится к каретке 43 с помощью центральных точек 53, 53 (рис. 2 и 6), которые входят в зацепление с
выступами 54, 54, закрепленными на указанной плоскости, так что последнюю можно регулировать под
различными углами. Защитный кожух от пыли 55 (рис. 2 и 6) предотвращает попадание грязи и пыли на
самолет, но на рис. 1 он снят. Рычаг 56 шарнирно закреплен одним концом на центральных точках 57, 57 (рис.
1, 2, 3) в кронштейне 58, а на другом конце рычага находится держатель шарика 59, прикрепленный винтом
60, в который установлен закаленный стальной шарик 61.
* Указанный шарик расположен таким образом, чтобы соприкасаться с поверхностью наклонной плоскости,
так что при горизонтальном перемещении каретки 43 рычаг 56 будет получать движение, пропорциональное
углу наклона плоскости 45, и при этом передавать относительно меньшее движение на индикатор
циферблатного типа 29; последний соединен с рычагом 56 адаптером или соединительным элементом 62.
Поверхность наклонной плоскости расположена ниже линии, соединяющей центры точек 53, 53, на
протяжении радиуса шара 61, так что можно переместить каретку в такое положение, при котором линия,
соединяющая центры точек 53, 5:3, будет проходить через центр указанного шара. Положение каретки
определяется совпадением стрелки 63 на каретке 43 со стрелкой 64 на индикаторной пластине 65. Все
испытания начинаются с установки слайда в это положение, как будет объяснено далее. Важно, чтобы
каретка 43 совершала горизонтальное перемещение в точном соответствии с нагрузкой, приложенной к
образцу, и это перемещение достигается путем соединения каретки посредством соответствующей зубчатой
передачи с удобным элементом механизма испытательной машины, который должен перемещаться в
определенной пропорции к нагрузке, создаваемой кареткой 43.
Испытательная машина на образце. Способ этого соединения, очевидно, зависит от типа испытательной
машины, на которой будет использоваться указанное устройство. Удобный способ, подходящий для
описанного здесь аппарата, показан на прилагаемых чертежах, а способ его соединения осуществляется с
помощью маховика 67 (рис. 2), соединенного с валом 3 (рис. 1), 5, который управляет хорошо известным
способом измерения приложенного напряжения, а именно, подвижным грузом, воздействующим на стальную
рейку испытательной машины; это последнее устройство настолько хорошо известно в отрасли, что его легко
понять, хотя оно и не показано на чертежах. Хочу, чтобы было четко понятно, что тип соединения может быть
изменен в зависимости от типа испытательной машины, например, когда управление осуществляется не с
помощью маховика и вала. В показанном случае зубчатое колесо 66 (рис. 2 и 8) закреплено на выступе
маховика, который вращается строго пропорционально перемещению утяжелителя испытательной машины и,
следовательно, нагрузке, приложенной к образцу.
Колесо 66, через промежуточное колесо 68, вращает колесо 69, которое, в свою очередь, передает
вращательное движение валу 70; последний расположен таким образом, чтобы проходить через центр цапфы
8. Муфты 71 и 72 передают вращательное движение от вала 70 к валу 73, который проходит через верхний
цапфовый узел 7. Вращательное движение вала 73 передается через конические колеса 74 и 75 на винтовой
вал 76, который соединен с кареткой 43 гайкой 77, обеспечивая тем самым желаемое горизонтальное
перемещение указанной каретки. Для регулировки каретки 43 независимо от указанного зубчатого механизма
с помощью маховика валы 70 и 73 разъединяются нажатием на муфту 71, после чего вал 73 может вращаться
с помощью рукоятки 78, которая воздействует через вал 79 (рис. 7) и конические колеса 80 и 81. При
отпускании сцепления 71 пружина 82 прижимает его к другому сцеплению 72 и приводит к повторному
зацеплению. Сцепление 7.1 соединено с валом 70 посредством скользящей шпонки (не показана на
чертежах), которая одновременно обеспечивает перемещение, необходимое для выключения.
