Устройство для испытания текстильных материалов на многоосное растяжение Советский патент 1980 года по МПК G01N3/08 G01N33/36 

t. Изобретение относится к легкой промьйиленности, а именно к текстильному материаловедению, и предназначено для проведения испытаний тканей, трикотажа, нетканых текстильных материалов на плоскостное многоосное растяжение. Известно устройство для испытания текстильных материалов на многорсное растяжение, содержащее смонтированный на плите механизм нагружения образца с приводсяи, установленные на столе, смонтированном над плитой, узлызадания деформации, связанные с средствами для закрепления образца, и средст ва для регистрации усилий. Дисковый образец закрепляют а зажимах по контуру. При вк.гаочении устройства зажимы получают радиальное перемещение и сообщают радиальное растяжение образцу til. Недостатком известного устройства является то, что его конструкция обеспечивает возможность проведения испытаний только при равномернсж ра,диальном растяжении дисковых образце® и позволяет фиксировать общее усилие необходимое для растяжения образцов одновременно во всех направлениях. Однако особый интерес представл 1ет {Проведение испытаний текстильных материалов в условиях, прйближеннЕлх к WJi 6H sW Sireifлу ТацйЖ,гя€ ° ПО.ЦВ ер га етс я номерному pactяжeнию, причем усилия, действующие в различных направлениях, различны. Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства при испытаниях текстильных материалов. Цель достигается тем, что узей задаййя деформации имеет/вертикальную стойку, установленную между ;плитой и столом, Направляющую, закрепленную на стсэле, рычаг. Снабженный средстве для регулировки длины плеч, смонтированный на стойке по|средствстл кронмтейна, при этом один конец рычага Связан тягой с средством для закрепления образца, установленным в направляюще, а.другой - с механизмом нагружения образца, причем последний выполнен в виде винтовой пары, винт которой установлен вертикально и кинематически связан с приводом. Стойка выполнена поворотной, а направляющая закреплена одним концом на ней, при этом в столе выполнены отверстия, для фиксации другого конца направляющей. Рычаг ев язан с механизмом нагружения образца гибкой тягой, охватывающей блоки, установленные на плите. Средство для регистрации усилий имеет тензометрический датчик, включенный в электрическую цепь, содержащую блок измерительных усилителей, блок переключения каналов, шлейфовйй осциллограф и блок питания, при этом тензометрический датчик укреплен на пластине, концы которой шарнирно связаны С тягой, соединяющей конец рычага

С средством для закрепления образца.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема блока растяжения; на фиг, 2 - блок растяжения, вид сверху; на фиг. 3 - блок-схема устройства Для многоосного растяжения текстильных материалов.

Блок растяжения содержит стол 1, На котором закреплена направляющая 2 винтами 3, расположенными в отверстиях стола 1. В направляющей 2 установлен зажим, состоящий из нижней планки 4, верхней планки 5 и крепежного винта б, шарнирно соединяющийся через втулку 7 с тягой 8, на которой шарнирно установлен тензомехрический мостик 9 с датчиками 10, Тяга В соединена с двуплечим рычагом 11, Узел

соединения включает втулку 12, укрепленную винтами 13 на рычаге 11, через которую проходит тяга 8, на конце которой расположена гайка-барашек 14. Рычаг 11 шарнирно укреплен на кронштейне 15. Узел крепления включает ролики 16, расположенные на пальце,17 симметрично относительно кронштейна 15. Палец 17 крепится в прорези рычага 11 с помощью гайки 18. Кронштейн 15 укреплен на стойке 19 .винтом 20. Стойка 19 расположена между столом 1 и плитой 21 с вертикальной плоскости с возможностью поворота вокруг своей оси. РычаГ 11 посредством гибкого элемента (троса) 22 соединен с механизмом нагружения. Узел соединения рычага 11 с гибким элементом 22 включает втулки 23, ук- . репленные на пальце 24 с помощью гайки 25, между которыми расположено соединительное звено 26 гибкого элемента 22. Трос 22 проходит между роликами 27, уста новленньми на болтах 28, соединяющих стойку 19 и шайбу 29, огибает блок 30, укрепленный на оси 31 блока, расположенной на кронштейне 32 блока, который установлен на плите 21 с пометцью винтов 33 и жестКо соединяется с ходовой гайкой 34. Ходовая гайка 34 расположена на ходовом винте 35, установленном между столом 1 и плитой 21 в подшипниках 36 и 37, укрепленных в корпусах 38 подшипникой и 39. Корпус 39 нижнего подшипника 37 укреплен на плите 21 винтами 40. Корпус 38 верхнего подшипника 36 укреплен в столе 1 винтами 41, котбрые также соединяют его

с крышкой подшипника 42. На ходовом винте 35 с помощью шпонки 43 укреплено коническое зубчатое колесо 44, находящееся в зацеплении с конической зубчатой шестерней 45, укрепленной с помощью шпонки 46 на валу 47 шестерни. Вал 47 шестерни проходит через подшипник, расположенный в кор пусе 48, который укреплен на кронштейне 49, установленном на плите 21 винтами 50, и соединяет механизм нагружения с приводом. Спиральная пружина 51 укреплена на пальце 17 для

обеспечения предварительного натяжения гибкого элемента 22.

