Machine pour l'essai des métaux et en particulier des fontes. La machine à, essayer, qui fait l'objet de la présente invention, est destinée à effectuer sur des éprouvettes, telles que par exemple des éprouvettes cylindriques normalisées de 5,64 mm de diamètre, des essais de flexion statique :(diagramme des flèches en fonction des charges), de cisaillement, de compression. de traction et de dureté sous différentes charges. Cette machine permet également d'effectuer des essais de traction sur des mé taux et alliages autres que la fonte.
La machine qui fait l'objet de l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un pre mier miroir pivotant actionné par les défor mations de l'éprouvette et un deuxième mi roir pivotant actionné par les déplacements que subit le support de l'éprouvette contre l'action élastique antagoniste de poutres flé ehissantes étalonnées reposant sur deux ap puis d'extrémités, un rayon lumineux envoyé par une source lumineuse sur le premier mi roir étant renvoyé par celui-ci sur le deuxième miroir et le spot résultant étant reçu sur un écran pour s'y déplacer sur des graduations de lecture et y tracer une courbe continue par ses positions successives,
relativement à deux axes de coordonnées rectangulaires, un troisième miroir mobile étant prévu de ma nière à permettre, pour les essais ne tenant pas compte de la déformation de l'éprouvette. tels que les essais de dureté, de cisaillement et de compression, d'intercepter le rayon lu mineux entre la source lumineuse et le pre mier miroir et de le renvoyer sur le deuxième miroir, de manière que le spot se. déplace dans ce cas selon un seul axe.
Le dessin annexéï représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 en est une coupe verticale.
La fig. 2 en est une vue de face avec coupes et arrachement partiel du col de cygne. La fig. 3 représente le mode de montage de l'un des miroirs du système optique indi cateur. Les fig. 4 et .5 montrent le dessus du pu pitre où le spot peut être observé.
La machine représentée comporte quatre parties essentielles coopérantes: I. - Le bâti en col de cigne avec son pupitre disposé latéralement; II. - Le dispositif générateur des charges; III. - Le dispositif de mesure des charges: VI. - Le dispositif de mesure des défor mations des éprouvettes pour essais de tractions.
I. - Le bâti 1 supporte tous les dispo sitifs de mesure. Il est consolidé par des ner vures 2. 3; des ouvertures 4 et 5 sont ainé- na-ées dans la paroi interne du col de cygne pour permettre le passage du faisceau lumi neux: l'ouverture 6 permet d'accéder à l'in térieur de la cage de la vis sans fin et l'ou verture 7 à l'intérieur du bâti pour procéder au réglage de la lampe et au montage du miroir vertical.
IL - Le dispositif générateur des charges est constitué par un arbre fileté 8 sur lequel est aménagée une rainure 9 oii vient s'encas trer une clavette 10, amovible. maintenue en place par la pression d'un ressort 11. L'extré mité inférieure de l'arbre 8 est terminée par une partie cylindrique trempée 12 sur la quelle on peut visser un manchon porte-bille pour effectuer les essais de dureté. L'arbre filetée 8 est vissé dans l'écrou 13 taillé en 14 sur sa périphérie pour recevoir une vis tan 'ente 1:), solidaire de la poulie 16.
Cette pot, lie 1.6 peut être commandée soit à la main, soit par un petit moteur électrique 17 qui est, représenté en pointillé sur la fig. 1. L'écrou 13 est maintenu en position verticale au rnoyen de deux butées à billes constituées par les rondelles 18 et 19. cette dernière permet de r@-ler le jeu du roulement: titi contre- écrou 20 permet de la bloquer quand le ré glage est obtenu.
Pour monter ou descendre rapidement l'ar bre fileté 8, on dégage la clavette 10 de la rainure 9 en tirant sur le bouton moleté 21.. En lui faisant faire un quart de tour, il de meure immobilise: élans une position écartée de la rainure; on petit alors tourner le vo lant 22.
III. - Dispositif de mesure des charges: I1 comporte titi plateau 23, terminé à la par tie inférieure par un téton 24. Le plateau 23 est guidé par deux portées à billes aména gées dans la cage 25 qui est ajustée et rendue solidaire du bâti de la machine au moyen des vis 26. Les deux portées à billes peuvent être réglées par l'écrou 27 et la bague 28; quand le réglage optima est obtenu, on blo que l'écrou 27 au moyen de la bague file tée 29.
Le plateau 23 repose sur l'un des bar reaux étalonnés 30. Ces barreaux 30 ont des dimensions telles qu'elles correspondent, pour des flèches égales de 1 mm, à des charges de 3000. 1200 et 250 kg, par exemple, ce qui confère à la machine des sensibilités diffé rentes selon que l'un ou l'autre des barreaux 30 est placé au contact du téton 24.
Ces barreaux étalonnés 30 sont réunis au moyen des cages 31 et peuvent coulisser sur des portées 32, en acier trempé, fixées sur des épaulements du bâti 1. Leur déplacement peut être effectué au moyen de la manette 33 qui commande les barreaux 30 par l'intermé diaire des biellettes 34, 35, cette dernière étant solidaire de l'axe 36 sur lequel est fixée la manette 33.
Les barreaux 30 n'ayant pas la même épaisseur, leurs faces supérieures s'alignent dans un même plan horizontal passant par la face correspondante du barreau le plus épais, grâce à la disposition, sur ces derniers, de cales d'épaisseur 37; cette disposition a pour but de faciliter le passage des barreaux 30 sous le téton 24. Les cales 37 ont leur face inférieure arrondie pour permettre une flexion normale des barreaux 30.
Une rondelle 38, garnie de ressorts 39. régulièrement espacés, est vissée sur la base du plateau 23 pour pallier aux réactions du barreau étalonné 30 au moment de la rup ture des éprouvettes lors de l'essai. Les flèches du barreau 30 placé en dessous et dans l'axe du plateau 23 sont proportionnelles aux charges exercées sur le plateau. elles commandent le déplacement du miroir 40 autour d'un axe vertical par l'intermédiaire du levier amplificateur 41 et du ruban mé tallique 42. Sur le petit bras du levier 41 est monté le palpeur 43 dont la position peut être réglée et maintenue par l'écrou 44.
Le levier 41 est monté sur un axe 45 qui peut osciller aisément entre deux roulements à billes réalisés par les cages 46, 46'; la cage 46' est réglable et permet d'éliminer les jeux en conservant le minimum de frottement. Sur le grand bras du levier 41 sont montées: <B>10</B> la chape 47, qui est complétée par une petite poulie, 20 la butée 47' sur laquelle sera bridé le ruban 42. La position de la chape 47 par rapport ,à l'axe du levier 41 condi tionne la valeur de l'amplification dudit levier.
Le miroir 40 est monté sur l'axe 49 qui est maintenu vertical sur l'étrier 50 au moyen de deux petites crapaudines 51; sur l'axe 49 est également montée une poulie rai nurée 52, dentelée sur son flanc supérieur 53. Un ressort 54, fixé, d'une part, sur l'étrier 50 et, d'autre part, sur la poulie 52, sollicite le miroir 40 à tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Le ruban 42 est solidaire, d'une part, du levier 41 par l'intermédiaire des organes 47, 47' et, d'autre part, de la poulie 52 par suite de son renvoi sur la poulie 55 qui est elle- même montée sur la console 56. Cette con sole 56 est assujettie sur la crapaudine infé rieure 48 de l'axe 49. La console 56 sert à régler la mise à zéro du spot sur le pupitre. t1 cet effet, on visse ou on dévisse le bouton moleté 57 qui commande le déplacement du doigt 58 déjà sollicité par le ressort 59; la console 56 suit les déplacements de ce doigt 50, tire ou mollit le ruban 42 et fait ainsi tourner faiblement dans un sens ou dans l'autre le miroir 40 par l'intermédiaire de la poulie 52.
Comme il a été dit, dans les essais de dureté-compression-cisaillement, le spot se dé place suivant une droite horizontale sur une échelle graduée. Si aucun dispositif spécial n'était prévu, le spot, au moment de la rup- ture de l'éprouvette (dans l'essai de cisail lement en particulier), reviendrait immédia tement à zéro, ce qui obligerait l'opérateur à suivre très attentivement les déplacements du spot et .à observer d'une façon précise le maximum atteint.
Pour éviter cela, la ma chine a été munie d'un dispositif qui a le double avantage de maintenir le miroir au maximum de déviation et d'éviter le contact de la touche 43 (donc de l'ensemble levier 41 et miroir 40) avec l'un des barreaux 30 immédiatement après la rupture, période très courte pendant laquelle le barreau étalonné 30 utilisé réagit violemment. Ce dispositif comporte plusieurs cliquets juxtaposés 60 dont la distance de la dent ià l'axe d'oscilla- tion 61 croit de '/,,, de mm à chaque cliquet. Ces cliquets 60 reposent sur la joue dentée 53 de la poulie 52 dont les dents sont espacées de 1 mm.
Dans un essai, à la rupture de l'éprou vette, la poulie 52, sollicitée par le poids du levier 41, est retenue par l'un des cliquets 60. Quand on a fait la lecture de la charge de rupture, afin de libérer le miroir 40, on tire, au moyen du bouton 63, la barrette 64 suspendue librement à l'axe 65; les dents des cliquets 60 se trouvent ainsi écartées de la partie dentée 53 de la poulie 52 et le miroir 40 revient @à zéro. Les cliquets 60 peuvent être maintenus dans cette position grâce à une encoche faite dans la barrette 64 qui vient s'accrocher sur le bâti 1.
IV. - Dispositif de mesure des déforma tions des éprouvettes: Cet appareil comporte le bâti 66 avec son dispositif optique et l'étrier 67. L'éprouvette de traction a, dont les têtes sont filetées, est montée sur le bâti 66 et l'étrier 67 au moyen de deux butées 68 et 69 qui agissent comme des; rotules. La butée inférieure 69 est terminée à sa base par une touche conique 70. Un levier 71 cons tamment sollicité contre la touche 70 par un ressort 72 agit sur le miroir 73: 10 par l'in termédiaire du levier 74 qui en est solidaire et dont la position est réglable par rapport à l'orientation du miroir 73, 20 par l'inter médiaire de la touche 75.
Cette touche 75 peut coulisser dans le levier 71 et les deux positions extrêmes qu'elle peut occuper con fère à l'appareil deux sensibilités. L'axe du miroir 73 est monté sur un support 76 qui peut être déplacé angulairement autour de l'axe<B>77;</B> sa position est commandée par la vis moletée 78 et le ressort 80. Cette dispo sition permet. le réglage du spot suivant l'axe des ordonnées sur le pupitre.
<I>Trajet des</I> rayorrts lumineux La lumière est fournie par un ensemble 81 comprenant une ampoule à faible voltage, un condensateur, un réticule, une lentille. Le faisceau lumineux peut. suivre deux trajets suivant la. nature des essais effectués: a) trajet pour les essais de flexion stati que et de traction.
Le pinceau lumineux émis par la lampe passe au travers du bâti 1 par le trou 4, frappe le miroir 73 incliné sous un angle con venable. est réfléchi par celui-ci sur 1e mi roir vertical 40 en passant par la fente<B>)</B> aménagée dans le bâti 1. Le miroir 40 réflé- ehit le pinceau lumineux sur un miroir 81' qui le renvoie finalement sur le papier trans parent posé sur le pupitre 82. ce dernier étant disposé latéralement par rapport au bâti 1.
b) trajet pour essais de cisaillement, com pression, dureté.
Le pinceau lumineux émis par la lampe frappe le miroir 83; ce miroir est monté sur deux équerres 84. 85 (fi-. 1), mobiles angu- lairement l'une par rapport à l'autre, ce qui permet d'incliner ce miroir dans tous les sens. la position de ce dernier étant réglée une fois pour toutes relativement à sa monture déplaçable. L'équerre 85 peut être déplacée angulairement au moyen de l'axe 86 et du bouton de manceuvre 8 7 entre des butées 88.
Du miroir 83 le faisceau lumineux est ré fléchi sur les miroirs 89, 90 et 40; ce der nier renvoie ce faisceau sur le miroir 81' quui réfléchit finalement sur tul verre dépoli gra dué posé sur le pupitre 82. Dans ce cas, le spot se déplace suivant un seul axe.
Cette disposition de miroirs a été adop tée pour conserver la même longueur de tra- jet au faisceau lumineux dans les deux genres d'épreuves précitées et éviter ainsi de changer la mise au point du spot.
Sur le dessin (tracé pointillé fig. 1), le miroir 83 est en position pour le trajet h. Quand on veut obtenir le trajet a, il faut effacer ce miroir 83 qui se trouve en face du trou 4. A cet effet, l'équerre-support 85 est montée comme indiqué sur un axe 86 ter miné par un bouton moleté 87. En faisant subir à ce bouton 87 un quart de tour dans le sens des aiguilles d'une montre, l'équerre 85 vient reposer sur une petite butée 88 et. le trou 4 est dégagé (fig. 3).