Устройство для реологических испытаний образцов материалов Советский патент 1993 года по МПК G01N3/24 

Изобретение относится к измерительной технике и к устройствам для исследования физико-механических характеристик материалов.

Известно устройство для реологических испытаний материалов, содержащее осно вание, две обоймы, установленные с зазором между их торцами, узел нагружения сжимающими усилиями, имеющий пуансон для взаимодействия с образцом, узел нагружения сдвигающими усилиями, включающий гибкую тягу и силовозбудитель смонтированные на подвижной обойме и измерители усилий и перемещений.

Недостатком указанного устройства является низкая точность вследствие возникновения сил сопротивления от трения подвижной обоймы о неподвижные элементы, от трения в системе передачи сдвиговых усилий от силовозбудителя к подвижной обойме. Поскольку все эти силы фиксируются измерителем усилий, возникают погрешности при определении истинного значения усилий сдвига.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для реологических испытаний образцов материалов, содержащее основание, две обойXJ.

Ю О О si О

мы., установленные с зазором между их торцами и предназначенные для образования ячейки для образца материала, узел нагру- жения сжимающими усилиями, имеющий пуансон, предназначенный для взаимодействия с образцом, узел нагружения сдвиговыми усилиями, выполненный в виде механизма перемещения первой обоймы в плоскости основания, и за датчики сжимающих и сдвиговых усилий. Подвижная обойма установлена на раме на опорных роликах, ...

Однако и это устройство имеет недрста- точную точность, поскольку измеритель усилий фиксирует не только сдвиговые усилия, но и значительные усилия сопротивления, возникающие при перекатывании роликов по поверхности, особенно при попадании под них сыпучего материала. Кроме того, трудность регулирования зазора между по движной и неподвижной обоймами приводит к образованию просыпей, что также снижает точность результатов. Отмеченные недостатки особенно сильно проявляются в установках для испытания крупноразмерных материалов, т.к. вследствие несоизмеримости зазора между обоймами и размерами частиц материала происходит не столько сдвиг дискретного материала, сколько истирание кусков между обоймами. . -.- ..

Целью изобретения является повышение точности измерения сдвиговых усилий путем исключения погрешностей, связанных со случайными изменениями объема образца и силы трения между частями образца.

Указанная цель достигается уем, что устройство для реологических испытаний образцов материалов, содержащее основание, две обоймы, установленные с зазором между их торцами и предназначенные для образования ячейки для образца материала, узел нагружения сжимающими усилиями, имеющий пуансон, предназначенный для взаимодействия с образцом узел нагружения сдвиговыми усилиями, выполненный в виде механизма перемещения первой обоймы 6 плоскости основания, и эадатчики сжимающих и сдвиговых усилий, снабжено приспособлением для регулирования величины зазора между торцами обойм, выполненным в виде механизма перемещения второй обоймы в осевом направлении, первая обойма установлена на основании посредством клиновых шарниров, а механизм перемещения первой обоймы выполнен в виде Г-образного рычага, соединенного с первой обоймой, контактирующего с основанием посредством стойки, имеющей клиновой конец, перекладина которого соединена с задатчиком сдвиговых усилий.

Такое выполнение устройства позволяет повысить точность измерения, поскольку

применение клиновых шарниров исключает возникновение в процессе испытаний сия сопротивления в элементах и позволяет избавиться от сил трения подвижной обоймы о неподвижные элементы. Кроме того, одинаковая высота клиновых шарниров и вертикального плеча двуплечего рычага позволяет добиться того, что в процессе сдвига подвижная обойма будет совершать плоско-параллельное движение и сдвигаю 5 щая сила все время направлена в плоскости сдвига. Таким образом, силоизмеритель будет фиксировать только усилие сдвига без сил сопротивления.

