УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРИБОР Советский патент 1972 года по МПК G01N3/00 

Изобретение относится к приборам, предназначеннЫМ для определения механических характеристик полимерных материалов. Одним из важнейших факторов, характеризующих поли мер«ые материалы является область линейности, т. е. область, в которой для данного материала справедливы уравнения линейной теории вязкоупругости. Схема определения области линейиости иолимерных материалов основана на проверке свойств линейных уравнений. Проверка свойств линейных уравнений предусматривает проведение таких экспериментов, как растяжение образца с ПОСТОЯ1ННОЙ скоростью деформирования; релаксация напряжения при постоянной дефор 1ации, т. е. такой вид опыта, в котором образец растягивается мгновенно до заданного значения деформации с осуществлением записи спада напряжения в образце во время опыта; одновременное наложение на образец двух видов режимов, т. е. образец растягивается мгновенно до заданного значения деформации с наложением растяжения с постоянной скоростью, при этом одиовременно снимаются кривые зависимости напряжения от времени. релаксацию с наложением растяжеЦель изобретения - определение области линейности полимерных материалов. Эта цель достигается созданием универсального прибора, в котором растял енйе образца производится от электропривода посредством подвижной рамы, а также от релаксационной головки, выполненной в виде взводного пружинного устройства, жестко скрепленного с подвижной рамой. Релаксациоиная головка срабатывает от фиксатора, включение которого может производиться вручную или автоматически при получении от электронного самописца при достижении заданной нагрузки или деформации образца. В зависимости от эксперимента нагруженне образца : 1ожет происходить одновременно от электропривода и релаксационной головки или же индинидуалъно кажды.м из них. Такое выполнение конструкции прибора позволяет производить испытания с одновременным деформированием образца в режимах растяжения образца с постоянной скоростью деформирования, релаксации наиряжения при постоянной деформации, а также с ложн о го д е ф орлий р ов аа i и я.

стоящий из электродвигателя 2, редуктора 3, червячной передачи 4, ходового винта 5, вращающегося в центральном подшипниковом узле 6 и передающего усилие через маточную (разрезную) гайку 7 подвижной раме 8, перемещающейся по колонкам 9. Маточная гайка играет роль соединительной муфты и позволяет по окончании испытания быстро возвращать подвижную раму в исходное положение. На подвижной раме установлена релаксационная головка 10. Двигаясь вверх, рама передает усилие от работающего электродвигателя через релаксационную головку штоку //, а шток через динамометр 12 - образцу 13 с заж№ма1ми 14.

Один из зажимов связан при помощи установочной 15 со стойкой 16, закрепленной на столе / с зажимиым устройством 17 для термобарокамеры 18.

Установочная гайка 15 позволяет производить выборку люфтов в соединениях штока с зажимами динамОМетром. Термобарокамера съемная и служит для испытания образцов при определенных температурах (минусовых и плюсовых) и давлениях.

При нормальных условиях термобарокамера может не устанавливаться. Для измерения температуры в термобарока-мере установлена термопара 19, которая может быть соединена с электронным самописцем 20 или милливольтметром. Динамометр 12 измеряет усилие, прилагаемое к образцу, и состоит из кольца с наклеенными тензодатчиками. Тензодатчики подключены к электронному мосту 21. Для измерения дефор1мации установлен датчик 22, выполненный в виде пружинной скобы с на.клеенньгаи тензодатчиками, подключенны1М1И к электронному мосту 23.

Релаксационная головка состоит из корпуса 24 с пружиной сжатия 25, поршня 26, маховика 27 с ручкой 28, насаженной на фиксатор 29. В поршне 26 имеется паз, в который входит фиксатор. В зависимости от его поворота в пазу он зацепляет или освобождает поршень. Б верхнем положении маховика пружина расслаблена. Для сжатия пружины ручка 28 устанавливается в вертикальном положении и фиксатор зацепляет поршень и пружину с маховиком. При закручивании маховика по резьбе корпуса пружина сжимается. Величина деформации пружины задается по линейке 30 или индикатору 31. Поршень головки скреплен со штоком 11. При повороте ручки вниз фиксатор освобождает поршень от маховика и усилие сжатой пружины передается через поршень 26 штоку, который, в свою очередь, через динамометр передает усилие испытываемому образцу.

В испытании по сложной программе деформирования одновременно участвует релаксационная головка с предварительно сжатой пружиной и электропривод.

ния, предо.хранительньрм клапаном 34 и вентилем - трубка со спускным вентилем 35 - штуцер 36 прибора.

Создание необходимой температуры производится внешним термостатом 37, соединенным шланга1ми с ниппелЯ|Ми термобарокамеры. Фиксатор 29 .может включаться вручную или срабатывать от электромагнита. Включение электромапнита проис.ходит от замыкания контактов в электронном мосту при достижении заданного пара1метра - деформации или нагрузки (цепи вклю1чееия электромагнита на чертеже не указаны).

Работа на приборе осуществляется следу5 ющим образом.

При растяжении с постоянной скоростью деформирования, образец вставляется в зажимы 14 и закреиляется. Маточная гайка 7 должна находиться в зацепленном состоянии,

а подвижная рама - в нижнем положении. Включается электродвигатель, и образец растягивается с постоянной скоростью деформирования до разрыва. Нагрузка и деформация образца регистрируются электронными

5 мостами 21 и 23. По окончании испытания электродвигатель отключается, маточная гайка расцепляется и подвижная рама под действием собственного веса возвращается в исходное положение.

0 Для испытания в режиме релаксации напряжения при постоянной деформации подвижная рама устанавливается в нижнее положение, маточная гайка должна находиться в зацепленном положении. Ма.ховиком головки задается необходимое натяжение пружине, отсчитываемое по линейке или индикатору. Образец вставляется и закрепляется в зажимах. Люфты выбираются установочной гайкой 15. Поворотом фиксатора пружина освобождается и передает усилие через шток образцу. Образец растягивается на величину предварительно задаваемого натяга пружины. Деформация образца и релаксация напряжения в образце записываются на самописцах.

При испытании образца по программе одновременного деформирования в двух режимах сложное деформирование может происходить в разных комбинациях нагружения.

В одной из них пружине головки предварительно задается необходимое натяжение, вставляется образец, включается электродвигатель нагружения и образец начинает растягиваться. При достижении определенной на5 грузкиавтоматически или вручную пружина освобождается фиксатором и передает усилие образцу. Образец мгновенно растягивается на заданную велич1ину. Электропривод продолжает дальше растягивать образец. Деформации образца от пружины и электропривода, а также напряжение в образце записываются на соответствующих самописцах.

Предмет изобретения

Универсальный нри)бор для определения механических характеристик полимерных материалов, содержащий нагружающее устройство, термобарокамеру для образцов, электронные устройства для регистрации напряжения, деформации и температуры, отличающийся тем, что, с целью определения области линейности ори растяжении, нагружающее устройство снабжено связанной щтоком с образцом релаксациавной головкой в виде взводного пружинного устройства, жестко скрепленной

с подвижной рамой и срабатывающей от фиксатора при достижении определенного значения деформации или нагрузки образца по команде от устройства, например электронно)го, при замыкании программных контактов.

2. Универсальный прибор оо п. 1, отличающийся тем, что, с целью возвращения нагружающего устройства в исходное положение под действием собственного веса, он снабжен отключающей подвижную раму от силового Винта маточной гайкой с подпружиненными элементами разъема.