ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ПРЯЖИ Советский патент 1936 года по МПК G01N3/16 

Предлагаемый динамометр, предназначенный для определения крепости пряжи на разрыв при испытании одиночной нити отрезками длиной около 500 мм, состоит из двух шарнирно соединенных рычагов, несущих на своих концах зажимы для закрепления испытуемой на разрыв нити. Нить образует петлю, к которой подвешивается груз определенного веса. При раскрывании рычагов напряжение в нити увеличивается и нить при определенном угле раствора разрывается. Степень раскрывания рычагов при этом характеризует крепость нити и ее сопротивление на разрыв.

Изобретение ставит своей целью: 1) устранение силы инерции, являющейся следствием неравномерного удлинения нити во время испытания и, следовательно, неравномерного возрастания усилия в нити, что имеет место в динамометрах маятникового типа; 2) получение одновременно с результатом крепости и результата удлинения нити; 3) испытание пряжи более длинными отрезками, чем это позволяют существующие типы динамометров и 4) уменьшение влияния на испытываемый отрезок нити толчков от привода динамометра.

На чертеже фиг. 1 и 2 изображают общий вид динамометра (в двух проекциях); фиг. 3 - деталь устройства; фиг. 4 - схему его действия.

Динамометр состоит из пары рычагов 1, 2, ходового винта 10, пары гаек 11, 12 с пальцами и пары зажимов 5, 6 для нити. Рычаги 1, 2 внизу соединены между собой шарнирно и могут образовать угол α в пределах от 0 до 170°. В каждом рычаге имеется продольный вырез, по которым скользят пальцы гаек. Ходовой винт 10 имеет в правой части от среднего вертикального положения рычагов правую квадратную резьбу, в левой же части левую резьбу с одним и тем же шагом. Каждая из указанных частей винта несет на себе по одной гайке с соответствующей резьбой; к гайкам жестко прикреплены их пальцы. При вращении винта гайки перемещаются вдоль винта в разные стороны от его средины и своими пальцами, входящими в продольные вырезы рычагов, растворяют последние. От вращательного движения гайки удерживаются полосой 9, укрепленной параллельно ходовому винту и входящей в вырезы пальцев гаек. Расхождение рычагов должно совершаться при полной симметричности их по отношению к вертикальной оси динамометра, проходящей через ось шарнира, что необходимо для деления угла раствора рычагов на две равные части, так как динамометр измеряет угол .

На верхнем конце каждого рычага крепятся на кронштейнах зажимы 5, 6 для нити. Зажим состоит из двух пластинок, одна из которых имеет винтик, гайкой которого и прижимается к ней другая пластинка; первая пластинка имеет к тому же ножку прямоугольного сечения, которой она крепится к своему кронштейну. Левый зажим крепится в кронштейне наглухо, а правый имеет возможность перемещаться в гнезде кронштейна вверх и вниз вдоль оси ножки на незначительное расстояние. Кроме того, нижняя часть этих зажимов может вращаться" вокруг шарнира в плоскости расхождения рычагов.

Для определения разрывного усилия служит устройство, состоящее из правого зажима для нити, стрелки 7 и шкалы 3. Как уже отмечалось, правый зажим 5 имеет возможность перемещаться вверх и вниз в гнезде своего кронштейна. Когда на нить не действует навешенный грузик Р, зажим под действием пружины прижат к нижней плоскости кронштейна (находится в верхнем крайнем положении). При навешенном же на нить грузике Р зажим 5 оттягивается вниз и выступом в своей головке захватывает хвостик стрелки 7 перемещая ее по шкале во время расхождения рычагов.

