PL181202B1 - Urządzenie do pomiaru sił/ cozciągania i zrywania cięgien - Google Patents

Abstract

Urządzenie do pomiaru siły rozciągania i zrywania cięgien, posiadające ramę składającą się z belek wzdłużnych połączonych płytą tylną i nieruchomą płytą przednią, do której są przymocowane dwa hydrauliczne siłowniki mające tłoczyska zamocowane w ruchomej płycie, w której za pomocą podparcia kulistego jest osadzony trzonek przedniego zaczepu, wyposażony w siłomierz tensometryczny, znamienne tym, że ruchoma płyta (8) jest osadzona za pomocąwózków (9) z rolkami (10) w prowadnicach (11), które stanowią przedłużenie górnej belki (2) oraz dolnej belki (3) i sąpołączone na końcach przednią poprzeczką (12), przy czym osadzony w ruchomej płycie (8) przedni zaczep (13)jest podparty znaną rolką (14), a tylny zaczep (15) umieszczony w otworze tylnej płyty (4) i zablokowany przeciętym w kształcie litery U pierścieniem,jest zawieszony na górnej belce (2) za pomocą znanych wieszaków (18) z rolkami (19), natomiast na dwustronnej śrubie (20) połączonej z trzonkiem przedniego zaczepu (13) przechodzącym przez ruchomą płytę (8) jest osadzona znana tuleja (23) z tensometrami (26).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do badania na rozciąganie i zrywanie elementów krótkich, takich jak haki, wagonowe sprzęgi, próbki lin i łańcuchów oraz elementów długich w postaci wszelkiego rodzaju cięgien linowych i łańcuchowych.

Z polskiego opisu patentowego nr 159 076 znane jest urządzenie do pomiaru siły naciągu we wstępnie naprężonych prętowych cięgnach, zawieszeń rurociągów kotłowych i elektrociepłowni. W rozwiązaniu tym, do obejmy rurociągu jest na stałe przymocowany ceowy wspornik, usytuowany nad gwintowanym końcem badanego cięgna, na którym znajduje się oporowa nakrętka dociśnięta do tej obejmy. Przez okrągły otwór w wsporniku, przechodzi zamocowana na końcu cięgna prosta złączka końcówki z siłomierzem tensometrycznym. Końcówka składa się z wkręconej do złączki, dwustronnej śruby, posiadającej na drugim końcu regulacyjną nakrętkę. Pomiędzy regulacyjną nakrętką a wspornikiem znajduje się cienkościenna tuleja z tensometrem. Otwór wewnątrz tulei jest ponad dwukrotnie większy od średnicy śruby. Kołnierzowe podkładki centrujące umieszczone na końcach tulei, ustalająjej współosiowe położenie względem złączki. Jedna podkładka jest osadzona na złączce, a druga na śrubie pod nakrętką regulacyjną. Przygotowanie urządzenia do pracy, następuje przez nakręcenie na cięgno złączki z śrubą, na którą nakłada się siłomierz oraz dociskowe podkładki centrujące. Przytrzymując ręcznie tuleję, tak aby zajęła właściwe położenie na złączce i podkładkach, dokręca się regulacyjnąnakrętkę celem skasowania luzów osiowych. Cechuje się aparaturę pomiarowai po zwolnieniu nakrętki oporowej, reguluje się naciąg przez ręczne pokręcanie nakrętki regulacyjnej.

