Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Определения структурных характеристик

Приборы и машины для испытания на изгиб


Приборы и машины для испытания на изгиб

Для определения прочности строительных материалов на изгиб применяют разнообразные машины и приборы. Каменные материалы (в том числе бетон) при определении прочности на изгиб требуют значительно меньших усилий, чем при определении прочности на сжатие. Поэтому при испытании на изгиб могут быть использованы прессы малой мощности, снабженные специальными приспособлениями для установки образцов и передачи нагрузки, и универсальные испытательные машины. Для определения прочности на изгиб вяжущих веществ в виде стандартных образцов-балочек размером 40×40×160 мм применяют прибор Михаэлиса и машину МИИ-100, а также универсальные испытательные машины, оснащенные приспособлениями для испытания на изгиб.
Прибор Михаэлиса. Прибор (рис. 3.14) состоит из массивной плиты — основания с цилиндрической стойкой, которая оканчивается консолью. На консоли укреплена система из двух рычагов. Короткое плечо верхнего рычага и длинное плечо нижнего соединены серьгой. Верхний рычаг с подвижным грузом основной: от правильности его установки и уравновешивания зависит точность определения нагрузки, действующей на образец. На длинном конце верхнего рычага подвешено ведерко, которое при испытании образца постепенно заполняют дробью, высыпающейся из сосуда через отверстие, закрываемое задвижкой.

Рис. 1. Прибор Михаэлиса: 1 — основание; 2 — образец; 3 — стойка; 4,1 – рычаги; 5 — серьга; 6 — груз; 6 — консоль: 9 — сосуд с дробью; 10 — задвижка; 11 – ведерко; 12 — зуб задвижки; 13 — захват

Образец помещают в специальный захват 13, который одной своей частью подвешен на серьге к нижнему рычагу, а другой подвижно прикреплен с помощью винта со штурвалом к основанию.

Захват (рис. 2, а) состоит из двух частей. Верхняя часть представляет собой две треугольные пластины, соединенные одна с другой болтами по углам так, чтобы между ними свободно входил образец. Два нижних болта одновременно служат опорными валиками для вводимого в захват образца. За верхний болт с шарниром крепится серьга, которая в свою очередь шарнирно фиксируется на нижнем рычаге прибора.

Нижняя половина захвата представляет собой серьгу, верхняя часть которой выполнена в виде валика-опоры, передающего усилие на центральную часть образца. Серьга крепится к основанию прибора винтом со штурвалом. Вращением штурвала можно перемешать вверх и вниз валик, плотно закрепляя при этом образец. Такое устройство облегчает установку образцов и позволяет компенсировать небольшие отклонения в их размерах.

Расстояние между нижними опорными валиками должно составлять 100 мм. Ошибка в расстоянии между валиками в несколько миллиметров вызывает ошибку в определении прочности образца на несколько десятков процентов.

Прибор Михаэлиса может быть использован также для определения прочности на растяжение образцов-восьмерок. В этом случае применяют захват из двух колец с вырезами, одно из которых изображено на рис. 3, б.

Большая нагрузка на образец с помощью небольшого количества дроби в ведерке достигается благодаря рычажной системе. Соотношение плеч верхнего рычага прибора 1:10, а нижнего 4 1:5. Общее соотношение плеч рычажной системы прибора составляет 1:50 и таким образом каждый килограмм дроби в ведерке создает нагрузку на образец не 10 Н, а в 50 раз большую, т.е. 500 Н.

Для нагружения ведерка используют дробь диаметром 2… 3 мм. Чтобы дробь заполнила ведерко, открывают задвижку, опуская ее рукой за хомутик. При этом под нагружаемым ведерком поднимается зуб. При разрушении образца ведерко падает и, утапливая зуб, закрывает задвижку; поток дроби прерывается.

Машина МИИ-100. Машина (рис. 4) — модернизированный прибор Михаэлиса, в котором сохранена такая же рычажная система с соотношением плеч 1:50 и такой же захват.

Рис. 3 Захваты для прибора Михаэлиса при испытании: а — на изгиб; б— на растяжение; 1 — винт; 2, 6— серьги; 3, 5 — опорные валики; 4 — образец; 7— шарнир; 8— пластины

Основное отличие состоит в том, что нагрузка на образец создается передвижением тяжелого груза по верхнему рычагу с помощью электродвигателя.

