При нагреве пропусканием тока или ТВЧ, а частично горелкой деталь остается неподвижной. Особое внимание следует обратить на возможность подвода к поверхностному слою детали энергии, весьма высокой плотности по сравнению с энергией, подводимой в случае использования других видов нагрева.

Охлаждение системы воздухом как маневренный и эффективный способ позволяет выбирать скорости охлаждения в очень широком диапазоне. Кроме того, позволяет охладить неподвижную деталь, и тем самым, значительно упростить конструкцию, уменьшить габаритные размеры установки, сделать ее более компактной и, главное, уменьшить разброс результатов, неизбежный при охлаждении в воде. Охлаждение водой, естественно, происходит с большей скоростью, но решающее значение при этом имеют размеры деталей. Отсутствует необходимость в применении для охлаждения специальной среды: соляной ванны, кипящей воды, пара и др.

Температуру конструкционного элемента при усталостных испьгганиях измеряют при помощи термопар.

Универсальный комплекс машин для программных испытаний на усталость. Одна из главных особенностей комплекса машин для программных испытаний на усталость образцов и натурных деталей состоит в его общей композиции, предусматривающей сборку на одной несущей плите с крепящими пазами испытательных машин нескольких типов из достаточно простых унифицированных механических узлов с независимым креплением и автономным управлением. Пусковая, программирующая и стабилизирующая аппаратура объединены в приборной стойке. Число вариантов машин не ограничено, поэтому кроме обычных испытаний на изгиб, кручение, растяжение-сжатие (в условиях мягкого и жесткого нагружения) возможны и другие испытания, в том числе при комбинированном или двухчастотном нагружении.

Узлы крепления объектов исследования сменные, что позволяет испьттывать различные натурные детали такие, как коленчатые валы двигателей, поворотные кулаки и по;гуоси автомобилей, торсионы, узлы сварных металлоконструкций, а также лабораторные образцы площадью сечения 0,5...20 см. В испьггатель-ных машинах предусмотрена дублированная система сило измерения - оптическая и электрическая. Электрические силоизмерительные (датчики) и нагружающие устройства посредством электронной аппаратуры объединены в замкнутую систему регулирования, обеспечивающую стационарные или программные режимы испьггания с управлением амплитудой нагрузки или перемещения.

Машины для программных испьгганий на усталость с кривошипным возбуждением

характеризуются универсальностью и, вместе с тем, простотой конструкции.

При разработке силовых схем машин, показанных на рис. 11.5.7, учитывалась возможность использования их для испьггания образцов в различных средах и при разных температурах, а также для исследования кинетики усталостного разрушения с наблюдением под микроскопом за поверхностью испытуемой детали благодаря свободному доступу к образцу или детали. Зажимные патроны во всех вариантах вьшолнены съемными, поэтому они всегда могут быть заменены специальными приспособлениями для крепления натурных деталей, элементов конструкций или их моделей.

Во всех машинах имеются узлы и детагш одинакового назначения: несущая массивная плита 1 с Т-образными пазами на верхней поверхности для крепления необходимых механизмов; кривошипный возбудитель 3 динамических перемещений; образец или испытуемая деталь 6\ упругий динамометр 7; составной шатун 4, передающий перемещения от возбудителя к нагружаемой системе; задающее устройство 2 с автономным или заимствованным от возбудителя приводом; кронштейн 8, служащий для неподвижного крепления нагружаемой системы к плите; удлинитель 5.

Измерение деформаций динамометра для определения нагруженности образца осуществляется с помощью микроскопа или тензорезисторов. В установке для испытаний консольных образцов на изгиб в одной плоскости (рис. 11.5.7, а) масса т, сосредоточенная на конце удлинителя 5, выбирается так, чтобы частота собственных колебаний системы бьша близка к частоте возбуждения. Это позволяет существенно повысить коэффициент эффективности и разгрузить детали возбудителя.