Движение каретки 43 изменяется в зависимости от обстоятельств путем замены колеса 69 на большее или
меньшее и одновременного изменения положения промежуточного колеса 68 в соответствии с ним путем
регулировки положения шпильки 83, которая удерживает указанное колесо в пазу 84 (рис.). 8). Различная
длина образцов для испытаний обрабатывается с помощью стержней 21 и 27 разной длины, а также пружин
24 и 25, соответствующих размерам образцов. Кронштейн 35 также отрегулирован в подходящее положение и
зафиксирован гайкой 85. Штифты 86, 86, 86, 86 (рис. 3) снабжены соответствующими фрезерованными
головками, чтобы их можно было легко извлекать из рычагов 13 и 19 при отсоединении или присоединении
различных пружин. Кронштейн 86x, показанный пунктирными линиями на рис. 2, используется для поддержки
втулки 17, когда рычаг 13 необходимо установить в более низкое положение для соответствия различным
образцам для испытаний. Для обеспечения точности в описанном здесь устройстве необходимо, чтобы
центры шарниров 57, 57, 53, 53 и центр шарика 49 находились на одном уровне, а также чтобы диапазон
перемещения точки контакта стержня 27 со шпинделем 28 был примерно одинаковым как выше, так и ниже
этого уровня.
Различные центры рычага 19 должны находиться в одной плоскости с нижними заостренными концами
стержней 21 и 27, а центры рычага 13 должны находиться в одной плоскости с верхним концом стержня 21.
Принцип работы описанного выше устройства следующий: устройство поворачивается и приводится в
зацепление с образцом, после чего центральные точки 10, 10, 20, 20 затягиваются на нем. Затем извлеките
втулку 33 и нажмите на муфту 71, также с помощью рукоятки 78 отрегулируйте каретку 43 до тех пор, пока
стрелка 63 (рис. 2) на ней не окажется примерно на одну тридцать вторую часть дюйма правее стрелки 64 на
индикаторной пластине 65, если смотреть на устройство, показанное на рис. 2. Затем муфта 71 снова
включается, и оператор вращает маховик 67 до тех пор, пока стрелка 63 не совпадет со стрелкой 64; во время
этого движения люфт в различных зубчатых колесах и других частях аппарата будет устранен или
компенсирован. Таким образом, центр шара 61 выровнен с центрами точек 53, 53, причем стрелка на
индикаторной пластине расположена так, чтобы показать точное положение.
То, что шарик 61 находится в требуемом положении, можно определить, приподняв конец наклонной
плоскости и убедившись, что рычаг 56 остается неподвижным; это будет показано неподвижным положением
стрелки 42. Каретка 43, находящаяся в требуемом соответствующем положении, далее именуется
«нейтральным положением». «Затем фиксируются показания индикатора часового типа; после этого с
помощью испытательной машины на образец воздействует напряжение, достаточно малое, чтобы оно было
значительно ниже предела упругости материала, например, около четырех тонн на квадратный дюйм
поперечного сечения образца». Размер колеса переключения передач 69 должен быть таким, чтобы каретка
43 перемещалась примерно на одну шестую дюйма во время приложения только что упомянутой нагрузки.
Если наклон плоскости правильный, стрелка 42 не сдвинется, поскольку наклонная плоскость 45 передала
индикатору часового типа то же движение, что и система экстензометра на шпиндель 28, причем последнее
движение обусловлено растяжением образца вследствие приложения напряжения.
Если стрелка 42 сместилась, это означает, что угол плоскости неправильный, и его следует скорректировать с
помощью микрометрической головки 46 до тех пор, пока стрелка не вернется в исходное положение. чтение.
Угол наклона плоскости теперь правильный. Теперь на образец оказывается дополнительное напряжение, и
указатель 42 будет оставаться неподвижным до тех пор, пока не будет достигнут предел упругости (или
предел пропорциональности). Скорость растяжения образца будет увеличиваться пропорционально скорости
увеличения напряжения, и система экстензометра будет передавать на шпиндель 28 индикатора часового
типа более быстрое движение, чем то, которое передается наклонной плоскостью, в результате чего стрелка
42 будет автоматически перемещаться, указывая на достижение предела упругости (или
пропорциональности). Как только это признаётся, приложение напряжения следует прекратить и провести
измерение значения напряжения на пределе упругости с помощью испытательной машины.
