Р.ИР.ПЫПТСЦ Д Советский патент 1971 года по МПК G01N3/24 

Изобретение относится к области исследования дисперсных материалов и в особенности формовочных смесей.

Известна установка для испытания дисперсных материалов на сдвиг, включающая нижнюю обойму с дном и верхнюю обойму, снабженную штампом с системой нагружения.

Цель данного изобретения - повысить точность испытания, обеспечить возможность проведения его при больших значениях деформации и скорости сдвига.

Достигается это тем, что нижняя и верхняя обоймы выполнены цилиндрическими и снабжены приводом враш,ательного движения нижней обоймы относительно верхней и штампа и системами регистрации величины крутящего момента, угловых и линейных перемещений.

Штамп выполнен в виде полого цилиндра с концентрически расположенными нижней и верхней гильзами, скрепленными с нижней и верхней обоймами соответственно.

Полый цилиндр штампа выполнен с вертикальным пазом, в котором на оси, скрепленной с верхней обоймой, расположен подшипчик, а нижняя часть цилиндра штампа выполаена конической с максимальным диаметром меньшим внутреннего диаметра верхней обоймы и минимально большим наружного диаметра верхней гильзы на величину порядка 2-

10 размеров среднего зерна испытуемого дисперсного материала.

Обоймы и гильзы выполнены в виде набора колец, причем каждое кольцо отделено от другого шариками.

Дно и штамп выполнены из материала с фрикционными по отношению к испытуемому .материалу свойствами и имеют на рабочих поверхностях насечку.

Каждое кольцо выполнено из материала антифрикционного по отношению к испытуемому материалу и на цилиндрических рабочих поверхностях имеет вертикальную насечку, а на каждой из торцовых - две концентрические

кольцевые проточки.

На фиг. 1 изображена установка, разрез; на фиг. 2 - подшипник; на фиг. 3 - кольцо.

Установка содержит нижнюю обойму / с дном 2, верхнюю обойму , снабженную щтампом 4, который выполнен в виде полого цилиндра и снабжен системой нагружения 5.

Нижняя и верхняя обоймы выполнены цилиндрическими, причем нижняя обойма снабжена приводом вращательного движения

относительно крутящего момента, угловых и линейных перемещений (на чертеже не показаны).

Обоймы и гильзы выполнены в виде набора колец 8, разделенных слоями шариков 9.

Штамп 4 снабжен вертикальным пазом 10, в котором на оси 11, скрепленной с верхней обоймой 3 и гильзой 7, расположен подшипник 12.

Нижняя часть 13 штампа выполнена конической формы с максимальным диаметром меньшим внутреннего диаметра верхней обоймы 3 и минимально большим наружного диаметра верхней гильзы 7 на величину порядка 2-10 размеров среднего зерна испытуемого дисперсного материала.

Дно 2 и нижняя часть штампа выполнены из материала с фрикционными по отношению к испытуемому материалу свойствами и имеют на рабочих поверхностях насечку 14.

Кольца 8 выполнены из материала антифрикционного по отношению к испытуемому .материалу и на цилиндрических рабочих поверхностях /5 имеют вертикальную насечку 16, а на каждой из торцовых поверхностей 17 - две концентрические кольцевые проточки 18 и 19. Проточка 18 предназначена для размещения слоя шариков 9, ее глубина меньше половины диаметра шарика на величину порядка диаметров среднего зерна испытуемого материала. Проточка 19 предназначена для сбора частиц испытуемого дисперсного материала, проникающих между кольцами, она ограничена поверхностью 20, которая пересекается с цилиндрической рабочей поверхностью 15 кольца под острым углом.

Верхние и нилшие обоймы и гильзы отделяются друг от друга плоскостью среза 21, положение которой фиксируется с помощью шпилек 22 необходимой длины, вставляемых в специальные отверстия 23 в кольцах.

В кольцевое пространство, образованное между Барулиными обоймами и 5 и внутренними гильзами 6 и 7, засыпается дисперсный материал и вставляется штамп 4, на который воздействует система нагружения 5 с усилием заданной величины, которая передается штампом испытуемому материалу, уплотняя его. Затем включается привод врашательного движения дна и скрепленных с ним колец обоймы / и гильзы 6.

Штамп 4 удерживается от вращения системой измерения крутяшего момента. Соответственно вместе с ним удерживаются от вращения верхние кольца обоймы 3 и гильзы 7, связанные со штампом через скрепленную с ними ось // и сидящий на ней подшипник 12, расположенный в вертикальном пазу 10 штампа.

Таким образом, самый нижний слой испытуемого материала увлекается во вращение совместно с дном и нижними кольцами, самый верхний остается неподвижным относительно штампа 4 и верхних колец.

же ко дну они находятся, совместно с каждым слоем смеси увлекается во вращение и соответствующее кольцо, углы их поворота регистрируются. Регистрируется также величина крутящего момента.

По их значениям и значению давления на смесь пересчетом определяют прочность смеси на сдвиг и зависимость ее от величины и скорости деформации сдвига, а также величину коэффициента внутреннего трения материала. При испытаниях смесей, обладающих ползучестью, штамп 4 осаживается вместе со смесью, при этом благодаря незначительности трения по оси // подшипника 12, величина крутящего момента не сказывается на величине давления штампа на смесь.

Предмет изобретения

1. Установка для испытания дисперсных материалов на сдвиг, включающая нижнюю обойму с дном и верхнюю обойму, снабженную штампом с системой нагружения, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности испытания, обеспечения возможности проведения его при больших значениях деформации и скорости сдвига, и верхняя обоймы выполнены цилиндрическими и снабл ены приводом вращательного движения

нижней обоймы относительно верхней обоймы и штампа и системами регистрации величины крутящего момента, угловых и линейных пере лещений.

2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что штамп выполнен в виде полого цилиндра с

концентрически расположенными нижней и верхней гильзами, скрепленными с и верхней обоймами соответственно.

3.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что полый цилиндр штампа выполнен с вертикальным пазом, в котором на оси, скрепленной с верхней обоймой, располол ен подшипник, а нижняя часть цилиндра.штампа выполнена конической с максимальным диаметром, меньилим внутреннего диаметра верхней обоймы и минимально большим нарул ного диаметра верхней гильзы на величину порядка 2- 10 размеров среднего зерна испытуемого дисперсного материала.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что обоймы и гильзы выполнены в виде набора колец, причем кольцо отделено от другого шариками.

5.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что дно и штамп выполнены из материала с

фрикционными по отношению к испытуемому материалу свойствами и имеют на рабочих поверхностях насечку.

6.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что каждое кольцо выполнено из материала антифрикционного по отношению к испытуемому материалу и на цилиндрических рабочих поверхностях имеет вертикальную насечку, а на каждой из торцовых - две концентрические

i3