Прибор для определения прочности эластомеров Советский патент 1961 года по МПК G01N3/20 G01N3/18 

В настоящее время определение прочности эластомеров, проводят, в основном, при малых скоростях деформации. Однако повышение скоростей деформаций при эксплуатации различных эластомеров вызывает необходимость испытания их свойств в аналогичных условиях. С этой целью предлагается конструкция прибора для определения прочности эластомеров в широком диапазоне скоростей деформации и температур. При этом применение в конструкции прибора сменных зажимов дает возможность испытывать образцы, находящиеся до испытания в растянутом состоянии и подвергнутые в таком состоянии различного рода воздействиям, без снятия деформации перед испытанием.

Фиг. 1-схематический разрез прибора но А-А на фиг. 2. Фиг. 2--сечение по .6-5 на фиг. 1. Фиг. 3 - вид по стрелке .F на фиг. 1. Фиг. -4 - схема блока включения механизма разрушения. Прибор состоит из привода, механизма разрушения, блока регистрации измеряе.мых параметров, системы термостатирования и блока включения механизма разрушения и записи. Привод прибора состоит из мотора 1, редуктора 2 и ценной или ременной передачи 3 (в случае малых скоростей деформации используют цепную передачу, в случае больших - ременную). Основной частью разрушающего механизма является ротор 4, закрепленный на валу 5 и вращающийся в подшипниках 6. Ротор и.меет губки 7 для крепления съемных зажимов 6 и винт с противовесом 9 для балансировки ротора с зажимом. Кроме этого разрушающий механизм включает в себя несущую балку 10, вращающуюся на оси //, и измерительную балку 12 с наклеенными на ней тензол1етрическими датчиками. Для удерл ания несущей балки 10 вне плоскости вращения ротора 4 установлены защелки 3. Несущая балка 10 и защелка 13 укреплены на подставке М.

Блок для регистрации измеряемых параметров состоит из моста сопротивлений, два плеча которого составляют тензометрические дат№ 38085 2 чики с базой 10 мм, наклеенные на измерительную балку 12, генератора с усилителем ЭТ-4, магазина сопротивлений и шлейфового осциллографа МПО-2.

Система термостатирования состоит из термостатирующей камеры 15, в которой проложены трубки 16 для циркуляции теплоносителя или хладагента, подаваемых из термостата. Часть термостатирующей камеры /5 может подниматься вверх, освобождая доступ к ротору в момент зарядки образцов (положение, указанное на фиг. 1 пунктиром). Внутри камеры установлен электрический обогрев, состоящий из двух нагревательных элементов 17, предназначенных для поддержания постоянной температуры при работе в области низких температур. К системе термостатирования относится также кожух 18, изготовленный из прозрачного эластичного материала, для того чтобы можно было, не снимая его, контролировать положение балки 10. Для поддержания в камере постоянной температуры установлен контактный термометр 19, связанный с реле, включающим дополнительный обогрев 17. Контроль за температурой в камере осуществляется с помощью термометра 20.

Блок включения механизма разрущения и записи составлен по схеме, приведенной на фиг. 4, и состоит из общего выключателя 21, скользящего контакта 22 для включения механизма разрушения, конденсатора 23 и электромагнита 24. Контакт 25 служит для включения шлейфового осциллографа и датчика положения ротора, состоящего из источника света 26, фотоэлемента 27 и кольца 28 из прозрачного материала. Кольцо 28 закреплено на одном валу с ротором 4 и имеет темную линию, которая меняет интенсивность света, попадающего в фотоэлемент 27 в зависимости от положения ротора. Кривая изменения фототока фиксируется на пленке щлейфового осциллографа.

Методика работы на приборе и принцип его работы заключаются в,,следующем. Перед началом работы производят установку прибора на заданную темнературу, и настройку электрической схемы прибора. :Настройка электрической схемы заключается в балансировке моста сопротивлений, выборе величины усиления и необходимого для проиьв(дства записи шлейфа щлейфового осциллографа. Затем производят датировку измерительной балки 12 путем последовательного нагружения ее грузами различной величины и строят градуировочную кривую зависимости отклонения щлейфа от нагрузки на балку. После этого образцы испытуемых материалов закрепляют в зажиме 8 (при этом образцы в зажиме могут быть закреплены тремя способами; свободно без деформации и без прогиба, свободно с прогибом или с какойлибо предварительной деформацией), открывают термостатирующую камеру 15 и кренят зажим 8 с образцом на роторе 4. Камеру закрывают и отводят несущую балку 10 в исходное положение (показано hyHKTHpoM на фиг. 2), в котором она удерживается защелкой, нри этом одновременно выключается зацепление привода шлейфового осциллографа. Выключатель механизма разрущения 21 ставят в положение «выключено и приводят ротор 4 во вращение. После того как пройдет время, необходимое для того, чтобы образец нагрелся до температуры камеры, включают общий выключатель механизма разрущения 21. Включение механизма разрущения происходит в момент замыкания скользящего контакта 22, расположенного на кольце датчика положения ротора, с помощью которого может быть задано необходимое уп реждение во включении с.хемы по отношению к моменту разрушения.

В момент замыкания контакта 22 конденсатор 23 разряжается на электромагнит 24, который с помощью тяги 29 опускает защелку 13,

удерживающую несущую балку W в исходном положении. Балка под действием пружины 30 входит в свое рабочее положение. При этом упреждение во времени включения разрущающего механизма к моменту соприкосновения образца с измерительной балкой подобрано так, что балка занимает свое рабочее положение до того, как зажим 8 подойдет близко к балке 12. В самом начале движения балки 12 происходит замыкание контакта и включение привода осциллографа. Во все время опыта на пленке фиксируется положение ротора 4; после соприкосновения с измерительной балкой 12 образец деформируется о выщедщую в плоскость вращения ротора балку так, как это показано на фиг. 3. Сила, действующая на балку /2, является геометрической суммой сил, развивающихся в ветвях образца. Приложенная на балку сила вызывает ее деформацию, которая фиксируется тензометрическими датчиками, меняющими свое сопротивление, вследствие чего в плечах моста появляется ток, который усиливается и записывается на щлейфовом осциллографе. По данным шлейфового осциллографа получают зависимость усилия на балке от времени. Зная скорость вращения ротора и геометрию деформации образца, легко устанавливают зависимость усилия на балке от усилия в образце в различные моменты времени и зависимость удлинения образца от времени. На основе этих зависимостей полученный на осциллограмме график перестраивают в координатах: усилие в образце - удлинение и определяют все вытекающие из этой зависимости физико-механические характеристики.

П р е д мет изобретен и я

1.Прибор для определения прочности эластомеров, состоящий из термостата, расположенного в нем неподвижно механизма разрущения, силоизмерителя, привода, зажима для образца, отличающийся тем, что, с целью получения высоких скоростей деформаций, зажим для образца укреплен на подвижном сбалансированном роторе, при своем движении взаимодействует с механизмом разрущения, и имеет принудительное движение.

2.Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью испытания образцов без снятия предварительной деформации, зажимы выполнены съемными.

Вид В

ШУ Ш фцг.1 29J2 f±l |,2 „,.г

fus.t