Podczas badań zrywających, w cięgnie występują siły wielokrotnie większe od podanych w powyższym opisie dla celów regulacji naciągów. Uzyskanie tych sił za pomocą ręcznego pokręcania nakrętki jest bardzo trudne, a ponadto następuje bardzo szybkie zużywanie się gwintu nakrętki i śruby. Z powyższych względów, w zrywarkach, naciąg wstępny i roboczy uzyskuje się z regułu za pomocą siłowników hydraulicznych. Umożliwiający założenie i zdjęcie badanego elementu z zaczepów, jałowy ruch tłoczyska siłownika jest znacznie większy od grubości wyżej opisanych podkładek lub długości złączki, w wyniku czego po każdym cofnięciu tłoczyska, siłomierz spadnie z elementów centrujących. Ręczne ponowne ustawienie siłomierza na tych elementach, podczas roboczego ruchu tłoczyska nie jest możliwe. Z tego względu osadzenie tulei siłomierza tensometrycznego jak w powyższym rozwiązaniu, nie może być stosowane w rozrywarkach hydraulicznych.

181 202

Z opisu patentowe USA nr 4 475 404 znane jest urządzenie do badania na rozciąganie próbek prętowych z włókna szklanego. Urządzenie to ma prostokątną ramę, ułożoną poziomo na podłożu. Dla mocowania oprawki znajdującej się na końcu badanego pręta, w tylnej części ramy znajduje się tylny uchwyt w postaci poprzeczki, zamocowanej na stałe do ramy. Poprzeczka ta posiada w środku długości, głębokie wycięcie w kształcie litery U, dla osadzenia podtoczonej części oprawki. W przedniej części ramy, do jej belek wzdłużnych jest zamocowana rozłącznie, poprzeczna płyta nieruchoma, do której są przymocowane dwa siłowniki hydrauliczne. Tłoczyska siłowników są zamocowane w znajdującej się bliżej końca ramy płycie ruchomej, która spoczywa przesuwnie na wewnętrznych dolnych pasach dwuteowników stanowiących belki wzdłużne ramy. Płyta ruchomajest połączona z ruchomym przednim zaczepem, za pomocą czterech prętów, które przechodzą przez otwory w płycie nieruchomej znajdującej się pomiędzy powyższymi złączonymi elementami. Końce ruchomego przedniego zaczepu są usytuowane identycznie jak końce płyty ruchomej. Zaczep przedni ma konstrukcję podobną do zaczepu tylnego. Urządzenie ma bliżej nie określony w opisie, układ pomiaru naprężeń rozciągających występujących w każdym z czterech prętów.

Wycięcia w uchwycie przednim i tylnym, w bardzo dużym stopniu obniżają ich wytrzymałość, w wyniku czego pod działaniem dużych sił. Będą one odkształcały się wpływając negatywnie na wyniki badań. Dlatego w powyższym opisie znajduje się uwaga, że siły naciągu muszą być utrzymane w pewnym zakresie, w wyniku czego to urządzenie ma ograniczone zastosowanie.

Urządzenie można każdorazowo przystosować do innej długości badanego pręta. W tym celu należy wymontować nieruchomą płytę z przymocowanymi do niej elementami i za pomocą dźwignicy przesunąć w określone miejsce, przemieszczając jednocześnie elementy układu hydraulicznego, elektrycznego i pomiarowego. Czynności te są pracochłonne i zmniejszają wydajność urządzenia do takiego stopnia, że staje się ono nie efektywne podczas badań ciągle zmieniającego się asortymentu cięgien.

Przedni uchwyt oraz płyta ruchoma mająmałą grubość, co może być powodem ich zakleszczania się między powierzchniami dwuteowników, szczególnie przy obciążeniu dynamicznym, powstającym podczas zerwania się badanego cięgna, zwłaszcza wykonanego z liny stalowej.

Siłowniki są sztywno połączone z płytą ruchomą oraz za pomocą aż czterech prętów z uchwytem przednim. Układ ten może powodować działanie sił bocznych na siłowniki i negatywnie wpływać na dokładność zadawanych sił.

Siła naciągu badanego cięgna jest mierzona w sposób pośredni, poprzez pomiar odkształcenia czterech prętów, co przynosi wyniki mniej dokładne od pomiaru bezpośredniego, dokonanego na przykład na końcówce badanego cięgna lub jego zaczepu.

Urządzenie do badania siły rozciągania i zrywania cięgien według wynalazku, ustawione jednym wzdłużnym bokiem na podłożu, ma końce ruchomej płyty przymocowane do wózków, z których każdy posiada cztery rolki toczące się w prowadnicach, stanowiących przedłużenie belek wzdłużnych ramy. Przednie końce prowadnic są połączone pionową poprzeczką. Rolki każdego wózka są odpowiednio rozstawione na jego długości i szerokości, a tłoczyska siłowników są w znany i powszechnie stosowany sposób, luźno połączone z ruchomą płytą, w wyniku czego synchronizacja ruchu obu siłowników jest wymuszana zespołem składającym się z powyższych wózków i ruchomej płyty. W środku ruchomej płytyjest osadzony przedni zaczep badanego cięgna. Przechodzący przez otwór w nieruchomej płycie trzonek przedniego zaczepu jest podparty znaną rolką wspartą na dolnej belce. Rolka ta utrzymuje zaczep w określonym położeniu i zmniejsza działanie sił ciężaru badanego elementu oraz zaczepu i umożliwia jego ruch przy małych siłach tarcia, co znacznie podnosi stopień dokładności pomiaru siły w badanym cięgnie. W otworze tylnej płyty ramy jest umieszczony przesuwnie trzonek tylnego zaczepu, na którym sąwykonane pierścieniowe rowki. W jednym z tych rowków znajduje się pierścień osadczy w kształcie litery U, opierający się na tylnej powierzchni płyty tylnej. Za pomocą tego pierścienia ustalana jest odległość między zaczepami. Tylny zaczep na obu końcach trzonka posiada dwa znane wieszaki z rolkami, które toczą się po górnej belce i umożliwiają manewrowanie tym zaczepem.

181 202

Trzonek przedniego zaczepu jest zamocowany w ruchomej płycie za pomocą dwustronnej śruby, na której znajduje się osadzona suwliwie znana tulejka z czujnikami tensometrycznymi.

Urządzenie według wynalazku zapewnia badanie elementów o dużym zakresie długości' i sił. W wyniku dotychczas niespotykanego ustawienia urządzenia na boku, górna belka ramy pełni jednocześnie funkcję tom jezdnego dla przejezdnych wieszaków tylnego zaczepu. Eliminuj e to konieczność stosowania dźwignicy celem przystosowania urządzenia do badania elementów o innej długości, a czynność ta może być wykonywana szybko i jednocześnie z zawieszaniem badanego elementu na zaczepach. Zastosowanie wózków z rolkami dla płyty ruchomej, dotychczas nie stosowanych w tego typu urządzeniach, przyniosło jednocześnie nieoczekiwany efekt w postaci synchronizacji ruchów siłowników, co ma duże znaczenie dla dokładności pomiarów'. Urządzenie cechuje brak wrażliwości na siły dynamiczne, występujące zwłaszcza przy zrywaniu.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje widok boczny urządzenia, a fig. 2 - przekrój przez zamocowanie przedniego zaczepu.

