CH426383A - Machine pour l'essai des matériaux - Google Patents

Description

  
 



  Machine pour   l'essai    des matériaux
 La présente invention se rapporte à une machine d'essai qui est caractérisée par un socle, des colonnes parallèles montées dans le socle sur les côtés opposés de celui-ci, un élément transversal de liaison s'étendant entre les colonnes, un générateur de vibrations disposé dans le socle, un dispositif d'ancrage fixé dans l'élément transversal de liaison, le générateur et le dispositif d'ancrage étant agencés pour recevoir une éprouvette d'essai entre eux, une masse d'amortissement des vibrations montée de façon à se déplacer dans un plan perpendiculaire à l'axe de chaque colonne, et des éléments de friction montés de façon à amortir le mouvement relatif entre la masse d'amortissement et la colonne.



   Une forme d'exécution de la machine selon l'invention sera décrite, à titre d'exemple, à l'aide du dessin annexé.



   La fig. 1 est une vue en élévation avec coupes partielles d'une machine d'essai à la fatigue.



   La fig. 2 est une coupe verticale   à - plus    grande échelle de l'amortisseur de vibrations monté sur chacune des colonnes de la fig. 1.



   La fig. 3 est une coupe transversale par la ligne 3-3 de la fig. 2, et
 la fig. 4 est une coupe transversale à plus grande échelle par la ligne 4-4 de la fig. 1.



   Le bâti de la machine d'essai comprend un socle 5 muni d'une semelle 6 pouvant être fixée au sol.



  Deux colonnes cylindriques parallèles 7 s'élèvent une à chaque extrémité de la base 5 et une poutre transversale 8 peut être fixée en position réglable sur les colonnes 7.



   Une partie du socle 5 a été arrachée sur la fig. 1 pour montrer un générateur de vibrations monté dans l'axe du bâti et comprenant un organe d'actionnement 11 auquel on fixe une extrémité d'une éprouvette. L'autre extrémité de l'éprouvette est fixée à l'ancrage central 12 de la poutre transversale 8. Une tête creuse 13 qui est représentée en coupe à la fig. 1, est fixée aux extrémités supérieures des colonnes 7 d'une façon qui va être décrite, et un treuil à moteur 14 est monté à l'intérieur de la tête 13 et actionne une chaîne 15 accrochée à un oeillet 16 prévu sur la poutre transversale 8 pour permettre le réglage vertical de cette dernière.

   Chaque extrémité de la poutre 8 comporte, ainsi qu'on le voit sur la partie gauche de la fig. 1 qui est une coupe verticale, un manchon conique 9 et une bague de serrage filetée 10 pour permettre de fixer rigidement la poutre sur les colonnes 7.



   Le générateur de vibrations, qui est représenté schématiquement, comprend un cylindre 51 fixé dans le socle 5 de la machine, dans lequel se déplace l'organe d'actionnement 11 formé par un piston coulissant dans le cylindre 51. L'admission et l'échappement du fluide dans et hors des chambres 52, 53 formées dans le cylindre sur les faces opposées du piston, sont commandés par un ensemble de soupapes 54 connecté à une conduite d'alimentation 55 et à une conduite de retour 56 toutes deux reliées à une source de fluide sous pression (non représentée). Un accumulateur hydraulique 57 est relié à la conduite d'alimentation 55. L'ensemble de soupapes 54 comprend en outre une soupape pilote à actionnement électromagnétique 58 connectée par des conducteurs d'entrée 61 et 62 à un générateur de signaux électriques (non représenté) qui fournit un signal électrique à la fréquence requise.



   Le montage de la tête 13 sur la colonne 7 est effectué au moyen d'un dispositif d'amortissement des  vibrations, comme on peut le voir aux fig. 2 et 3. Un tampon 17 est vissé dans la partie supérieure de chaque colonne 7 et un chapeau 18 est monté sur le tampon 17 et la colonne 7. Une plaque 19 est interposée entre la tête 13 et le chapeau 18. Un boulon 21 qui traverse la paroi inférieure de la tête 13, la plaque 19 et le chapeau 18, est solidement vissé dans le tampon 17. Un anneau 22 glisse à frottement doux sur le chapeau 18 et est espacé axialement de la plaque 19 par une masse d'amortissement 23 de forme annulaire.



  La plaque 19 et l'anneau 22 ont une face revêtue de garnitures de friction 24 qui sont en contact avec les faces opposées de la masse 23, et qui sont montées de façon à ne pas pouvoir se déplacer transversalement par rapport à la colonne tandis que l'alésage intérieur de cette masse ménage un jeu radial uniforme autour de la surface cylindrique du chapeau 18. La masse d'amortissement 23 dispose ainsi d'une liberté de mouvement restreinte dans toutes les directions transversales par rapport à l'axe de la colonne 7, et aussi pour tourner autour de cet axe à l'encontre de la résistance de frottement opposée par les garnitures 24.



  Le centrage de la masse d'amortissement 23 est normalement assuré par quatre plongeurs 25 poussés chacun par un ressort et qui sont montés dans des alésages transversaux pratiqués dans la masse 23 et portent vers l'intérieur contre la surface cylindrique du chapeau 18. Chaque plongeur 25 est chargé par un ressort 20 qui est retenu dans l'alésage par un bouchon fileté 30.



   La partie inférieure du chapeau 18 forme une bride 26 dans laquelle sont logées quatre vis de réglage 27 dont deux sont représentées dans le plan de la fig. 2.



   Des alésages coaxiaux 28 et 29 pratiqués dans la bride 26 et l'anneau 22 respectivement contiennent des ressorts 31 qui sont comprimés entre les vis de réglage 27 et les extrémités fermées des alésages 29.



  De cette manière, la résistance de frottement des garnitures 24 sur la masse d'amortissement 23 peut être modifiée. La partie inférieure du dispositif d'amortissement par friction est entourée par une pièce repoussée 32 que   l'on    accroche élastiquement sur une série de tenons à gorge 33, dont   l'un    est représenté sur la fig. 2, de la même façon qu'on procède pour la fixation d'un enjoliveur sur une roue de véhicule.



   Si la colonne 7 est soumise à un mouvement de vibrations dans lequel son extrémité supérieure se déplace dans une direction transversale par rapport à l'axe de la colonne, le chapeau 18 se déplace par rapport à la masse d'amortissement 23 et ce mouvement relatif est amorti par les garnitures de friction 24.



  Les plongeurs 25 chargés par des ressorts maintiennent la position moyenne de la masse d'amortissement 23 concentrique au chapeau 18 pendant un tel mouvement de vibrations.



   L'amortissement des vibrations fourni par la masse 23 et les garnitures de friction 24 est apériodique et en conséquence, capable d'assurer un certain amortissement des vibrations transversales de
I'extrémité supérieure de la colonne 7, qui sont engendrées lorsqu'on fait fonctionner le générateur de vibrations à des fréquences variables ou mixtes. On peut prévoir un autre type d'amortisseur de vibrations qu'on peut accorder pour une action maximum à une fréquence particulière de la vibration transversale de l'extrémité supérieure de chaque colonne, par exemple la fréquence de résonance propre de la structure de la machine. Deux dispositifs de ce type sont représentés à l'intérieur de la tête creuse 13 à la fig.



  1, et comprennent, pour chaque colonne 7, une masse d'amortissement 41 de forme annulaire montée aux extrémités de deux éléments élastiques en porte à faux, formés par des tiges 42. Dans chaque dispositif d'amortissement, les tiges 42 sont disposées l'une audessus de l'autre perpendiculairement aux deux colonnes 7, et leurs extrémités éloignées de la masse 41 sont encastrées dans un bloc 43 lui-même fixé dans une extrémité de la tête creuse 13. Les deux tiges 42 forment un support pour la masse d'amortissement 41 ayant toute la flexibilité nécessaire pour permettre le mouvement dans une direction perpendiculaire au plan contenant les axes des colonnes, mais une grande rigidité dans la direction verticale, de sorte que le poids de la masse d'amortissement ne produit pas de flexion du support. Un coulisseau 44 glisse sur chaque paire de tiges 42.