Некоторые материалы обладают как нижним, так и верхним пределом пропорциональности. В случае
обнаружения нижнего предела напряжения снимать напряжение с образца не следует, а следует продолжать
его приложение, как описано ранее, после регулировки следующих элементов, а именно: каретки в
нейтральное положение, плоскости (при необходимости), до тех пор, пока не будет обнаружен более высокий
предел. Модуль упругости, соответствующий наклону плоскости, рассчитывается следующим образом: Пусть
a — показание микрометра в дюймах, равное 0, когда плоскость не имеет наклона. b — расстояние в дюймах
от центра головки микрометра, перпендикулярно плоскости. его ось относительно линии, соединяющей
центры 53, 53. c равно перемещению ползунка 43 в дюймах на тонну на квадратный дюйм, создаваемому
испытательной машиной на образце 1. d равно отношению расстояния от линии, соединяющей оси вращения
57, 57, до центра шарика 61, к расстоянию от указанной линии до центра шпинделя индикатора 28. e равно
отношению расстояния от центра стержня 21 до центра стержня 27 к расстоянию от центра стержня 21 до
линии, соединяющей центры 20, 20. f равно длине образца в дюймах от центров 10, 10 до центров 20, 20.
Модуль упругости = напряжение на квадратный дюйм деформации на дюйм длины. Затем, подставив эти
значения: квадратный дюйм. Из приведенной выше формулы легко понять, что для каждого размера образца
существует постоянная величина, в данном случае – ? '50, - что при делении на показание микрометра
позволит быстро определить модуль упругости. При желании можно использовать таблицу или диаграмму для
наглядного отображения модулей, соответствующих различным показаниям для образцов определенных
размеров. В некоторых случаях, например, при работе с любыми аномальными материалами, может
возникнуть необходимость определить значение деформаций, соответствующих ряду значений напряжений.
В таких случаях прибор используется как обычный экстензометр, то есть промежуточное колесо 68
отсоединяется от колеса 69, так что пропорциональная система не функционирует, но система экстензометра
подключается к образцу как обычно, а фактические значения деформации отображаются стрелкой
циферблатного индикатора 42. В этих условиях стрелку 42 можно удобно установить на ноль, отрегулировав
микрометрическую головку 46, что приведет к передаче мельчайшего движения на индикатор часового типа,
при этом шарик 61 будет находиться на требуемом расстоянии от осей 53. 53, как показано на рис. 2.
Далее будет описано применение пропорциональной системы в сочетании с экстензометром с рычажным
приводом и микроскопом, со ссылкой на рисунки 9–14 (группа II). На фиг. 9 показана каретка 43 с
регулируемой наклонной плоскостью 45, которая, в свою очередь, передает желаемое движение рычагу 56, к
которому в данном случае вместо индикатора часового типа прикреплен микроскоп 87; центральные точки или
оси вращения 53, 53 указанного рычага расположены, как показано на рисунке. Пружина 88 компенсирует
воздействие веса микроскопа и удерживает шарик 61 в контакте с поверхностью наклонной плоскости 45.
Цель размещения шарниров 53, 53 между микроскопом и шариком 61 состоит в том, чтобы движение шарика
вверх приводило к движению микроскопа вниз, поскольку движения экстензометра относительно микроскопа в
этом случае направлены вниз. Рычаги экстензометра расположены, как показано на рис. 10, и соответствуют
рычагам экстензометра, описанным ранее и показанным на рис. 3, но перевернуты, то есть рычаг 13, несущий
балансировочный груз 41, расположен как нижний рычаг, а рычаг 19, который ранее передавал свое движение
вертикальному стержню 27, — как верхний, так что поперечная проволока, расположенная на конце верхнего
рычага, находится под наблюдением через микроскоп 87.
Целью данной конструкции является то, что скользящая каретка и наклонная плоскость передают микроскопу
движение, синхронное с движением указанного поперечного стержня, наблюдаемым через микроскоп. Нижний
рычаг 13 шарнирно закреплен на заостренном конце единственного установочного винта 89, который входит в
зацепление с коническим утопленным подшипниковым элементом 90, встроенным в рычаг, что позволяет
рычагу 13 полностью свободно принимать и реагировать на каждое движение проверяемого образца. Рычаг
13 предназначен для взаимодействия с образцом посредством центральных точек 10, 10. Винт 89 работает в
кронштейне 91, прикрепленном к удлинителю 92 рамы 6 и регулируемом на нем. Нижний рычаг 13 соединен
стержнем 21, который входит в зацепление с подшипниками 22 и 23, с верхним рычагом 19, который также
входит в зацепление с образцом посредством центральных точек 20, 20. Для удержания верхнего рычага 19 в
правильном положении, как в момент, когда он не соприкасается с образцом, так и во время соприкосновения
с ним, плунжер 33, снабженный шаровидным выступом 34, предназначен для зацепления с отверстием 40,
образованным на конце указанного верхнего рычага 19.
