Устройство для испытания образцов материалов на растяжение
Изобретение относится к средствам механических испытаний полимерных материалов. Целью изобретения является повышение точности регулирования процесса вулканизации резиновых изделий путем учета тепловой инерции пресс-форм. Устройство содержит пресс-формы 2 для размещения образцов 3 с нагревателями 4, системы нагружения и нагрева, систему управления нагружением и нагревом, систему измерения параметров. Система управления содержит задатчик 9 температуры, блок 16 регуляторов температуры, блок 18 памяти параметров испытаний и блок 27 вычисления выходной мощности нагревателей. В процессе испытаний осуществляют нагружение и воспроизведение температурных режимов вулканизации образцов 3. Точность температурных режимов обеспечивают регулированием мощности нагревателей с помощью блока 27, который выдает в блок 16 цифровой код, соответствующий мощности, необходимой для нагрева пресс-форм 2 по заданной программе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к средствам механических испытаний полимерных материалов и является усовершенствованием изобретения по авт. св. N 1387629. Целью дополнительного изобретения является повышение точности регулирования процесса вулканизации резиновых изделий путем учета тепловой инерции пресс-форм. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 блок-схема блока вычисления выходной мощности нагревателей. Устройство содержит станину 1, размещенные на ней разъемные пресс-формы 2 для изготовления образца 3 с нагревателями 4 и механизмом 5 раскрытия пресс-форм, механизм 6 растяжения с активным захватом 7 и приводом 8 перемещения механизма растяжения, программный задатчик 9 температуры, датчики 10 температуры, датчик 11 усилия, датчик 12 деформации, жесткую рамку 13, телескопическую термокамеру 14 с калорифером 15, блок 16 регуляторов температуры, блок 17 измерения температуры, блок 18 памяти параметров испытаний, блок 19 измерения параметров испытаний, блок 20 сравнения, блок 21 памяти контрольных значений параметров, блок 22 временных команд, многопозиционный задатчик 23 скорости, блок 24 управления растяжением, блок 25 управления приводом перемещения, блок 26 ввода задания режима и блок 27 вычисления выходной мощности нагревателей, который содержит вычислитель 28 пропорциональной составляющей выходной мощности нагревателей, вычислитель 29 интегральной составляющей выходной мощности, вычислитель 30 дифференциальной (скоростной) составляющей выходной мощности и сумматор 31 для получения результирующей мощности. Рамка 13 связана с механизмом 6 растяжения, термокамера 14 установлена в рамке 13, торец ее меньшего цилиндра связан с захватом 7, а торец большего цилиндра жестко связан с рамкой 13. Датчики 10 температуры установлены в пресс-формах 2 и термокамере 14, их выходы связаны с входами блока 17 измерения температуры, первых выход которого связан с входом блока 18 памяти параметров испытаний, а второй с первым входом блока 16 регуляторов температуры, второй вход которого связан с выходом программного задатчика 9 температуры, а выход с нагревателями 4. Выходы датчиков 11 и 12 усилия и деформации связаны с входами блока 19 измерения параметров испытаний, первый выход которого связан со вторым входом блока 18 памяти параметров испытаний, а второй с первым входом блока 20 сравнения, второй вход которого связан с выходом блока 21 памяти контрольных значений параметров, а выход с управляющим входом блока 18 памяти параметров испытаний. Выходы блока 22 временных команд соединены с управляющим входом блока 17 измерения температуры, третьим входом блока 18 памяти параметров испытаний, через блок 25 с приводом 8 перемещения и через последовательно соединенные многопозиционный задатчик 23 скорости и блок 24 управления растяжением с механизмом 6 растяжения. Входы вычислителей 28, 29 и 30 соединены с выходом программного задатчика 9 температуры и с выходом блока 18 памяти параметров испытаний, а выходы соединены с входом сумматора 31, выход которого соединен с входом блока 16 регуляторов температуры. Устройство работает следующим образом. На начальном этапе испытаний в программный задатчик 9 температуры заносится таблица температур нагрева от времени согласно графика вулканизации, являющегося моделью реального процесса вулканизации для одного или нескольких участков исследуемого образца 3. На этом графике выбирают определенные участки исследования. Этим участкам соответствует определенное время, которое вводят в блок 22 временных команд. С помощью многопозиционного задатчика 23 скорости для каждого времени испытания устанавливают определенную скорость испытания. В блок 21 памяти контрольных значений параметров вводят значения усилий и деформаций, что позволяет за один цикл испытаний получить одновременно семейство функциональных зависимостей изменения величины усилия от деформации и, наоборот, зависимость изменения величины деформации от усилия при различных значениях температуры, времени вулканизации и скорости растяжения. В каждую пресс-форму 2 заправляют заготовку образца 3 из сырой резины. Пресс-формы 2 закрывают, а рамку 13 устанавливают против одной из пресс-форм. В процессе испытаний согласно графику нагрева и измеренной текущей температуре блок 27 вычисления выходной мощности нагревателей выдает в блок 16 регуляторов температуры цифровой код, соответствующий мощности, необходимой для нагрева пресс-форм до заданной температуры. Управляющее воздействие, вычисленное по алгоритму работы блока 27, включает сумму величин, полученных в режиме относительного (пропорционального) диапазона, режиме восстановления или интегральном режиме и режиме скорости (режиме производной). В режиме относительного диапазона выходная мощность вычисляется как функция отклонения измеренной температуры от заданного ее значения. В режиме восстановления или интегральном режиме мощность вычисляется как функция интеграла отклонения температуры. В режиме скорости или дифференциальном режиме мощность вычисляется как функция производной отклонения температуры. Благодаря такому алгоритму регулирования блок 16 регуляторов температуры с повышенной точностью обеспечивает заданный режим вулканизации образцов 3. Одновременно в блоке 22 осуществляется отсчет времени вулканизации. Использование изобретения позволяет проводить корректировку режимов вулканизации изделий по полученной кинетике вулканизации одного или нескольких сортов резины, что достигается использованием программы в блоке программного задатчика и алгоритм регулирования процесса вулканизации. Снижается инерционность управления процессом. Улучшение качества регулирования позволяет повысить точность оптимизации режимов вулканизации изделий из резины.
Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ по авт.св. N 1387629, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования процесса вулканизации резиновых изделий путем учета тепловой инерции пресс-форм, оно снабжено блоком вычисления выходной мощности нагревателей, первый вход которого соединен с выходом программного задатчика температуры, второй вход соединен с выходом блока памяти параметров испытаний, а выход соединен с входом блока регуляторов температуры. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок вычисления выходной мощности нагревателей выполнен с применением вычислителя интегральной составляющей выходной мощности, вычислителя скоростной составляющей выходной мощности, вычислителя пропорциональной составляющей выходной мощности и сумматора, при этом входы вычислителей соединены с выходом программного задатчика температуры и с выходом блока памяти параметров испытаний, а выходы соединены с входом сумматора, выход которого соединен с входом блока регуляторов температуры.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000
Извещение опубликовано: 10.11.2000
