Устройство для исследования вязкопластичных материалов под давлением Советский патент 1978 года по МПК G01N11/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЯЗКОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к устройствам для йсслгдоааиия свойств текучих сред с помощью вращающихся тел и может быть использовано при исследования вязко-пластичных материалов, в частности, в производстве резины и каучуков.

Известен прибор для определения реологических свойств полимерных материалов, содержащий прессформу с прессуюпхнм пуансоном и вращающимся щтырем, соединенным с приводом через упругий элемент i. Измерение производится с помощью датчика угловых перемещений, сердечник которого жестко связан с верхним концом упругого элемента,.а катушка установлена на вращающемся от и(1дивидуального привода основании, подающим сигнал через усилитель на привод щтыря.

В данном устройстве момент сопротивления сдвига исследуемого материала также воспринимается упругим элементом н фиксируется датчиком углового перемещения. Кроме того, в устройстве применена следян1ая система силовой компенсации. Однако данный прибор имеет невысокую точность измерения кз-за т|)ения в подшипн11ке, центрируюн1ем упругий стер жснь со стаканом, и обеспечивает лишь один работы - момент-время.

Наиболее близки.м по технической сущности к изобретению является прибор для определения пластичности и скорости отверждения пластических масс, выполненный по типу ротационного вискозиметра, содержап|ий nptcc-фор.му с прессующим пуансоном и щтырем, связанным с упругим элементом устройства для восприятия осевого усилия и измерения момента сопротивления сдвига, а также механизм вращения щтьфя или пресс-формы друг относительно друга |2.

При этом щтырь снабжен гладким пилипдрическим наконечником, входящим при формовании образца в соответствующую по размерам полость пуансона.

В этом приборе момент сопротивления сдвига исследуемого материала воспринимается упругим стержнем и фиксируется датчиком углового перемещения.

Это устройство работает липпз в одном режиме измерс-:-ия - момент-время, причем в измерительную ueiib его входит подщипник, цен трирующий ут.ругий элемент с выходным валом провода, что 3 конечном счете создает погрещность при измерении от влияния трения в подшиннике.

11с. изобретения является повышение точHOCTii -:змсре1 ия и расширения функциональных возуожкостек прибора.

Дослпается это тем, что в устройстве, содержаием станину, пресс-форму, ротор, соедиленньп с приводом через торсионный измеритель крутящего . с датчиком углового закручивания концов торсиона, в цепь кинематической связн приводного механизма с двигателом введено разъемное звено, а торсион измер1ггеля крутящего момента своим нижним базовым концом жестко связан с выходным валом привода и в месте этого соединения снабжен тормозным устройством. При этом разъемное звено привода выполнено в виде управляемой муфты сцепления, например электромагнитной, а тормозное устройство торсиона выполнено в виде управляемых электро.магнитных нолумуфт, одна из которых соединена непосредственно с иижнн.м базовым концом торсиоиа, а другая - со станиной.

Такая конструкция позволяет повысить точность и расширить функциональные воз.можности прибора при исследовании вязко-пластичных материалов под давлением {определение вязкости и релаксации напрялсения исследуемого материала).

На чертеже изображен общий вид устройства.

Устройство для исследования вязко-пластичных .материалов под давлением содержит станину 1, гидравлический пресс 2, пресс-форму 3, ротор 4, соединенный с приводом 5 через Topc.4fiH 6 из.мерителя крутящего момента 7 с датчиком 8 углового закручивания концов торсиона.

Привод 5 состоит из двигателя 9, коробки передач 0, муфты сцепления 1 и червячного редуктора 12. Торсион 6 своим нижним базовы.м концом жестко связан с выходны.м валом 13 привода 5, а верхним концом соединен через теплоизоляционную стойку 14, гайку 15, с ротором 4.

Датчик углового закручивания состоит из корпуса 16, связанного с нижним базовы.м концом торснона 6 и сердечника 17, закрепленного на его верхне.м конце.

Выходной вал 13 привода 5 посажен в подшипниках 18 и связан с тор.мозным устройство.м 19, состоящи.м из полу.муфты 20, непосредственно закрепленной на валу 13, и полу.муфты 21, связанной со станиной 1. Датчик S углового закручивания связан с регистрирующим устройством 22.

Прибор работает следующим образо.м. Нагретая в рабочем зазоре между нресс-формой 3 и ротором 4 исследуемая масса- прессуется с ПОМОЩ1.Ю гидравлического пресса 2 и произво;1лтся включение привода 5 от двигателя 9. От приводного вала 13 вращение с постоянной угловой скоростью передается торсиону б, стойке 14 и ротору 4.

Исследуемый .материал подвергается сдвигу и ротор 4 испытывает сопротивление сдви- га. Topciioii 6, будучи самым чувствительным

элементом в этой цепи, скручивается под действием приложенного момента и датчик 8 углового закручивап;-я выдает сипгал, пропорциональный вязкости испытуемого материала, на регнстр;;рующее устройство 22. 5Кро:::е измерения вязкости (момент-время)

устройство может работать в режиме из.мерения релаксации напряжения исследуе.мого материала.

Для этого вкл1О1гается тормозное устройство 19, обеспечивающее жесткое сцепление полу муфт 20 и 21.

При этом торсион 6, скрученный при изMepeiiHH вязкости исслгдуе.мого .материала, свои.м нижним базовы.м концом остается в неизменно.м положении относительно своего верхнего конца. Oднoвpe:v}eннo для устранения влияния инерции привода 5 нроис.ходит отключение муфты сцепления И.

Таки.м образом, цепь измерения - торсион 6, стойка 14, ротор 4 - зa iыкaeтcя нижни.м базовым концом торсиона 6 со станиной 1. При этом ротор 4 .под действием релаксации напряжения исследуемого материала за счет упругости торсиона 6 начинает раскручиваться.

В деформированном образце происходит процесс уменьшения напряжений до равновесного состояния. Датчик углового закручивания 8 еоответственным образом .меняет выходной сигнал и регистр15рующее устройство 22 пишет кривую релаксации напряжения.

Формула изобретения

управл-яемой муфты сцепления, напри.мер электромагнитной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Авторское свидетельство СССР № 246150, М.Кл.2 G 01 . П/14, 1967.