Поршень 33 расположен таким образом, чтобы скользить в кронштейне 35, прикрепленном к удлинителю 92
рамы 6, и, как показано на чертежах, не находится в зацеплении с рычагом, но соединен с ним тем же
способом и действует, как описано и показано ранее на фиг. 2 и 3' прилагаемых чертежей. Как видно из
чертежей, нижний рычаг 13 находится в устойчивом равновесии, когда не соприкасается с образцом,
благодаря тому, что центр тяжести балансировочного груза 41 расположен ниже точки подвеса, а именно,
точки установочного винта 89. Однако, когда верхний рычаг 19 находится в неустойчивом равновесии, когда
не соприкасается с образцом, он и стержень 21 могут упасть вбок. Для преодоления этой тенденции
установлены две пружины 24 и 25 (рис. 14). Например, если рычаг 19 (показан в поперечном сечении на рис.
14) будет стремиться упасть вбок в направлении стрелки 93, этому будет препятствовать возрастающее
натяжение пружины 25, которому будет способствовать уменьшающееся натяжение пружины 24.
Аналогичное действие происходит, если рычаг 19 стремится упасть на противоположную сторону от стрелки
93: в этом случае натяжение пружины 24 увеличивается, а натяжение пружины 25 уменьшается. Начальное
натяжение пружин регулируется фрезерованными гайками 94, 94, 94. Тонкая металлическая пластина 95,
прикрепленная винтами 96, 96, 96 на рис. 13, имеет в себе окошко или прорезь 97, через которую натянута и
закреплена тонкая проволока 98, которая находится под наблюдением в микроскопе 87. Положение этой
проволоки вдоль верхнего рычага должно быть примерно таким же, как положение заостренного конца
установочного винта 89 вдоль нижнего рычага. Для точной регулировки проволоки в это положение
пружинные шайбы 99, 99, 99 расположены на винтах 96, 96, 96 между пластиной 95 и концом рычага 19 таким
образом, что при затягивании или ослаблении указанных винтов пружинные шайбы сжимаются или
разжимаются для регулировки, при этом пластина 95 и проволока 98 также регулируются в соответствии с
указанным сжатием или расширением пружинных шайб.
За пластиной и проводом находится углубление 100, в котором закреплено наклонное зеркало (Если)! для
передачи света от небольшой электрической лампочки 102, закрепленной над ней, к кронштейну 35, тем
самым освещая окно 97 для повышения видимости провода 98 при рассмотрении под микроскопом. Принцип
работы описанного выше модифицированного аппарата следующий: рычаги экстензометра соединены с
образцом, а каретка 43 установлена в «нейтральное положение», как описано ранее на рис. 1–8. Винт 89
вращается с помощью фрезерованной головки 103 для одновременного подъема или опускания концов обоих
рычагов до тех пор, пока проволока 98 не окажется в поле зрения микроскопа и не выйдет за пределы
пересечения двух перекрестий, предусмотренных в микроскопе. На образец прикладывается небольшая
нагрузка, скажем, около четырех тонн на квадратный дюйм его поперечного сечения. Если проволока 98,
по-видимому, не сместилась относительно точки пересечения перекрестий, то наклон плоскости 45 верен, но
если проволока, по-видимому, сместилась, наклон плоскости корректируется до тех пор, пока проволока не
вернется в свое предыдущее положение относительно точки пересечения перекрестий.
В этом случае угол наклона плоскости будет правильным. Затем можно приложить напряжение к образцу, и
проволока будет казаться неподвижной до достижения предела упругости, после чего этот предел будет
автоматически обозначен началом движения проволоки 98 при наблюдении через микроскоп. Значение
предела упругости считывается с испытательной машины, а модуль упругости определяется по показаниям
микрометрической головки 46 тем же способом, что и в описанной ранее конструкции для рис. 1-8, при этом
следует учитывать, что измерения, указанные ранее относительно шпинделя индикатора часового типа, в
данном случае относятся к микроскопу. Описанный выше модифицированный прибор легко может
использоваться в качестве обычного экстензометра, и для этой цели предусмотрены деления, как показано на
рисунках 104 и 105, позволяющие головке 103 и винту 89 выполнять функции микрометра, а колесику 68 (рис.