Как только произошел разрыв и действие грузика Р на нить прекращается, зажим под действием пружины занимает крайнее верхнее положение. При этом освобождается хвостик стрелки 7 из-под головки зажима, которая и остается неподвижно на шкале, фиксируя половину угла расхождения рычагов в момент разрыва нити. Шкала представляет дугу с нанесенными на ней градусами от 0 до 85°, причем каждый градус разделен на 6 равных частей по 10′ (минут) каждая; градусы наносятся относительно центра вращения рычагов. На шкале имеется концентричный вырез для направления стрелки 7. При испытании нить, под действием возрастающего усилия, удлиняется и грузик Р опускается от центра вращения рычагов на угол β. Зная в момент разрыва нити угол и угол β, можно вычислить истинное напряжение нити в момент разрыва и ее удлинение. Для определения удлинения нити путем измерения угла β служит правый зажим 5 для нити, стрелка-указатель 19 и шкала удлинения 20, поворотная вокруг оси 17. Правый зажим 5 имеет шарнирное соединение своей нижней части (собственно зажим для нити) с ножкой таким образом, что нижняя часть может повернуться вокруг этого шарнира в плоскости расхождения рычагов. С ней (с частью зажима) жестко соединена стрелка, идущая вниз к шкале 20.

Шкала удлинений представляет дугу, каждый градус которой разделен на 6 делений по 10′ каждое, жестко укрепленную на правом рычаге 1 вблизи оси вращения 17 рычагов, так что с расхождением рычагов шкала также вместе с правым рычагом поворачивается вокруг оси вращения рычагов. Градусы на шкале нанесены относительно центра вращения нижней части зажима. Нить при удлинении будет стремиться повернуть нижнюю часть зажима на угол β, а вместе с нею и стрелку-указатель. Стрелке с зажимом в шарнире сообщается небольшое трение при помощи нажимной пружины, достаточное для того, чтобы удержать после обрыва нити зажим со стрелкой от произвольного перемещения вокруг их центра вращения. Кроме того, указанную систему можно уравновесить дополнительным грузиком, превратив ее в двуплечий рычаг, с равенством моментов плеч относительно оси вращения его.

Динамометр приводится в действие от электромотора через посредство червячной передачи; возвращение рычагов в первоначальное вертикальное положение также происходит при помощи электромотора, т.е. последний во время работы на динамометре не останавливается. Для осуществления этого имеется коробка скоростей, с возможностью включения прямого и обратного хода ходового винта, а также его холостого хода (выключение винта при работающем электромоторе). Переключение скоростей, а также и установка на холостой ход происходит при помощи одной и той же рукоятки управления. Динамометр снабжен автоматическими остановами, выключающими ходовой винт при крайних положениях рычагов как при их расхождении, так и при достижении первоначального положения.

Испытание нити производится следующим образом. Конец нити сматывается с надетого на шпиндель вертикальной стойки 4 испытываемого початка вдоль его оси, пропускается через открытый левый зажим, идет вниз к центру вращения рычагов, огибает там ограничительную шпильку, поднимается вверх к правому зажиму 5, проходит его и, при предварительно зажатом левом зажиме, на свисающий конец нити навешивается зажим-грузик для предварительного натяжения нити. После этого зажимается правый зажим, подвешивается на петлю грузик Р и динамометр пускается в ход пуском рукоятки управления коробки скоростей. После разрыва нити записываются показания на шкалах усилия и удлинения и рычаги через посредство той же рукоятки возвращаются в первоначальное положение.

Для сокращения вычисления результатов испытания составляется таблица для различных углов от 55° до 85° через каждые 10′ и для различных углов β от 2° 30′ до 10° через каждые 10′.

1. Динамометр для пряжи, отличающийся тем, что он состоит из двух шарнирно соединенных рычагов 1 и 2, несущих на конце зажимы 5, 6 для нити и снабженных продольными прорезами, в которые входят пальцы, прикрепленные к гайкам 11 и 12, сидящим на винте 10 с правой и левой резьбой.

2. Форма выполнения динамометра по п. 1, отличающаяся тем, что с целью фиксирования положения стрелки 7 на шкале 3 в положении, при котором произойдет разрыв нити, зажим 5 выполнен подпружиненным и подвижным вдоль оси рычага 1 и снабжен выступом для захвата подвижной по шкале стрелки 7 при удержании зажима 5 натяжением нити в нижнем положении.

3. Форма выполнения динамометра по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что для показания удлинения нити при разрыве зажим 5 выполнен поворотным и снабжен стрелкой, а рычаг 1 снабжен шкалой 20, поворотной, как и рычаг 5, вокруг оси 17.