Rama 1 składa się z belek o dużej sztywności, górnej 2 i dolnej 3, połączonych ze sobątylną płytą 4, co najmniej jedną usztywniającą poprzeczką 5 oraz nieruchomą płytą 6. Do płyty 6 są przymocowane dwa hydrauliczne siłowniki 7 umieszczone jeden nad drugim, których tłoczyska są luźno zamocowane w znany sposób w ruchomej płycie 8. Oba siłowniki 7 sąpołączone ze sobą równolegle, w wyniku czego przesuwana przez nie ruchoma płyta 8 zajmuje stale pozycję pionową. Celem dokładnego prowadzenia ruchomej płyty 8 posiada ona na swoich końcach, górnym i dolnym, wózki 9, z których każdy ma cztery rolki 10 toczące się po znanych prowadnicach 11, które sąprzyspawane do końców wzdłużnych belek 2 i 3 oraz stanowią ich przedłużenie. Prowadnice 11 sąpołączone z przodu pionową poprzeczką 12. W środku ruchomej płyty 8 znajduje się otwór, w którymjest umieszczony koniec trzonka przedniego zaczepu 13. Drugi koniec trzonka zaczepu 13 jest podparty rolką 14 wspartą na dolnej belce 3. W otworze tylnej płyty 4 jest umieszczony suwliwie tylny zaczep 15, na którego trzonku sąwykonane pierścieniowe rowki 16. W zależności od ustawienia tylnego zaczepu 15 w jednym z rowków 16 jest osadzony pierścień 17 wycięty w kształcie litery U i opierający się swoją płaszczyzną czołową o tylną płaszczyznę tylnej 'płyty 4. W przypadku konieczności wzdłużnego unieruchomienia tylnego zaczepu 15 w obu kierunkach, w odpowiednim rowku 16 po wewnętrznej stronie tylnej płyty 4 jest umieszczony drugi nie pokazany na rysunku pierścień 17. Na obu końcach trzonka tylnego zaczepu 15 są przymocowane wieszaki 18 z rolkami 19 toczącymi się po górnej belce 2. Trzonek przedniego zaczepu 13 jest zamocowany w ruchomej płycie 8 za pomocą dwustronnej śruby 20 i znanego kulistego podparcia, składającego się z wewnętrznego pierścienia 21 i zewnętrznego pierścienia 22, za którymjest umieszczona suwliwie tuleja 23. Położenie tulei 23 jest ustalane płaskąpodkładką 24 i nakrętkami 25, którymi reguluje się luz połączenia. Na tulei 23 znajdują się tensometry 26, których jeden jest umieszczony wzdłużnie a drugi poprzecznie.

Zaczepy 13 i 15 mogą być, jak to pokazano na rysunku, w postaci haków otwartych, przeznaczonych dla cięgien mających zakończenia z pętlami lub ogniwami. Haki te mogą posiadać zamknięcia zabezpieczające przed spadaniem liny. Mogą to być również innego rodzaju znane zaczepy, wyposażone w zaciski do mocowania końców lin lub łańcuchów.

Urządzenie jest konstrukcjąprzenośnąnie wymagającą fundamentowania. Jednak w przypadku ram 1 bardzo długich, w których belki 2 i 3 mogą składać się z połączonych ze sobą członów, wskazanym jest usztywnienie przez osadzenie na fundamencie. Rama 1 może posiadać osłony zabezpieczające przed niebezpiecznym działaniem zerwanej liny.

181 202

A-A

Fig. 2

181 202

£3 \2£

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Urządzenie do pomiaru siły rozciągania i zrywania cięgien, posiadające ramę składającą się z belek wzdłużnych połączonych płytą tylną i nieruchomą płytą przednią, do której są przymocowane dwa hydrauliczne siłowniki mające tłoczyska zamocowane w ruchomej płycie, w której za pomocą podparcia kulistego jest osadzony trzonek przedniego zaczepu, wyposażony w siłomierz tensometryczny, znamienne tym, że ruchoma płyta (8) j est osadzona za pomocąwózków (9) z rolkami (10) w prowadnicach (11), które stanowią przedłużenie górnej belki (2) oraz dolnej belki (3) i są połączone na końcach przednią poprzeczką (12), przy czym osadzony w ruchomej płycie (8) przedni zaczep (13) jest podparty znaną rolką (14), a tylny zaczep (15) umieszczony w otworze tylnej płyty (4) i zablokowany przeciętym w kształcie litery U pierścieniem, j est zawieszony na górnej belce (2) za pomocą znanych wieszaków (18) z rolkami (19), natomiast na dwustronnej śrubie (20) połączonej z trzonkiem przedniego zaczepu (13) przechodzącym przez ruchomą płytę (8) jest osadzona znana tuleja (23) z tensometrami (26).