2) отсоединять от колесика 69.
Также необходимо отрегулировать прибор таким образом, чтобы проволока 98 находилась точно над
перекрестием в микроскопе. На образец прикладывается приращенная нагрузка, а результирующее
удлинение и последующее перемещение проволоки 98 измеряются движением микрометрической головки
103, необходимым для возвращения проволоки 98 в исходное положение при наблюдении через микроскоп.
Альтернативным методом описанному выше способу является размещение шкалы в окуляре микроскопа,
каждое деление которой соответствует определенному выступу исследуемого образца, и фиксация видимого
перемещения проволоки 98 относительно указанной шкалы. Верхний рычаг 19, как показано на рис. 10, имеет
подшипник 23, расположенный таким образом, что указанный рычаг умножает удлинение в два раза, так что,
если бы микроскоп имел коэффициент умножения один к ста, удлинение было бы умножено в двести раз.
Приборы, изготовленные в соответствии с данным изобретением, могут использоваться с образцами,
отличными от образцов для испытаний на растяжение, при следующем расположении: для испытаний на
сжатие образцы должны быть сравнительно короткими и не иметь склонности к деформации.
В конструкции аппарата не требуется никаких изменений, за исключением того, что, поскольку сжимающие
деформации происходят в направлении, противоположном растягивающим, пропорциональная система
должна быть сконструирована таким образом, чтобы передавать движение в соответствующем направлении.
Для достижения этого наклонная плоскость располагается ниже ранее указанного горизонтального
положения, а не выше, как при испытаниях на растяжение. Для проведения поперечных или крутильных
испытаний рычаги экстензометра необходимо адаптировать или модифицировать, и на рис. 15, 16 и 17
(группа III) показано расположение рычагов для поперечных или изгибных испытаний. На рис. 15 образец 1
размещен поперек опор 106 и 107 испытательной машины таким образом, чтобы он мог постепенно
изгибаться или деформироваться прижимной лапкой 108 испытательной машины сразу после приложения
давления. На рис. 16 показаны модифицированные рычаги 13 и 19 этого аппарата относительно части рамы 6
(рис. 2) и образца 1.
Верхний рычаг 13 крепится с помощью системы шарниров, аналогичной показанной на рис. 4, к полой втулке
17, которая в данном случае закреплена гайкой 109, притягивающей плечи 110 плотно к выступу 111 (рис. 2 и
3) рамы 6. На конце верхнего рычага 13 образована поперечная планка 112, на которой посредством
кронштейнов 113, 113, расположены заостренные штифты 114, соприкасающиеся с нижней стороной образца
1, как показано на рис. 15. Нижний рычаг 19 шарнирно соединен с верхним рычагом 13 посредством
центральных точек 115, 115, а на одном конце рычага кассового аппарата расположен одиночный
заостренный штифт 116 (рис. 15), который соприкасается с нижней частью образца. Нижний рычаг 19 также
имеет на другом конце регулируемый конический утопленный подшипник 26, аналогичный уже описанному и
показанному на фиг. 2, 3 и 5; в этом случае указанный подшипник удлинен вверх, чтобы обеспечить его
соприкосновение со стержнем 27, соединяющим его со шпинделем индикатора часового типа, на том же
уровне, что и центральные точки 115, 115 и нижняя сторона образца.
На конце рычага 13, удаленном от образца 1, установлен балансировочный груз (не показан), позволяющий
регулировать его положение таким образом, чтобы рычаг прижимал штифты 114, 114 к нижней стороне
образца. В этой конструкции преобладающий вес нижнего рычага на конце, удаленном от образца, и
давление стержня 27 удерживают штифт 116 в контакте с нижней стороной образца. При использовании
аппарата в процессе испытаний давление прикладывается опорой 108 испытательной машины, в результате
чего деформация образца приводит к тому, что нижний рычаг передает движение через подшипник 26 и
стержень 27 на индикатор часового типа аппарата, сконструированного в соответствии с настоящим
изобретением. Кронштейны 113, 113 могут регулироваться вдоль поперечной планки 112 для соответствия
различной длине тестовых образцов. При испытаниях на кручение деформации приводят к угловым, а не
линейным движениям, поэтому движения, вызванные крутящим моментом, не могут быть непосредственно
переданы на рычаги, расположенные так, как описано выше.