Основнь ! узлом установки для испьггания образцов или конструкционных элементов на растяжение-сжатие (рис. 11.5.7, б) является деформационный преобразователь 12, с помощью которого возбуждение осевых сил происходит путем изменения длины цилиндрического элемента с косо профрезерованными (по толщине) пазами при его скручивании. Возбуждаемые таким образом силы воспринимаются образцом 6 и динамометром 7, неподвижно закрепленным в поперечине 7J, которая соединена с корпусом преобразователя 14 колоннами 15.

Для испьггания на кручение жестких образцов и конструкционных элементов, не требующих значительных динамических перемещений, используют машины с неподвижным креплением нагружаемой системы (рис. 11.5.7, в). Возмущающее перемещение возбудителя 3 преобразуется в крутильные колеба-

ния с помощью траверсы 9. Для передачи крутящего момента на образец 6 служит жесткий вал, находящийся в корпусе 10. Конец динамометра 7 неподвижно закреплен в кронштейне 8. На концах траверсы 9 размещены грузы, которые подобраны так, чтобы момент инерции массы соответствовал возможно большему коэффициенту эффективности.

С помощью унифицированных возбудителей воспроизводят бигармонические разно-частотные процессы деформирования (рис. 11.5.7, г): два возбудителя 3 сблокированы с

помощью редуктора 16. Для возможности суммирования возмущающих перемещений разной частоты динамометр укреплен в корпусе 17, свободно поворачивающемся на вертикальной оси 18 качания. С помощью бигармо-нической машины можно варьировать в широких пределах и независимо друг от друга все параметры каждой гармонической составляющей (частоты, амплитуды и фазы).

Для испытаний податливых деталей используют машину консервативной схемы с креплением динамометра 7 в подвижной си-

Рис. 11.5.7. Схемы комплекса машин для исследования усталости конструктивных элементов с кривошипным силовозбуждением:

а - изгиб консольшлх образцов в одной плоскости; б - растяжение-сжатие; в - кручение; г - усталость при бигармоническом нагружений; д - усталость податливых деталей при крутильных колебаниях

схеме, совершающей крутильные колебания в корпусе 11 (рис. 11.5.7, д). Моменты инерции массы этой системы и траверсы выбраны таким образом, чтобы нагруженность и возмущение перемещения возбудителя ыли минимальными при колебании обеих траверс в противоположных фазах. Выбирая параметры колебательной системы, можно увеличить общий угол закрутки (при сравнении с предыдущим вариантом) в несколько раз и испытывать очень податливые детали, например, многоопорные коленчатые валы двигателей внутреннего сгорания, полуоси задних мостов грузовых автомобилей и др.

Для всех вариантов сборки испытательных машин базовыми узлами являются плита и возбудитель. Остальные уалы монтируют по требованию потребителя. Это же относится и к узлам программирования, поэтому машины

можно использовать не только для программных, но для обычных стационарных испьгганий на усталость.

Машины, предназначенные для программных испытаний, отличаются наличием устройства 2, обеспечивающего автоматическое срабатывание исполнительного механизма возбудителя через промежутки времени, предусмотренные программой. Машины сконструированы таким образом, что принцип формирования сигналов, вызывающих срабатывание исполнительного механизма, не предопределен заранее, а может бьггь выбран в каждом отдельном случае в зависимости от условий испытания. Благодаря этому оказываются вполне применимыми достаточно хорошо разработанные способы формирования сигналов с помощью перфолент, фотоэлементов, записи на магнитной ленте и др.

11.5.1. Техническая характеристика машин

Испытательные машины могут быть оснащены дополнительными устройствами: нагревательными печами для высокотемпературных испытаний, камерами для воспроизведения воздействия агрессивных сред, а также другими приспособлениями. Испытательный комплекс вьшолнен в двух вариантах, отличающихся мощностью привода и уровнем

развиваемых нагрузок. В табл. 11.5.1 приведена техническая характеристика этих машин. Компактность конструкдии, простота обслуживания и универсальность комплекса способствуют его внедрению во многих научно-исследовательских институтах, вузах и заводских лабораториях ведущих отраслей машиностроения. Машины комплекса устанавливают-