Устройство для испытания образцов сыпучих материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N3/28 

1

Изобретение относится к технике измерений для проведения лабораторных реометрических испытаний различ- ;ных материалов, обладающих сложной реологией, с целью изучения их свойств в условиях сложного нагруже- ния и измерения их параметров и является усовершенствованием устройства для испытания образцов сыпучих материалов по авт.св. № 1132192.

Цель изобретения - повьппение точности испытания за счет измерения вращающего момента, возникающего в образце.

Известно устройство, состоящее из основания и установленного на нем стакана для сьтучего материала, который выполнен в виде упругодеформиро- ванной оболочки и закреплен гибкими тягами, связанными со стаканом и основанием. Устройство имеет систему нагружения материала радиальным усилием, представляющую собой набор жестких пластин-шаблонов с эллипти- ческими отверстиями. Платформа вместе с пластинами-шаблонами может вращаться вокруг своей оси. При этом стакан удерживается от вращения тяга гами, а его оболочка постоянно де- формируется благодаря эллиптической форме отверстий пластин 1.

Однако известное устройство практически не позволяет проводить некоторые измерения, например измерение. вращающего момента, действующего на. образец.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, разрез;.на фиг.2 - система нагружения и узел передачи инфор- нации, вид сверху.

Устройство для испытания образцов сыпучих материалов содержит основание 1 и установленный на нем с помощью неподвижноро диска 2 и оси 3 внешний стакан 4, выполненный в виде упругодеформируемой гибкой оболочки, например, из тонколистового металла. На оболочке стакана 4 закреплены концы гибких тяг 5, а другие их концы с помощью стоек 6 связаны с основанием 1 . На ось 3 с помощью подшипника насажена платформа 7, вращение которой сообщается приводом, состоящим из ролика 8, редуктора 9 и злектро- двигателя 10. На вращающейся платформе 7 установлены жесткие пластины- шаблоны II с эллиптическими отверстиями, закрепленные на платформе 7

872

посредством шпилек и охватывающие оболочку внешнего стакана 4 в различных сечениях по ее высоте. Пластины-шаблоны и оболочка внещнего стакана представляют собой систему нагружения образца. В цилиндрический стакан 4 допол1штельно вставлен внутренний цилиндрический стакан 12, вы- полненньй в виде упругодеформируемой гибкой оболочки из тонкого листового металла и дна из зластичного материала, например резины. Между оболочками внешнего и внутреннего стаканов установлены по; р1ипники 13 качения, которые своими внешними обоймами упираются в оболочку внещнего стакана 4, а Их оси 14 жестко связаны с оболочкой внутреннего стакана 12. На верхней кромке оболочки стакана 12 установлен узел передачи информации, включающий держатели 15, прикрепленные к стакану 12, блоки 16, установленные в держателях 15 с возможностью свободного вращения, и цилиндрический стержень 17, который вставлен в держатели 15 под блоки 16. Перпендикулярно оси стержня 17 к его концам прикреплены тяги 18, связанные с первичными датчиками, например тензо- резисторами 19.

Устройство работает следующим образом.

Во внутренний стакан 12 помещается образец исследуемого материала. Нагруж,ающее радиальное усилие к нему передается от электродвиг ателя 10 через редуктор 9 э ролик 8, платформу 7, пластины-шаблоны 1I, оболочку внещнего стакана 4, подшипники 13 качения и их оси 14. Платформа 7 снабжена резиновой накладкой. При включении электродвигателя 10 за счет трения между обрезиненным роликом 8 и резиновой накладкой платформы 7 последняя начинает вращаться вокруг оси 3. Вместе с платформой 7 вращаются пластины-шаблоны 11 с эллиптическими отверстиями. При их вращении происходит деформирование гибкой оболочки внещнего стакана 4, поскольку малые оси эллипсов отверстий пластин-щаблонов 1 меньше диаметра оболочки. При этом гибкие тяги 5 удерживают стакан 4 от вращения. Поскольку отверстия пластин-шаблонов II эллиптические (т.е. отличны от окружности), то при их вращении вокруг оси 3 в оболочке внешнего стакана 4

возникают радиальные смещения. Под их воздействием подшипники 13 качения, упирающиеся внешними обоймами в оболочку внешнего стакана 4, совершают возвратно-поступательное движение. При этом оси 14 подшипников 13, жестко связанные с оболочкой внутреннего стакана 12, передают радиальные смещения от внешней оболочки к внут- ренней и к находящемуся в ней образцу. Количество подшипников качения и их расположение вокруг внутренней оболочки выбирается таким, чтобы деформирование последней происходило равномерно. Благодаря тому, что оболочки стаканов не соприкасаются, а деформирующие усилия .передаются через оси подшипников, внешнее трение в граничной области отсутствует. Так как малые оси эллипсов меняют свое положение при вращении пластин-шаблонов, оси главных нормальных напряжений также меняют свое направление. Происходит сложное нагружение находя щегося во внутреннем стакане образца

с поворотом главных осей тензора напряжений. В результате сложного нагру- жения в обра зце возникает вращающий момент, зависящий от свойств исследуемого материала, времени, скорости вращения и эксцентриситета отверстий шаблонов. Суммарный вращающий момент сил воздействует также и на узел передачи информации, а затем измеряется с помощью тензорезисторов 19, подключенных к электрическому прибору. Показания прибора фиксируются самописцем.

Формула изобретения

Устройство для испытания образцов сыпучих материалов по авт. св. № 1132192, отличающееся тем, что, с целью повьщгениА точности испытания, оно снабжено дополнительным цилиндрическим стаканом, вьшол- ненным аналогично основному, и установленным внутри его на подшипниках качения.

Л

//

7/

Редактор И.Шулла

Фиг. 2

Составитель В.Мочалов Техред А.Кравчук

Заказ 3824/38

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М.Демчик

Изобретение относится к технике для проведения лабораторных реометри- ческих испытаний различных материалов, обладающих сложной реологией, с цепью изучения их свойств в уелоЮ 77 /Ж/ (У 7 7 ВИЯХ сложного нагружения и измерения их параметров. Устройство содержит два цилиндрических стакана с упруго деформируемыми гибкими оболочками и систему нагружения радиальным усилием. При этом один из стаканов 12 вставляется в другой стакан 4. Во внутренний стакан 12 помещается исследуемый образец. Между стаканами 4 и 12 расположены подшипники 13 качения, их внешние обоймы упираются в оболочку внешнего стакана 4, а оси 14 жестко связаны с оболочкой внутреннего стакана 12. При работе устройства измеряется суммарный вращающий момент сил, действующих на образец. 2 ил. 1в (Л Ю 14) 1 Фиг,1