Для адаптации данного аппарата к испытаниям на кручение необходимо, чтобы испытательный образец был
снабжен двумя рычагами, по одному у каждого конца образца, причем каждый из этих двух рычагов соединен
промежуточным звеном или стержнем с модифицированными рычагами 13 и 19 аппарата, как показано на
фиг. 18-21 (Группа IV). Рычаги 13 и 19 соединены между собой шарнирно и подключены к аппарату точно так
же, как описано выше для поперечных испытаний, но их внешние концы приспособлены таким образом, что их
можно соединить с помощью звена 118 и стержня 119 с рычагами 120 и 121, которые, в свою очередь,
соединены, как показано на рис. 21, с противоположными концами испытательного образца I через
центральные точки 122, 122 и 123, 123. Рычаг 13 раздвоен на конце, как показано на рис. 18, и соединен через
центры 124, 124 со звеном 118, нижний конец которого расположен таким образом, чтобы входить в
зацепление с центрами 125, 125 рычага 120. Рычаг 19 соединен с рычагом 121 стержнем 119, концы которого
заострены и входят в конические углубления, образованные в рычагах 19 и 121.
На стержень 119 надет воротник 126, предотвращающий его выпадение через отверстие 127 во время сборки
аппарата. Пружина 128 притягивает рычаг 19 вниз к стержню 119, так что этот стержень надежно
удерживается в рабочем контакте с рычагами 19 и 121. Рычаг 121 соединен с центральными точками 123, 123
соединительным элементом 129 (рис.). 21). Соединительный элемент 129 при желании, но это не
обязательно, может быть сделан регулируемым для соответствия различной длине тестовых образцов.
Регулируемый винт 130 (рис. 19) помогает поддерживать рычаг 121, а его полукруглый конец просто
опирается на точно обработанную поверхность образца. Описанные выше торсионные приспособления
подходят для передачи движений от крутильных деформаций, не превышающих, скажем, пяти градусов
скручивания, чего будет достаточно для определения предела упругости обычных коротких образцов. Для
проведения испытаний на кручение с помощью данного оборудования достаточно индикатора часового типа с
коэффициентом множителя сто к одному, поскольку деформации кручения вызывают относительно большие
перемещения.
Легко понять, что в описанных выше модификациях системы экстензометра для испытаний на поперечное и
крутильное скручивание рычаг 19 предназначен для передачи движения на индикатор часового типа, однако
его также можно расположить так, чтобы он находился под наблюдением микроскопа, аналогично схеме,
показанной на рис. 10, 12 и 13. На фиг. 1, 2 и 3 индикатор часового типа 29 показан прикрепленным к рычагу
56 с помощью переходника 62, однако точный способ таких соединений может быть изменен без отступления
от способа конструкции, характерного для настоящего изобретения, и для соединения индикатора часового
типа или микроскопа с рычагом 56 может использоваться умножающий или вторичный рычаг, стержень или
другое подходящее промежуточное устройство. В крайнем случае, когда необходимо обеспечить
значительное перемещение индикатора часового типа или микроскопа, уменьшающее воздействие рычага 56
становится нежелательным, и тогда индикатор часового типа или микроскоп можно прикрепить к предметному
стеклу, перемещающемуся по направляющим, и расположить его так, чтобы он соприкасался с наклонной
плоскостью с помощью шарика, как описано ранее, или с помощью другого подходящего и эквивалентного
контактного элемента.
Было отмечено, что оборудование, сконструированное в соответствии с данным изобретением, должно быть
соответствующим образом приспособлено для крепления к конкретному типу испытательной машины, с
которой оно будет использоваться, и для работы с ней. Описанное выше устройство подходит для крепления
к испытательной машине, в которой величина прикладываемой нагрузки регулируется и пропорциональна
количеству оборотов маховика. В некоторых машинах нагрузка создается за счет линейного перемещения
какой-либо их части и пропорциональна ему, например, поршню или крестовине. В таких случаях указанный
поршень или поперечная головка должны быть прикреплены с помощью шнура или ленты к шкиву,
установленному, например, на валу 79 (рис. 2 и 7), — тогда нижний вал 70 и его зубчатая передача могут быть
исключены, и указанный шнур или лента будут передавать аппарату движения, пропорциональные нагрузке,
создаваемой испытательной машиной. Кроме того, если необходимо увеличить передачу движения на
каретку 43, конические колеса 74 и 75, а также винт 76 могут быть заменены зубчатой передачей, поскольку
такая комбинация механизмов имеет более высокое передаточное отношение, чем в случае винта и гайки.
