Устройство для определения разрывной нагрузки и относительного удлинения хлопка-волокна Советский патент 1993 года по МПК G01B5/30 

Предложение относится к области измерительной техники, в частности, к средствам измерений силы специального назначения, используемым при испытаниях на прочность хлопка-волокна (ХВ).

Целью изобретения является повышение точности и упрощение конструкции устройства.

На фиг. 1 -7 показаны виды сбоку (фиг.1)

и сверху (фиг.2), разрезы (фиг.3-6) устройст.ва для определения разрывной нагрузки и

относительного удлинения ХВ; на фиг.7 - электрическая схема соединения тензоре- зисторов динамометра.

Устройство содержит закрепленный на корпусе 1 неподвижный зажим (включающий основание 2 и подвижную губку, перемещающуюся на направляющих штырях 4 в плоскости зажима образца ХВ 5 относительно основания 2). На испытываемый образец 5 также наложен (на требуемом расстоянии от неподвижного зажима) подвижный зажим (с основанием 6 и подвижной губкой 3 с направляющими штырями 4, аналогичными используемым в неподвижном зажиме). Для обеспечения зажатия образца на основаниях зажимов 2 и 6 установлены управляемые пневмоцилиндры 7, взаимодействующие с губками 3 зажимов. Основание 6 подвижного зажима установлено на тензометриче- ском динамометре, выполненном в виде упругого параллелепипеда с упругими балками 8, параллельными плоскости зажима образца (плоскости, в которой лежат направляющие штыри 4 и перемещаются губки 3) и образованными на его узких гранях двумя пересекающимися отверстиями 9 в широких гранях; напротив центре в окружностей 9 размещены (наклеены) тензорезисторы RI, соединенные в мостовую измерительную схему (фиг.7), электрически связанную с регистрирующей аппаратурой 10. На одном из жестких торцее этого упругого параллелепипеда 1.1 установлено основание подвижного зажима 6, а в теле другого торца 12 - гайка 13, взаимодействующая с установленным на корпусе 1 ходовым винтом 14 шагового привода 15 продольного перемещения подвижного зажима. Управление шагового привода 15 (отсчет количества шагов) выведено на регистрирующую аппаратуру 10 (в качестве такой аппаратуры, обеспечивающей и управление всем прибором может быть использована соответствующая ПЭВМ, оснащенная необходимыми согласующими средствами). Параллельно упругому параллелепипеду динамометра и с зазором относительно него установлены два дополнительных упругих параллелепипеда, в которых один из жестких торцов 16 сочленен с жестким торцем 12 параллелепипеда ди- намоментра, а другой жесткий торец 17 закреплен на корпусе 1 в месте соединения с ним основания 2 неподвижного зажима. Указанные дополнительные параллелепипеды являются направляющими для подвижного зажима, позволяя осуществлять перемещения в заданном продольном направлении и не допуская (за счет высокой поперечной жесткости) его поперечных перемещений. Суммарная изгибная жесткость упругих балок 18 этих параллелепипедов в направлении перемещений подвижного зажима выполнена меньшей, чем у упругих балок 8 параллелепипеда динамометра.

Устройство работает следующим образом.

В зажимах устройства закрепляют испытываемый образец ХВ (в виде ленточки продольно ориентированных волокон хлоп0 ка), для чего по управляющей команде подают сжатый воздух в пневмоцилиндры 7, который воздействует на губки 3, перемещая их по направляющим штырям 4, и прижимают ленту к губкам оснований 2 и 6

5 зажимов. Затем включают шаговый привод 5, который на заданные углы последовательно поворачивает ходовой винт 14, воздействующий -на гайку 13. В результате продольные жесткие торцы 12 и 1босновно0 го и дополнительных упругих параллелепипедов перемещаются в продольном направлении (вдоль ходового винта), вместе с ними в этом же направлении смещаются жесткий торец 11 (при этом упругие балки 8

5 изгибаются, преимущественно в местах тонких перемычек отверстий 9) и подвижный зажим, перемещение которого вызывает растяжение испытываемого образца ХВ 5. Сила растяжения образца пропорцио0 нальна изгибу упругих балок 8 динамометра и вызываемому этим изгибом сжатию-растяжению тензорезисторов RI, которое преобразуется в пропорциональную величину электрического сигнала на выходе из дина-5 мометра, поступающего на регистратор 10 (коэффициент пропорциональности нагрузки величине сигнала определяют при предварительной тарировке), куда также поступают сигналы от шагового привода 15, позволяю-:

0 щие определить соответствующее перемещение подвижного зажима, т.е. удлинение образца 5. Перемещение подвижного зажима продолжают до тех пор, пока образец ХВ 5 не разорвется, о чем судят по спаду вели5 чины регистрируемой нагрузки, после чего привод останавливают, включают реверс и приводят систему в исходное положение. При работе устройства дополнительные упругие параллелепипеды обеспечивают бо0 ковую устойчивость подвижной системы, т.е служат в качестве направляющих продольного перемещения.

Конструктивные особенности предложенного технического решения по сравнению

5 с известным базовым объектом обеспечивают следующие преимущества:

- повышенную точность результатов испытаний, т.к. между динамометром и испы- , тываемым образцом нет никаких элементов, снижающих точность измерений

силы; этому способствует повышенная жесткость упругой системы динамометра по сравнению с направляющими параллелепипеда (малые деформации подвижных частей и малые ошибки при определении удлине- ния - заметим, что в случае необходимости поправки на деформацию динанометра могут быть определены при тарировке упругой системы); обеспечивающая также снижение мощности привода; повышенной точности упругие направляющие параллелепипеды способствуют и за счет устранения люфтов в подвижных парах гайка-винт при предварительном натяге в упругой системе;

-упрощение конструкции, т.к. система зажимы-динамометр-ходовая гайка-направляющие представляют единый блок.

Формула изобретен и я Устройство для определения разрыв- ной нагрузки и относительного удлинения хлопка-волокна, содержащее корпус с направляющими, жестко закрепленный в корпусе первый зажим для образца, установленный с возможностью перемеще- ния по направляющим второй зажим для образца, шаговый привод перемещения

второго зажима с винтовой передачей, тен- зометрический динамометр и регистрирующая аппаратура, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, динамометр выполнен в виде основного упругого параллелепипеда со сквозным фигурным отверстием в его широких гранях, профиль которого образован двумя пересекающимися окружностями, и с тензорезисторами, размещенными на его узких гранях напротив центров окружностей, второй зажим жестко соединен с одним из торцов параллелепипеда параллельно его узким граням, винтовая передача установлена на другом торце параллелепипеда в его теле, направляющие выполнены в виде размещенных параллельно широким граням основного параллелепипеда двух дополнительных упругих параллелепипедов с отверстиями в их широких гранях, жестко соединенных со стороны винтовой передачи с основным параллелепипедом и с другой стороны с корпусом, а суммарная изгибная жесткость дополнительных упругих параллелепипедов меньше жесткости основного параллелепипеда.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерений силы специального .назначения, используемым при испытаниях на прочность хлопка-волокна (ХВ). Целью изобретения является повышение точности и упрощение конструкции устройства. Эта цель достигается тем, что в устройстве для определения разрывной нагрузки и относительного удлинения ХВ, содержащем корпус с направляющими, жестко закрепленный в корпусе первый зажим для образца, установленный с возможностью перемещения по направляющим второй зажим для образца, шаговый привод перемещения второго зажима с винтовой передачей, тензометрический динамометр и регистрирующую аппаратуру, динамометр выполнен в виде основного упругого параллелепипеда со сквозным фигурным отверстием в его широких гранях, профиль которого образован двумя пересекающимися окружностями, и стензорезисторами, размещенными на его узких гранях напротив центров окружностей. Второй зажим жестко соединен с одним из торцов параллелепипеда параллельно его узким граням.; Винтовая передача установлена на другом торце параллелепипеда в его теле. Направляющие выполнены в виде размещенных параллельно широким граням основного параллелепипеда двух дополнительных упругих параллелепипедов с отверстиями в их широких гранях, жестко соединенных со стороны винтовой передачи с основным параллелепипедом и с другой стороны - с корпусом, а суммарная изгибная жесткость дополнительных упругих параллелепипедов меньше жесткости основного параллелепипеда. 7 ил. (Л С 00 о со ч - о