Испытательные машины

Разработка и серийное производство испытательных машин налажено во многих развитых странах: США, Англии, ФРГ, Японии, Италии, Швеции. Насчитываются десятки фирм, специализирующихся на выпуске испытательной техники. В США около 40 фирм занимаются разработкой и выпуском такого рода техники, из них 13 выпускают гидравлические испытательные машины: MTS, Olsen, Ballduin, Baad и др. В Англии из 22 фирм 6 выпускают гидравлические установки: Instron, Avery, Denison и др., в ФРГ – Shenck, Losenhausen, Mohr-Federhaff, Frebell, Seidner.

В России имеются научные центры – НИКИМП, г. Москва, НИКЦИМ «Точмашприбор», г. Армавир и объединения, выпускающие испытательные машины – ФГУП «Точмашприбор», г. Армавир, ОАО «Точприбор», г. Иваново.

Испытательная техника выпускается для проведения испытаний на сжатие, растяжение, изгиб, раскалывание и определение самых разнообразных механических характеристик металлов, строительных материалов, пластмасс, сварных соединений, различных изделий и т.п. Компоновочные схемы машин зарубежных фирм и отечественных испытательных машин не имеют принципиального отличия. Для исследования физико-механических характеристик материалов используются машины с механическим и гидравлическим приводами. Выпускаемые испытательные машины имеют предельную нагрузку от 5 Н до 10⁴ кН и более. По характеру нагружения образца машины подразделяются на статические и динамические.

В лаборатории «Сопротивление материалов» эксперименты на сжатие проводятся на испытательной машине УММ – 5 (рис. 6). Наибольшая предельная нагрузка, которую развивает машина, 5 т.с. (49 кН).

Рис. 6. Испытательная машина УММ – 5

Машина состоит из следующих основных частей: привода, механизма перемещения траверсы, пульта управления, силоизмерителя, захватов, органов управления и регистрирующих приборов, электрооборудования. Принципиальная схема машины приведена на рис. 7.

Машина является двухколонной вертикальной с механическим приводом перемещения подвижной траверсы 1 нижнего захвата 2.

Кинематически машина представляет собой жёсткую раму, составленную из станины 3 и верхней неподвижной траверсы 4, соединённых двумя колоннами 5, которые одновременно являются направляющими для подвижной траверсы 1.

Механизм привода нижнего захвата 2 состоит из электродвигателя, коробки скоростей, червячной передачи и винта 6, на котором закреплена подвижная траверса 1 с нижним захватом 2. Вращательное движение от электродвигателя через коробку скоростей передаётся на червячную пару и гайку винта, размещёнными во внутренней полости станины 3.

Гайка сообщает винту поступательное движение вверх-вниз. Винт от проворачивания удерживается направляющими подвижной траверсы. К задней стороне станины 3 крепится коробка скоростей и соединённый с ней двухскоростной электродвигатель.

Управление приводом нижнего захвата производится посредством кнопок 7, смонтированных в корпусе силоизмерителя 8.

В корпусе нижнего 2 и верхнего 9 захватов имеется зев 10 для обойм с губками. В зев захватов устанавливаются приспособление для испытаний на растяжение, сжатие 11, изгиб и загиб.

Внутри верхней неподвижной траверсы 4 монтируется рычажная система, состоящая из главного и промежуточного рычагов. Действующее на образец 12 сжимающее усилие с главного рычага через рычажную систему передаётся на штангу маятника 13. Угол отклонения маятника возрастает пропорционально приложенной нагрузке.

Маятник своим поводком перемещает рейку, которая приводит во вращение шестерню, насаженную на одну ось с рабочей стрелкой 14. Рабочая стрелка ведёт за собой контрольную стрелку, которая при убывании нагрузки или разрушении указывает максимально достигнутую нагрузку.

В корпусе силоизмерителя 8 на специальной плите монтируется диаграммный аппарат 15 для записи деформации с масштабом 1:1 и 5:1, представляющий собой барабан с осью, установленной в подшипниках, и параллельно расположенный рулон диаграммной бумаги, установленный в цетрах. Барабан, вращаясь, тянет за собой диаграммную бумагу 16. Усилие, приложенное к образцу, записывается на диаграмме с помощью самопишущего прибора. На корпусе силоизмерителя 8 крепится линейка 17 для определения численных показаний деформации образца.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 4