При использовании реечной передачи шестерня устанавливается на верхнем конце вала 73 и используется
вместо конического колеса 74. Вал 73 также необходимо удлинить, чтобы указанная шестерня зацеплялась с
зубьями рейки, выточенными на боковой стороне горизонтальной скользящей планки, соединенной одним
концом с кареткой 43 и занимающей приблизительно положение винта 76, как показано на фиг. 2. Из
приведенного выше описания и чертежей легко понять, что отличительной особенностью описываемого здесь
аппарата является использование в сочетании с системой рычажного экстензометра, имеющей один рычаг,
соединенный с индикатором часового типа, наблюдаемым через микроскоп, элемента, имеющего линейное
перемещение, пропорциональное увеличению нагрузки или напряжения на исследуемом образце, и
указанного аппарата, имеющего плоскую поверхность, которая может быть наклонена под любым желаемым
углом к направлению перемещения, так что подходящий элемент, контактирующий с плоской поверхностью,
будет передавать на указанный индикатор часового типа или микроскоп движение, синхронное с движениями,
передаваемыми рычагами экстензометра или подобного устройства.
Мне известно о предложении использовать экстензометры с рычагами, которые взаимодействуют с образцом
через центральные точки и функционально соединены с индикатором часового типа, или же относительное
смещение указанных рычагов наблюдается через микроскоп, но я заявляю, что не претендую на права на
такие части экстензометра как таковые, за исключением случаев, когда они используются в сочетании со
средствами, описанными и проиллюстрированными здесь для передачи на вышеупомянутый индикатор
часового типа или на микроскоп перемещения, пропорционального нагрузке или напряжению, приложенному к
образцу, и синхронного с передаваемым перемещением! с помощью экстензометра, при условии, что
отношение деформации образца к приложенному напряжению остается неизменным. Подробно описав и
определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что заявляю следующее: 1. В
устройстве для обнаружения и индикации изменений соотношения или пропорциональности деформации и
напряжения в образце для испытаний на растяжение или другом испытании, комбинация рычажного
экстензометра, один из рычагов которого соединен с индикатором часового типа или находится под
наблюдением через микроскоп, с регулируемой наклонной плоскостью, закрепленной на каретке или
ползунке, которая совершает линейное перемещение, пропорциональное нагрузке, приложенной к образцу, с
соответствующим редуктором для соединения каретки или ползунка с механизмом указанной испытательной
машины, причем указанная наклонная плоскость удерживается в контакте с рычагом или эквивалентной
передающей средой посредством соответствующего контактного элемента, к передающей среде которого
подключен индикатор часового типа или микроскоп, так что путем регулировки угла наклонной плоскости
перемещения могут передаваться на индикатор часового типа* или на микроскоп синхронно с
перемещениями, передаваемыми указанной системой экстензометра, или синхронно с перемещением одного
из рычагов экстензометра при наблюдении через микроскоп.
2. В индикаторе пропорциональности деформации и напряжения и экстензометре, предназначенном для
установки на испытательную машину с целью испытания и индикации деформаций в образцах на растяжение
или других испытательных образцах в зависимости от напряжений, создаваемых указанной испытательной
машиной, предусмотрена рама с плоскими направляющими поверхностями, предназначенная для
размещения каретки или ползуна, приводимого в действие винтом или эквивалентным механическим
элементом, управляемым и соединенным с механизмом управления указанной испытательной машины, при
этом указанная каретка или ползун имеет шарнирно закрепленный на ней элемент с плоской поверхностью,
наклоненной под углом, который может регулироваться в соответствии с направлением движения указанной
каретки или ползуна, причем эта плоскость находится в рабочем контакте с рычагом или другим
промежуточным элементом, к которому подключен индикатор часового типа или микроскоп, коррелированный
с системой экстензометра, как описано выше.
3.
В устройстве, как указано в
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_216267.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=216267&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB216267A
[]
Усовершенствования в защитных кожухах штамповочных машин и другого оборудования. Мы, компания J. B.