Машина состоит из двух основных частей: станины и коромысла, шарнирно установленного на стойке станины с помощью треугольных призм. Электродвигатель, находящийся на коромысле, вращая через редуктор ходовой винт, перемещает груз по направляющим коромысла. Коромысло выходит из равновесия и давит на рычажную систему, которая передает увеличенное в 50 раз усилие на установленный в захват образец. Скорость перемещения груза поддерживается центробежным регулятором постоянной и соответствует нагру-жению образца со скоростью (1 ±0,1) Н/с.

Груз перемещается до тех пор, пока возрастающая нагрузка не разрушит образец. При этом коромысло поворачивается на призмах так, что хвостовик микропереключателя ударяется об упорную шайбу амортизатора и двигатель выключается. Ходовой винт связан зубчатой передачей со счетчиком, который проградуирован так, что показывает напряжения (кгс/см2), возникающие в образце.

Рис. 5. Схема машины МИИ-100: 1 — счетчик; 2 — тумблер; 3, 14 — рычаги; 4 – захват; 5 маховичок; 6 – станина; 7 шкала; 8 — стрелка; 9 — амортизатор; 10 — контрольный груз; 11 – шайба; 12— винт; 13— коромысло; 15 — груз; 16 — ходовой винт; 17— направляющие; 18—регулятор: 19 — редуктор: 20 — хвостовик: 21 — электродвигатель

При разрушении образца счетчик фиксирует значение предела прочности материала при изгибе (кгс/см2).

Преимущество машины МИИ-100 — возможность непосредственного определения значения предела прочности по счетчику без дополнительных расчетов; однако точность определения прочности при изгибе на приборе Михаэлиса несколько выше.

Для пуска машины МИИ-100 в работу ее подключают к электросети напряжением 220 В. Затем вставляют и закрепляют образец в захвате и переключают тумблер в положение «Вперед». При этом замыкается электрическая цепь, в которую входит электродвигатель, микропереключатель и центробежный регулятор.

После разрушения образца тумблер ставят в положение «Назад». При этом происходит ускоренный возврат груза в исходное положение, так как двигатель включается без центробежного регулятора скорости. В конце хода груз, нажав на рычаг 14, включает в цепь центробежный регулятор и скорость перемещения груза замедляется. При достижении грузом крайнего левого положения микропереключатель размыкает цепь и механизм машины приходит в исходное положение.

Обслуживание прибора Михаэлиса и машины МИИ-100. Перед проведением испытаний прибор Михаэлиса уравновешивают, перемещая груз (см. рис. 3.14) таким образом, чтобы верхняя поверхность рычага находилась на одном уровне со специальной риской, нанесенной на внутренней поверхности вертикальной скобы. Прибор уравновешивают при снятом ведерке, поэтому вес ведерка входит в нагрузку, действующую на образец.

Скорость подачи нагрузки на образец составляет (50± ±5) Н/с, что соответствует поступлению в ведерко (100 ± 10) г дроби в секунду. Скорость поступления дроби замеряют таким образом: дают какому-то количеству дроби высыпаться в ведерко и при этом секундомером фиксируют время высыпания дроби и ее массу. При большом расхождении между требуемой и фактическими скоростями регулируют скорость, изменяя сечение отверстия, из которого поступает дробь.
Скорость нагружения на машине МИИ-100 замеряют секундомером по счетчику; она должна быть (0,4 ±0,04) кгс/см2 в секунду. В случае расхождения фактической и требуемой скоростей нагружения скорость регулируют, перемещая контакт центробежного регулятора.

Перед включением машины МИИ-100 в сеть следует убедиться в соответствии напряжения сети напряжению, на которое рассчитана машина. Машина МИИ-100 должна быть заземлена. Контактные кольца центробежного регулятора машины очищают спиртом в случае загрязнения, но не реже чем через 40…50 ч работы. Коллектор электродвигателя очищают по мере необходимости. Угольные щетки заменяют по мере износа; щетки считаются изношенными, если длина их оставшейся рабочей части менее 5 мм.

Прибор Михаэлиса и машина МИИ-100 должны быть установлены на прочной горизонтальной поверхности в помещении с температурой не ниже 15 °С. Не допускается устанавливать машину в помещении, в воздухе которого содержатся агрессивные пары и газы, вызывающие коррозию ответственных деталей (опорных призм, электрических приборов). Необходимо следить за тем, чтобы в опоры не попадала цементная пыль и грязь, а также за правильностью установки рычагов на опорных призмах. Не реже одного раза в месяц направляющие и опорные части приборов и машин смазывают машинным маслом, а шестерни — техническим вазелином.





Похожие статьи:
Структурные характеристики и свойства строительных материалов

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Определения структурных характеристик

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум