Устройство для определения релаксационных характеристик эластомеров Советский патент 1983 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к определению релаксационных характеристик эластомеров методом вынужденных крутильных колебаний и может быть использовано для контроля и диаг ностики деформационных свойств эла стомеров в -промышленности, выпуска щей синтетические полимерные матер лы и для научньбс исследований. Известен прибор для измерения динамических вязкоупругих свойств жидких или твердых материалов, сос тоящий из нижней и верхней пластин отстоящих друг от друга для удержа . ния между ними измеряемого образца системы возбуждения высокочастотных синусоидальных колебаний нижней пла тины, которая поддерживается торсио ном, и системы приема колебаний каждой пластины l. Недостатком.данного прибора является узкий диапазон исследования релаксационных характеристик эластомеров, что вызвано высокой частотой используемых синусоидальных, колебаний системы возбуждения и наличием упругого торсиона, который загрубляет всю колебательную систему Известен также прибор для исследования динамических характеристик полимеров на низких и йнфранизких частотах, работающий на вынужденны: колебаниях и содержащий колебательную систему, систему возбуждения . колебаний и съема информации. Крутильные колебания системы возбуждаются при помощи приводимой катушки, намотанной на каркасе, подвешен ной на растяжках из бронзы, и входящей в колебательную систему. Приводная катушка расположена постоянного магнита. Переменный TOI заданной амплитуды и частоты, протекающий через катущку, создает крутящий момент, прикладываемый к исследуемому образцу. Вынужденные колебания системы образец -торсион регистрируются малоинерционным оптико-электронным устройством. Сигналы с датчика и генератора .поступают на анализирующее устройство, обрабатывающее поступакицую инфбрмацию 2. , Однако наличие начального модуля упругости и динамической вязкости системы. с нижа1от точность получае мой информации и сужают диапазон исследования релаксационных характе ристик эластомеров. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения физикомеханических характеристик материйлов. Устройство состоит из колебатель ной системы, в которую входит ревер сивный двигатель, редуктор, подвижная штан1а с зажимом для исследуемо го образца, сам образец и неподвиж-i ный зажим для него. На подвижной штанге жестко закреплена шторка оптического датчика реверса вращения двигателя, которая входит в зазор между источником освещения и фотодиодом. На этой же штанге находится зеркальце для регистрации колебаний колебательной системы, на которое подаемся луч света от источника, отражается и попадает на оптикоэлектронное устройство. На исследуемом образце нижним краем закрепляется рамка( а верхним краем, эта рамка располагается в центрирующем узле. На верхнем краю этой рамки расположено зеркало на которое также падает луч от. источника света, отражается от него и попадает на оптикоэлектронное устройство. С оптических датчиков реверса сигнал поступает на формирователи сигналов реверсирования вращения двигателя. По сдвигу фаз между ходом лучей от зеркал колебательной системы и рамки съема информации, закрепленной на исследуемом образце, судят о физико-механических характеристиках исследуемых материалов Сз. Недостатком данного устройства является невозможность изменения точки крепления рамки съема информации на исследуемом образце, что сужа ет диапазон исследования релаксационных характеристик эластомеров. Целью изобретения является расширение диапазона исследования релаксационных .характеристик эластомеров. Указанная цель -достигается тем,что устройство для определения релаксационных характеристик эластомеров, содержащее приводной электродвигатель, редуктор, колебательную систему, регистрирующие преобразователи и легкую центрируемую рамку системы съема информации, снабжено узлом перемещения по вертикали центрируемой рамки системы съема информации. Устройство для определения релак-, сационных характеристик эластомеров состоит изреверсивного двигателя 1, на валу которого находится редуктор 2, соединенный с колебательной системой 3, куда составной частью входит исследуемый образец 4. На исследуемом образце нижним краем крепится рамка 5 съема информации. На верхнем краю этой ргмки находится игла 6 центрирующей опоры 7. Центрирующая опора жестко закреплена на поперечном рычаге мерной линейки 8 узла перемещения по вертикали 9 цент.рирующей опоры. Перемещение центри-,, рующей опоры по вертикали .осуществляется поворотом рукоятки 10. Колебания колебательной системы и рамки системы съема информации регистрируётся фот.опреобраэователями II и 12 соответственно. Для температурных исследований релаксационных характеристик материалов предназначена термокриокамера 13.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на двигатель 1 он начинает вращаться, .передавая крутящий момент через -. редуктор 2 на колебательную систему 3 и на исследуемый образец 4, закручивая верхний край этого образца . При этом колебании регистрируются фотопреобраэователем 11, оптическая -шторка которого жестко соединен.а с колебательной системой 3. В зависимости от ВЯЗКОУПРУГИХ CBOfti TB .

исследуемого образца эластомера через определённый промежуток времени приходит в движение рамка 5 системы съема информации. Это колебание регистрируется фотопреобразователем 12; По разности фаз сигналов с фотопреобразователей 11 и 12 судят о релаксационных характеристиках исследуемого эластомера. Ревеосирование вращения двигателя 1 осуществляется путем изменения полярности питающего напряжения.

В зависимости от вязкоупругих характеристик исследуемого образ- ца необходимо перемещать крепление рамки 5 съема вдоль исследуемого , образца 4, чтобы получать информацию о релаксационных характеристи-,

ках этого материала, не выходи из зоны линейной вязкоупругости при деформировании материала. Чтобы остаться в зоне линейной вязкоупругости (т.е. когда напряжение в образце линейно зависит от деформации) необходимо оставлять постоян.ным угол закручивания, т.е. деформирования верхнего края исследуемого о.бразца.

0

Однако при исследованиях эластомеров .в диапазоне высоких температур они -размягчаются fak , что сдвиг фаз между сигналами с фотопреобразователей изменяется настоль5ко, что при данном постоянном угле закручивания верхнего края исследуемого образца место закрепления рамки съема информации не закручивается, что не позволяет с достаточной точностью судить с релаксационных 0характеристиках эластомеров.В этом . случае для получения, информации необходимо изменить место крепления рамки съемапо длине исследуемого 5. образца эластомера.

Таким образом, применение узла перемещения рамки системы съема по вертикали и возможность ее фиксации по длине исследуемого об разца эластомера позволяет расширить диапазон исследования релаксационных характеристик эластомеров, что выгодно .отличает предлагаемое устройство от прототипа.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ | РЕЛАКСАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛАСТОМВРОВ, содержащее приводной электродвигатель, редуктор, колебательную систему, регистрирующие преобразователи и центрируемую рамку системы съема информации, отличающес я тем что, с целью расширения диапазона исследования релаксационных, характеристик эластомеров, устройство снабжено узлом перемещения по вертикали центрируемой рамки системы съема информации. (О 4 СО 00