Описание устройства испытательной машины типа УМ-5

Машина типа УМ-5 (рисунок Л.1) относится к типу разрывных испытательных машин с механическим нагружением образца и рычажно-маятниковым силоизмерителем.

Рисунок Л.1 – Разрывная машина

Станина машины. Станина 1 представляет собой жесткую раму с колоннами 2 и верхней траверсой 4.

Во внутренней плоскости основания машины размещены грузовой винт с гайкой 5 и червячная передача – червяк 6 и червячное колесо 7 нагружающего устройства машины. Колонны 2 имеют направляющие шпонки, по которым перемещается нижний захват 8. В верхнюю траверсу монтируется рычажная система маятникового силоизмирителя 9.

Нагружающее устройство с коробкой скоростей. На основании машины находится коробка скоростей с приводным электродвигателем, которая позволяет получить четыре технических скорости нагружения образца – 4, 10, 20, 60 мм/мин. На крышке коробки скоростей указаны положения рукояток перемещения блоков шестерен, при которых можно получить различные скорости. В пустотелой коробке смонтированы механизмы ручного перемещения нижнего захвата. Для медленного перемещения захвата под нагрузкой предусмотрен двухступенчатый червячный редуктор, причем последняя червячная шестерня жестко закреплена на свободном конце грузового винта. Червячная пара, гайка и винт, являются тормозящими элементами конструкции, так что грузовой винт с нижним захватом самопроизвольно не может перемещаться в обратном направлении.

Благодаря этому заданная нагрузка может поддерживаться постоянной, что особо важно при точном определении малых деформаций.

При перемещении захвата вхолостую, одна ступень червячного редуктора должна быть отключена, для чего палец с выдвижной шпонкой должен быть выдвинут в крайнее правое положение.

Наибольшее усилие на рукоятке не превышает 5 кг.

Приспособление для испытаний. В клинья захватов вставляются сменные вкладыши, которые обеспечивают зажатия как круглых, так и плоских образцов без головок диаметром от 7 до 20 мм и плоских толщиной до 10 мм. Для закрепления цилиндрических образцов с резьбовыми головками и образцов с заплечниками диаметром 3, 10 и 15 мм при испытании на растяжение предусмотрен набор сменных приспособлений, обеспечивающих самоустановку образца при проведении испытания.

При проведении испытания на сжатие в корпусе верхнего захвата закрепляется опорная плита, а в нижнем захвате крепится самоустанавливающаяся опора.

При испытании на изгиб в корпусе верхнего захвата устанавливается нож, на нижнем захвате – приспособление, представляющее собой балку с двумя передвигающимися опорами. Максимальное расстояние между опорами 400 мм.

Силоизмеритель. Для измерения действующих на образец нагрузок служит маятниковый силоизмеритель 9. Шкала нагрузок 10 и ее механизм смонтированы в алюминиевом корпусе, который крепится болтами к левой колонке машины.

При нарастании нагрузки рабочая стрелка увлекает за собой контрольную стрелку, которая при убывании нагрузки или разрушении образца остается на месте достигнутой максимальной нагрузки, тогда как рабочая стрелка, сопряженная с маятником 11, движется обратно.

С целью испытания на одной машине разнообразных по прочности материалов предусмотрены три предела измерения нагрузки.

Машина настраивается на различные пределы измерения изменением веса маятника 11 за счет подвешивания сменных грузов (А, Б, В), клейменных в соответствии со шкалами А, Б, В.

Набор грузов (А, Б, В) дает возможность установить следующие пределы измерения:

груз А – нагрузка 1000 кг;

груз А + Б – нагрузка 2000 кг;

груз А + Б + В – нагрузка 5000 кг.

Конструкция маятников силоизмерителя рассчитана так, что величина нагрузки, приложенная к образцу, прямо пропорциональна углу отклонения рабочей стрелки по круговой шкале.

Внимание! В целях предохранения машины от перегрузки предусмотрен конечный выключатель, который при предельном отклонении маятника силоизмерителя выключает электродвигатель машины.

Для смягчения обратного хода машины служит масляный амортизатор, смонтированный на верхней траверсе.

В корпусе силоизмерителя смонтирован механизм замера деформации образца. Круговая шкала деформации имеет 100 делений и позволяет вести отсчет с точностью до 0,5 мм.

Машина снабжена диаграммным аппаратом 12, записывающим масштабную кривую в координатах нагрузка – деформация.

Полному отклонению маятника от предельной нагрузки в соответствии с выбранной шкалой (А, Б, В) силоизмерителя соответствует запись длины деформации в диапазоне до 200 мм.

К этой длине относятся все три предела измерения нагрузок, следовательно, масштаб диаграммной записи по нагрузкам будет следующим:

шкала А 1 мм – 5 кг;

шкала Б 1 мм – 10 кг;

шкала В 1 мм – 25 кг.

Если при испытании запись диаграммы не производится, то перо можно отодвинуть от бумаги или просто снять с державки. Диаграммная запись, полученная на машине, включает не только деформацию самого образца, но и деформацию самой машины и ее частей, а также вертикальное перемещение верхнего захвата. Поэтому определение малых деформаций образца, модуля упругости, предела пропорциональности рекомендуется производить не по диаграммной кривой, а тензометрически.

Электроаппаратура. На панели силоизмерителя смонтирована кнопочная станция, управляемая электродвигателем. На колонне машины предусмотрены два конечных микровыключателя, отключающие привод машины при достижении предельных положений нижнего захвата.