BROOKS AND COMPANY LIMITED, зарегистрированная в соответствии с законодательством Великобритании,
и Арнольд Хоукер, британский подданный, оба из Criterion Works, Грейт-Чарльз-стрит, Бирмингем, настоящим
заявляем, что данное изобретение имеет следующую природу: данное изобретение относится к защитным
кожухам для штамповочных машин и другого оборудования и имеет своей целью создание
усовершенствованной формы защитного кожуха, который прост по конструкции и приводится в действие
путем опускания молотка, плунжера пресса или подобного устройства, так что он автоматически
перемещается при этом по рабочему пространству машины. Усовершенствованный защитный кожух
представляет собой, по существу, пластину или другой элемент, соединенный с рычагом или стержнем,
шарнирно закрепленным на раме станка, или частью, установленной на нем и предназначенной для
взаимодействия с молотком штампа, или с плунжером пресса или подобным устройством, или частью,
установленной на нем, по мере опускания указанного молотка, плунжера или подобного устройства, причем
последнее заставляет рычаг или стержень вращаться вокруг своей оси и перемещать защитную пластину или
элемент перед рабочей зоной, причем конструкция такова, что и защитный кожух, и нижний конец рычага или
стержня перемещаются вместе в одну и ту же сторону станка.
Защитная пластина или элемент может быть перемещена назад, вне рабочей зоны, по мере подъема молотка
или поршня, с помощью пружины или иным способом. В рамках данного изобретения усовершенствованный
защитный кожух, применяемый к штамповочному штампу, включает в себя металлическую защитную
пластину практически прямоугольной формы, расположенную вертикально и установленную на паре
вертикально расположенных горизонтальных направляющих, находящихся перед рабочей зоной станка.
Верхний и нижний края пластины снабжены втулками или подшипниками, которые входят в зацепление с
указанными направляющими, так что пластина может свободно скользить по ним. Направляющие планки
поддерживаются на концах кронштейнами, прикрепленными к станине станка; или же они могут быть
закреплены любым другим подходящим способом. Защитная пластина расположена таким образом, что при
перемещении к одному из концов каждой из двух направляющих планок она находится вне рабочей зоны
штампа, но при перемещении к противоположным концам последней она оказывается перед рабочей зоной.
Это возвратно-поступательное движение защитной пластины осуществляется автоматически, так что она
отводится от рабочей зоны для извлечения или установки заготовки по мере подъема молотка штампа и
перемещается перед рабочей зоной по мере падения молотка штампа. Для этой цели предусмотрен рабочий
рычаг или стержень, верхний конец которого шарнирно соединен с верхней частью одной из вертикальных
рамных конструкций или боковых стоек штампа, причем указанный рычаг или стержень, слегка изогнутый,
обычно проходит под углом по передней части рабочей зоны машины так, что его нижний конец
конусообразен перед нижней частью рамной конструкции на противоположной стороне машины. Нижний
конец рабочего рычага шарнирно соединен с одним из концов короткого, практически горизонтального звена,
которое, в свою очередь, шарнирно соединено с центром или другой частью защитной пластины. Когда
молоток поднят, рабочий рычаг располагается под углом поперек станка, а защитная пластина, к которой он
соединен тягой, располагается таким образом, чтобы не заходить в рабочую зону на одном конце каждой из
направляющих планок.
Конструкция такова, что при падении молоток ударяется о край рабочего рычага и поворачивает последний
вокруг его шарнирного верхнего конца, при этом нижний конец рычага перемещается через рабочее
пространство на противоположную сторону станка. Защитная пластина, соединенная с указанным нижним
концом рычага посредством звена, перемещается, соответственно, к противоположным концам
направляющих планок, на которых она установлена, так чтобы оказаться перед рабочей зоной. Край рабочего
рычага, который контактирует с молотком при его падении, предпочтительно имеет слегка вогнутую форму,
чтобы избежать ударов или сотрясений и обеспечить плавное перемещение защитной пластины. По мере
подъема молотка защитная пластина возвращается в свое нормальное положение, освобождая рабочее
пространство, с помощью витой пружины, соединенной одним концом с указанной пластиной и прикрепленной
противоположным концом к кронштейну, несущему направляющие стержни, или к любой другой подходящей
Соседние файлы в папке патенты