УСТРОЙСТВО для ИСПЫТАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1971 года по МПК G01M7/08 G01N3/30 G01N3/54 

При испытании полимерных материалов и различных веществ в лабораторных условиях применяют маятниковые копры различных конструкций. Эти копры предназначены для испытания пластмасс на удар, и выпускаются совместно с термокриокамерой.

Упомянутые копры состоят из собственно копра, термокриокамеры, пульта управления и стола, на котором монтируется копер и термокриокамера вместе, а пульт управления придается отдельно. Процесс испытания складывается следующим образом. В термокриокамере образец доводится до необходимой температуры, затем специальным транспортером он подается нарулсу из термокриокамеры на специальный мостик и далее к месту испытания. В тот момент, когда образец лег на предназначенное место, качающийся маятник, сброщенный с определенной высоты ударяет по образцу, вызывая разрущения, регистрируемые специальными приборами.

Но прототипы допускают соприкосновение образца с окружающей средой испытательного помещения. Следовательно, поверхность образца теряет температуру, и разрушение образца происходит не при однородной температуре, а при резко отличающихся температурах поверхности и середины образца. Поэтому испытание полимерных пленок, например, на этом приборе и подобных им уже совершенно

невозможно. Другим недостатком копров яз ляется их крупногабарнтность и определенная сложность подачи образца и установки его на месте испытаний.

Предлагаемое устройство существенно изменяет метод испытаний, позволяя испытывать полимерные материалы внутри термокриокамеры, т. е. практически без температурных потерь, что является чрезвычайно важным обстоятельством для получения однородности показаний при испытаниях.

Описываемый прибор предназначен для нспытапия образцов из полимерных пленок на ударное растяжение. Но при внесении иебольших конструктивных изменений предлагаемый принцип можно использовать и для испытания стержней из пластмасс па ударный изгиб.

Предлагаемое устройство состоит из копра, термокриокамеры и стола, на котором крепится вся устаиовка. Отличительным призпаком предлагаемого устройства является то, что копер, термокриокамера, стол находятся на одной вертикали, копер и термокриокамера представляют едипое целое, что значительно сокращает габариты и вес всей конструкции.

на фиг. 3 - разрез А-А . 2, а на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Собственно копер представляет нз себя конструкцию, включающую в себя две вертикальные стойки / и 2 с закрелленной в них на шарикоподшииниках осью 3 копра с подвешенной на этой оси ступицей 4 и крепящимся к ней дополнительным грузом 5 для варьирования запаса энергии маятника и расстояния до центра удара. Штанга 6 несет на себе молот 7, сильно развитый в щирину и представляющий из себя арочную конструкцию, охватывающую продольный выстуи 8 сверху на термокриокамере. Внутри этого выстуна и крепится образец с одной стороны к неподвнжному зажиму 9, а с другой стороны к нодвижному зажиму 10. Неподвижный зажим 9 имеет выносную щтангу за пределы камеры на столик //, воспринимающий усилия, действующие на разрываемый образец, а эти усилия в свою очередь передаются на ньезодатчик или на другой какой-либо датчик, а затем на осциллограф для регистрации. В устройстве предусмотрен механизм 12 сброса и фиксации молота 7, стрелка 13 с поводком и шкала 14.

Молот 7 состоит из корпуса, арочной формы, охватывающей выступ 8 камеры. В боковые плоскости молота впрессованы круговые стальные с новерхностной закалкой ударники /5, которыми молот ударяет но крыльям 16 подвил ного зажнма 10. Ударники в виде кругов обеснечивают некоторое уменьщение сил трения скольжения, заменяя их силами трения качения. Кроме того, предлагаемая конструкция молота дает линию контактирования нри ударе, периендикулярну О к плоскости качания маятника, а это, в свою очередь, нозволяет развивать молот в этом направлении, а следовательно, MOJKHo нодобрать необходимую величину выступа, исходя из условий нроектного задания.

Внутри термокриокамеры расположены вентиляторы /7, нагреватели 18, холодильник 19. Эти нрнборы расположены так, чтобы нолучнть при соответствуюпхем режиме работы равномерное распределение температуры по всему объему камеры.

Стенки 20 выступа камеры несколько тонще, чем у основной термокриокамеры 21. Это объясняется стремлением ограннчить чрезмерное развитие молота в щнрину. Однако это условие не категорично, практика подскажег соответствующее рещение.

Справа выступ 8 закрывается съемным люком 22, кренящегося болтами 23 к стенкам камеры и выступа, а слева - глухой стенкой 24. Люк 22 служит для неподвижного зажима основанием. Кроме того, через люк осуществляется установка образцов и их съем после испытания. Болтами 25 копер крепится на основании 26 камеры и к промежуточной плите 27 жесткости, соединяющей камеру и копер воедино.

Работа на предлагаемом копре строится так.

Через люк 22 закрепляется образец в зажимах. Далее люк закрывается, а крылья 16 ус танавлнваются на месте встречи ударников молота с ними. Это достигается за счет перемещения одного из зажимов. Установив механизмом 12 молот в исходное положение с онределенным занасом энергии, этим же механизмом осуществляют и спуск молота, который падает и ударяет своими ударниками 15 но крыльям 16, а через них усилие передается на плоскости 28 и зажим 10 и далее на образец, вызывая его разрущение. Параметры

0 разрущения регистрируются на соответствующих приборах. При этом за все время растягнвания образца сам образец находится внутри термокриокамеры, а из камеры выскальзывают лищь плоскости 28, которые, имея длину

5 вдвое больщую, чем заданное возможное удлинение образца по проектному заданию, не услевают открыть щели в выступе камеры, по которым проходят крылья 16. Дойдя до левой стенки 24, подвижный зажим дальще

0 не нойдет, но для этого радиус качения молота надо выбрать таким, чтобы немного не дойдя до стенки 24, ударники уже соскользнули бы с новерхности крыльев 16. Тогда не произойдет удара зажнма 10 о левую стенку выступа ка5 меры.

После этого открывают люк и извлекают из камеры иснытанные образцы.

Предмет изобретения

Устройство для испытания полимерных материалов на ударные нагрузки, содержащее захват для крепления образца, термокриокамеру, маятниковый конер и прибор для регистрации результатов испытаний, размещенные на общей раме, отличшощеес.ч тем, что, с целью повыщения точности испытаний за счет исключения отрицательного влияния охлаждения образца на результаты измерений, захват для крепления образца смонтирован в термокриокамере и состоит из нодвижного и неподвижного по отиощению к раме зажимов, из которых нодвижный жестко соединен с установленными в продольных пазах термокриокамеры направляющими брусками и имеет выведенные через эти пазы наружу выступы, расНоложенные но касательной к траектории движения ударника маятникового копра.

12

fu2. f

ft

Фиг. 2