Прибор для измерения сопротивления сдвигу сыпучих материалов Советский патент 1985 года по МПК G01N3/24 

:л

-vl

со

10 Л 1 Изобретение относится к технике испытания материалов, в частности к устройствам для измерения сопротивления сдвигу порошкообразных ма риалов . Известен прибор для измерения сопротивления сдвигу, содержащий неподвижное кольцо, сдвигаемое кол уплотняющее устройство, выполненно в виде крышки с грузами, нагружающее устройство, включающее штифт, закрепленный на сдвигаемом кольце, и кронштейн, соедичяющий штифт и сдвигающее устройство р . Недостаток прибора заключается в появлении при сдвиге вращающего мента, стремящегося повернуть сдви гаемое кольцо вокруг точки касания штифта со сдвигаемым кольцом, что приводит к недостоверности результатов измерения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому эффекту является прибор для и мерения сопротивления сдвигу сыпучих материалов, содержащий основание установленные на нем неподвижное и подвижное кольца для размещения образца, механизм осуществле ния сдвига с толкателем, связанным с подвижным кольцом, регистрирующе устройство и средство-для уплотнения материала образца ,2 . Недостаток прибора - недостовер ность результатов измерения вследствие неравномерности распределения напряжений в сьтучем материале из-за воздействия толкателя на одну точку подвижного кольца и появления в процессе сдвига вращающего момента, который перекашивает подвижное кольцо относительно неподвижного. Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерени Указанная цель достигается тем, что прибор для измерения сопротивления сдвигу сыпучих материалов, содержащий основание, установленны на нем неподвижное и подвижное кол для размещения образца, механизм осуществления сдвига с толкателем, связанным с подвижным кольцом, регистрирующее устройство и средство для уплотнения материала образца, снабжен полым цилиндром, закреплен ным внутренней поверхностью по образующей к наружной поверхности по вижного кольца, а толкатель выполнен в виде вилки, зубцы которой расположены симметрично относительно плоскости разъема подвижного и неподвижного колец и снабжены роликами, взаимодействующими с наружной поверхностью полого цилиндра, причем ось вращения роликов перпендикулярна оси толкателя и параллельна плос кости разъема колец. На фиг. 1 показан прибор для измерения сопротивления сдвигу сыпучих материалов, фронтальный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху. Прибор содержит основание 1, установленные на нем неподвижное 2 и подвижное 3 кольца для размещения образца 4, полый цилиндр 5, закрепленный по образующей к подвижному кольцу 3, механизм (не показан) осуществления сдвига с толкателем 6, выполненным в виде вилки, зубцы 7 и 8 которой расположены симметрично относительно плоскости 9 разъема колец 2 и 3 и снабжены роликами 10, взаимодействующими с полым цилиндром 5, причем оси 11 вращения роликов 10 перпендикулярны оси толкателя 6 и параллельны плоскости 9 разъема колец 2 и 3, регистрирующее устройство в виде тензодатчиков 12, закрепленных на полом цилиндре 5, и средство для уплотнения материала образца 4, включающее крышки 13 и 14 с патрубками и перегородки 15 и 16 из металлокерамического воздухопроьгицаемого материала, установленные соответственно на противоположных торцах колец 2 и 3. Прибор работает следующим образом. Исследуемый сыпучий материал загружается во внутреннюю полость, образованную кольцами 2 и 3. Необходимое уплотняющее усилие можно получить либо механическим воздействием на крышку 13, либо подачей сжатого газа через патрубок этой крьшки и перегородку 15. Если необходимо получить характеристики аэрированного сыпучего материала, то необходимое количество воздуха подают через патрубок крышки 14 и воздухопроницаемую перегородку 16. После уплотнения или аррирования образца 4 включают механизм осуществления сдвига, приводящий в прямолинейное движение толк.ятель 6. Зубцы 7 и 8 вилки толкателя 6 роликами 10 упираются в полый цилиндр 5 и, благодаря его жесткой связи с подвижным кольцом 3, происходит переме щение последнего и сдвиг сьшучего материала по плоскости 9 разъему. Связь цолого цилиндра 5. с подвижным кольцом 3 по его образующей позволяет получить равномерное распредел ние напряжений в сьшучем материале в процессе сдвига. Усилие сдвига деформирует полый цилиндр 5 и, благодаря этому, регистрируется тензодатчиками 12. Наличие на зубцах 7 и 8 вилки то кателя 6 роликов 10 позволяет передавать усилие сдвига полому цилиндру 5 в плоскости сдвига и одновременно не препятствует перемещению полого цилиндра 3 в направлении, перпендикулярном плоскости 9 сдвига Перемещение полого цилиндра 5 и вместе с ним подвижного кольца 3 в перпендикулярном плоскости 9 направ лении в пределах расширения сыпучего материала осуществляется благодаря тому, что трение качения роликов 10 по наружной поверхности полого цилиндра 5 на два порядка мень ше трения скольжения сыпучего матер ла по внутренней поверхности подвижного кольца 3 при одинаковом порядке величин уплотняющего усилия Ру сдвигающего усилия Pj- и бокового усилия в сьшучем материале. Так как неконтролируемая величина усилия распора исчезает из-за происшедшего при перемещении кольца 3 расширения сьшучего материала, то полученная в ходе измерения зависимость Рс f(Pv является более достоверной. Размещение зубцов 7 и 8 вилки толкателя 6 симметрично относительно плоскости 9 рнзъема колец 2 и 3 способствует тому, что в случае возникающего из-за сопротивления сдвига сыпучего патериала перекоса.подвижного кольца 3 относительно оси прибора и плоскости 9 разъема, все усипие толкателя 6 будет действовать на полый цилиндр 5 через один из зубцов вилки и возникший при этом момент, равный произведению усилия сдвига на расстояние от зубца до плоскости 9 разъема, вернет подвижное кольцо 3 в исходное положение, что также повьшает достоверность полученных результатов. Изобретение позволяет повысить достоверность результатов измерения за счет более равномерного распределения напряжений в сьтучем материале в процессе сдвига и исключения влияния на результаты измерений усилий распора и перекосов подвижного кольца. Кроме того, возможно проведение испытаний при уплотнении сьтучего материала сжатым воздухом, что приближает условия испытаний к натурньм, существующим, например, при пневмотранспортировании сьтучих материалов.

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СДВИГУ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий основание, установленные на нем неподвижное и подвижное кольца для размещения образца, механизм осуществления сдвига с толкателем, связанным с подвижным кольцом, регистрирующее устройство и средство для уплотнения материала образца, отличаю щи йс я тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерения, он снабжен полым цилиндром, закрепленным внутренней поверхностью по образующей к наружной поверхности подвижного кольца, а толкатель выполнен в виде вилки, зубцы которой расположены симметрично относительно плоскости разъема подвижного и неподвижного ко лец и снабжены роликами, взаимодействующими с наружной поверхностью полого цилиндра, причем ось вращения роликов перпендикулярна оси (Л толкателя и параллельна плоскости разъема колец.