Устройство для многоосного растяжения включает (фиг. 3) привод 52, блок 53растяжения, на котором укреплена группа 54 тензодатчиков, блок 55 измерительных усилителей, блок 56 переключения каналов, блок 57 питания, 1штейфовый осциллограф 58 и блок 59 питания.

Устройство работает следующим образом.

Образец материала закрепляют с помощью винтов 6 между верхней 5 и нижней 4 планками зажимов. Затем включают привод. Движение от привода через вал 47 и коническую передачу, состоящую из зубчатого колеса 44 и шестерни 45, передается ходовому винту 35. При вращенииходового винта 35 ходовая гайка 34 получает движение вверх. Перемещаясь вверх, ходовая .гайка 34 тянет за собой тросы 22, которые в свою очередь тянут за нижние концы ;авуплечих рычагов 11. Верхние концы рычагов 11 перемещаются в противоположную сторону и через тяги 8 тянут за собой зажимы, которые перемещаются в направляющих 2, укрепленных на столе 1 в заданном положении, и сообщаютобразцу материала растягивающее усилие.

Под действием растягивающего усилия тензометрические мостики 9 изгибаются, в датчиках 10, входящих в группу 54, возникают электрические

сигналы, которые усиливают с помощью блока 55 измерительных усилителей. Датчики группы 54 последовательно опрашиваютсяблоком 56 переключения кйналов, причем питание блоков 55 и 56, а также группы датчиков 54 осуществляется от блока 57. С блока 56 переключения каналов сигнал поступает на шлейфовый осциллограф 5В, подсоединенный к блоку 59 питания.

Величина перемещения зажима задается с помощью механизма задания деформации. Регулировка осуществляется перемещением кронштейна 15 относительно стойки 19 после ослабления винтов 20 и перемещением пальиа 17 в прорези рычага 11 после ослабления гайки 18 с последующей фиксацией рычага и кронштейна в заданном положении. Положение зажима регулируется путем изменения длины тяги 8, выполненной в виде стержня с нарезанной Iha нем резьбой, вращением гайки-барашка 14. Для обеспечения испытания текстильных материалов в различных условиях деформирования можно изменять направление растяжения. Для этого направляющая 2, зажим, тяга 8, рычаг 11 и кронштейн IS жестко закреплены в вертикальной плоскости на стойке 1 Стойка 19 (и, соответственно, все соединенные с ней детали) может быть повернута на любой угол. Закрепление - положения стойки 19 производится с помошью винтов 3, расположенных в отверстиях стола 1 и фиксирующих положение направляющей 2. Вдоль направ ляющих выполнена система прямоуголь-ных отверстий, что позволяет изменят их длину, закрепляя направляющие 2 на стойках 19, используя разные от.верстия. Устройство может быть использовано для проведения испытаний текстиль ных материалов на одноосное, двухосное и многоосное растяжение с различ : ным направлением растяжения, что позволяет моделировать напряженные состояния на образцах материала и снимать эпюры распределения усилий в любой момент времени, что существенно расширяет возможности испытания текстильных материалов и повышает ка чество проводимых исследований. Формула изобретения 1. Устройство для испытания текстильных материалов на многоосное рас тяжение, содержащее смонтированный на плите механизм нагружения образца с приводом, установленные на столе, смонтированном над плитой, узлы задания деформации, связанные с средствами для закрепления образца, и средства для регистрации усилий. отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, каждый узел задания деформации имеет вертикальную стойку, установленную между плитой и столом, направляющую, закрепленную на столе, рычаг, снабженный средством для регулировки длины плеч, смонтированный на стойке посредством кронштейна, при этом один конец рычага связан тягой с средстве для закрепления образца, установленным в направляющей, а другой - с :механизмом на гружения образца, причем последний выполнен в виде винтовой пары, винт которой установлен вертикально и кинематически связан с приводом. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что стойка выполнена поворотной, а направляющая закреплена одним концом на ней, при этом в столе выполнены отверстия для фиксации другого конца направляющей, 3.Устройство по пп. 1 и 2 о т личающееся тем, что рычаг связан с механизмом нагружения образца гибкой тягой, охватывающей блоки, установленные на плите, 4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что срег-тво для регистрации усилий имеет тензометрический датчик, включенный в электрическую цепь,содержащую блок измерительных усилителей, блок переключения каналов, шлейфовый осциллограф и блок питания, тензометрический датчик укреплен на пластине, концы которой щарннрно свяг заны с тягой, соединяющей конец рычага с средством.для закрепления образца. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3807224, кл. 73-95, опублик. 1974 (прототип)