На фиг. 1 изображен фронтальный вид

0 прибора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для реологических испытаний образцов материалов, содержит основание 1, две обоймы 2, 3, установленные с зазором 4 между их торцами и предназна5 ценные для образования ячейки для образца 5 материала (фиг, 2), узел нагружения сжимающими усилиями В, имеющий пуансон 7 (фиг. 2), предназначенный для взаимодействия с образцом 5. узел нагружения

0 сдвиговыми усилиями 8, выполненный в виде механизма перемещения первой обоймы 2 в плоскости основания 1, и задатчики сжи- . мающих 9 и сдвиговых 10 усилий. Устройство снабжено приспособлением 11 для

5 регулирования величины зазора 4 между торцами обойм 2, 3, выполненным в виде механизма перемещения второй обоймы 3 в осевом направлений, первая обойма 2 установлена на основании посредством клино0 вых шарниров 12, механизм перемещения первой обоймы 2 выполнен в виде Г-образного рычага 13, соединенного с первой обоймой, контактирующего с основанием 1 посредством стойки 14, имеющей клиновой

5 конец 15, перекладина 16 которого соединена с задатчиком сдвиговых усилий 10.

Устройство работает следующим образом.

Образец материала 5 помещают в ячей0 ку, образованную обоймами 2 и 3 и при помощи узла нагружения 6 и пуансона 7 создают на него сжимающее усилие, фиксируемое задатчиком 9. При этом обойма 2 опирается на клиновые шарниры 12 и фик5 сируется относительно основания 1 посредством болтов 17. а обойма 3 установлена с зазором 4 относительно обоймы 2 при помощи приспособления 11 для регулирования. Затем отвинчивают болты 17, освобождают обойму 2 и при помощи узла нагружения

сдвиговыми усилиями 8 и задатчика 10 создают сдвиговые усилия, которые через Г- образный рычаг 13 и тягу 18 передаются к обойме 2 и сдвигают ее путем поворота клиновых шарниров 12. При этом стойка 14 опирается клиновым концом 15 в основание 1, а перекладина 16 взаимодействует с задэтчи- ком 10. Измерения осуществляют несколько раз при различных значениях сжимающей нагрузки, в результате чего определяют рёоло

гические характеристики (коэффициент внутреннего трения) образца материала.

Такая конструкция устройства для реологических испытаний образцов материалов позволяет повысить точность определения сдвиговых характеристик на 10-15% за счет исключения погрешностей, связанных со случайными изменениями объема образца и исключения сил трения Между подвижными частями.

Изобретение относится к измерительной технике и устройствам для исследования физико-механических характеристик материалов. Изобретение .позволяет повысить точность измерений сдвиговых усилий путем исключения погрешностей, связанных со случайными изменениями объема образца и силы трения между частями образца. Устройство для реологических испытаний образцов материалов, содержащее основание, две обоймы, установленные с зазором между их торцами и предназначенные для образования ячейки.для образца материала/узел нагружения сжимающими усилиями, имеющий пуансон, предназначенный для взаимодействия с образцом, узел нагружения сдвиговыми усилиями, выполненный в виде механизма перемещения первой обоймы в плоскости основания, и задатчики сжимающих и сдвиговых усилий, приспособление для регулирования величины зазора между торцами обойм, выполненное в виде механизма перемещения второй Обоймы в осевом направлении, первая обойма установлена на основании посредством клиновых шарниров, а механизм перемещения первой обоймы выполнен в виде Г-образного рычага, соединенного с первой обоймой, контактирующего с основанием посредством стойки, имеющей клиновой конец, перекладина которого соединена с за- датчиком сдвиговых усилий. 2 ил.

Формула изобретения

Устройство для реологических испытаний образцов материалов, содержащее ос-; нование, две обоймы, установленные е зазором между их торцами и предназначенные для образования. ячейки; для образца материала, узел нагружения сжимающими усилиями, имеющий пуансон, предназнах ченный для взаимодействия с образцом, узел нагруженйя сдвиговыми усилиями, выполненный в виде механизма перемещения первой обоймы в плоскости основания, И задатчики сжимающих и сдвиговых усилий, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений сдвиговых

Фиг. I

усилий путём исключения погрешностей, связанных со случайными изменениями объема образца и силы трения между Частями образца, оно снабжено приспособлением для регулирования величины зазора между торцами обойм, выполненным в виде механизма перемещения второй обоймы в осевом направлении, первая обойма установлена на основании посредством клиновых шарниров, а механизм перемещения первой обоймы выполнен в виде Г-образно- го рычага, срединеннрго с первой обоймой, контактирующего с основанием посредством стойки, имеющей клиновой конец, а перекладина которого соединена с задатчи- ком сдвиговых усилий.

А-А

фИГ. 2