   Une tige de réglage 45 est montée de façon à tourner à ses deux extrémités dans les blocs 43 et en son milieu dans un coussinet 46. La tige 45 passe librement à travers les masses d'amortissement 41, qui sont égales, mais elle présente des parties 47 et 48 filetées dans des sens opposés en prise avec les coulisseaux 44 afin de pouvoir rapprocher ou éloigner ces coulisseaux lorsqu'on fait tourner la tige 45 à l'aide d'une manivelle 49. Les longueurs des tiges 42 entre le coulisseau 44 et la masse 41 dans les deux dispositifs d'amortissement sont maintenues égales. Les tiges élastiques 42 permettent à chaque masse d'amortissement 41 de vibrer transversalement à une fréquence qui peut être accordée par un réglage de la position des coulisseaux 44.



  De plus, on peut modifier la masse 41 en y fixant des poids supplémentaires. La vibration transmise par l'extrémité supérieure de chaque colonne 7 à la tête 13 et à chaque coulisseau 44 se heurte à l'effort de réaction de la masse d'amortissement 41. L'amplitude du mouvement de chaque masse 41 à la fréquence de résonance peut être limitée par la résistance normale de l'air ou par des moyens d'amortissement supplémentaires.



   En utilisant   l'un    des deux types d'amortisseurs de vibrations décrits, ou les deux simultanément, on peut parfois réduire les dimensions ou alléger une structure ou un bâti de machine, par rapport aux constructions dans lesquelles toutes les vibrations engendrées par la machine doivent être dissipées dans la structure elle-même. Ainsi, une machine plus légère peut avoir une fréquence fondamentale de résonance comprise dans la gamme du fonctionnement de la machine, et la résonance résultante peut être partieI  lement amortie par les amortisseurs à friction et partiellement par les amortisseurs accordés.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Machine pour l'essai des matériaux, caractérisée par un socle, des colonnes parallèles montées dans le socle sur les côtés opposés de celui-ci, un élément transversal de liaison s'étendant entre les colonnes, un générateur de vibrations disposé dans le socle, un dispositif d'ancrage fixé dans l'élément transversal de liaison, le générateur et le dispositif d'ancrage étant agencés pour recevoir une éprouvette d'essai entre eux, une masse d'amortissement des vibrations montée de façon à se déplacer dans un plan perpendiculaire à l'axe de chaque colonne, et des éléments de friction montés de façon à amortir le mouvement relatif entre la masse d'amortissement et la colonne.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Machine d'essai selon la revendication, caractérisée en ce que la masse d'amortissement comprend un anneau monté concentriquement par rapport à la colonne et ménageant un jeu radial intérieur pour permettre le mouvement transversal de l'anneau à l'encontre des forces de rappel exercées par des ressorts de centrage.

   2. Machine d'essai selon la sous-revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de friction sont montés de façon à ne pas pouvoir se déplacer transversalement par rapport à la colonne et sont en contact avec les faces opposées de l'anneau, et en ce que des éléments de réglage sont prévus pour faire varier la pression exercée par les éléments de friction contre cet anneau.

   3. Machine d'essai selon la revendication, caractérisée en ce qu'elle comporte un second amortisseur de vibrations pour chaque colonne, comprenant une masse d'amortissement supplémentaire montée de fa çon à se mouvoir dans une direction perpendiculaire au plan contenant les axes des colonnes et des éléments élastiques interposés entre les colonnes et cette masse d'amortissement supplémentaire, cette masse et les éléments élastiques pouvant être accordés de façon à résonner à une fréquence donnée de sorte que les vibrations engendrées dans la machine par le générateur des vibrations sont partiellement absorbées par ce second dispositif d'amortissement.

   4. Machine d'essai selon la sous-revendication 3, caractérisée en ce que les éléments élastiques comprennent un ressort en porte à faux portant la masse d'amortissement et dont la longueur utile peut être modifiée par un dispositif de réglage permettant d'accorder la masse et les éléments élastiques et leur donner une fréquence de résonance égale à fréquence donnée.

   5. Machine d'essai selon la sous-revendication 4, caractérisée en ce que les seconds amortisseurs de vibrations montés sur les colonnes des deux côtés de la machine comportent des dispositifs de réglage qui sont actionnés simultanément par un organe commun.

   6. Machine d'essai selon la sous-revendication 5, caractérisée en ce que les seconds amortisseurs de vibrations sont montés dans une tête creuse qui est fixée aux extrémités des colonnes opposées au socle de la machine.