Устройство для исследования свойств материалов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕН ИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 481992 6/28 (22) 28,03,90 (46) 15.07.92. Бюл. N. 26 (71) Московский кондитерский ко

"Рот Фронт" (72) С.В.Юдин, С,А.Мачихин, А,А,Кулмырзаев и А,A,Êàðïóíèí . (53) 620,172.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 203293, кл. G 01 N 3/08, 1965.

Авторское свидетельство СССР

N 394692, кл. 6 01 N 3/08, 1970.

Изобретение относится к.испытательным устройствам и может быть использовано в различных отраслях пищевой промышленности для исследования струкI турно-механических свойств вязких материалов при их сдвиговом деформировании.

Известно устройства для испытания материалов на трехосное сжатие, включающее цилиндрическую обойму, выполненную эластичной, отсчетно-измерительную аппаратуру и гидравлическую систему для создания обжатия материала.

Однако это устройство позволяет исследовать только объемные свойства материала, которые не в полной мере отражают его структурно-механические свойства.

Известна установка для испытания материалов натрехосное сжатие, включающая основание, размещенные на нем в трех взаимно перпендикулярных направлениях опорные и соответствующие иа.кимные плиты, выполненные с возмо>кностью захода относительно одна другой.. Ж, 1747998 А1

/ . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ (57) Сущность изобоетения; полый корпус(1) имеет. три пары соосных отверстий (3), В отверстиях (3) установлены плиты (4) в виде, дисков со сферической образующей, контактирующей со стенками отверстий (3).

Плиты (4) связаны с механизмами возвратно-поступательного и вращательного движений относительно оси нагружения и перпендикулярной ей оси. 1 ил,.

Известная установка осуществляет только объемное сжатие образца, в результате которого невозможно получить полную информация о его структурно-механических свойствах. Наиболее полные сведения о свойствах материала можно получить при его деформировании под воздействием касательных напря>кений, Известная установка не позволяет создавать пространственные сдвиговые деформации исследуемого материала, что и является ее главным недостатком, Цель изобретения — повышение точности исследований, Это достигается тем, что в устройстве, содер>кащем полый корпус с тремя взаимно перпендикулярными парами отверстий в его стенках, установленные в указанных отверстиях нагру>кающие плиты и механизмы их возвратно- поступательного перемещения вдоль осей нагружения, каждая плита выполнена в виде цилиндрического диска со сферической образующей, предназначенной для контакта со стенками отверстия в корпусе, устройство снабжено механизма;

1. ми вращения ка>кдои из плит относительно оси нагружения и перпендикулярной ей оси, проходящей через центр тяжести соответстВующей плиты, Нагружающие плиты выполнены в виде цилиндрических дисков со сферической образующей, предназначенной для контакта со стенками отверстия в корпусе, Такая форма плит сферической образующей позволяет им совершать вращения относительно оси нагружения и перпендикулярной ей оси, проходящей через центр тяжести соответствующей плиты, что в свою очередь дает возможность подвергать материал пространственным сдвиговым деформациям. При этом сферическая образующая плиты обеспечивает герметичный контакт со стенками отверстия в корпусе, исключающий выдавливание материала из полости корпуса при совершении плитами движений, В случае, когда нагружающие плиты имеют другую форму; они не имеют воэможности совершать описанные выше вращате ьные движения.

Устройство снабжено механизмами, обеспечивающими вращение каждой из нагружающих плит относительно оси нагруже . ния и перпендикулярной ей оси, проходящей через Центр тяжести соответствующей плиты, Вращение каждой нагружающей плиты относительно оси нагружения необходимо с целью исключения сил трения сопротивления на поверхности данной плиты течению исследуемого материала под воздействием смежных плит.

В случае, когда нагружающие плиты не совершают указанного вращательного движения, при соприкосновении ее поверхности с деформируемым материалом возникают значительные силы трения, которые вызывают появление градиента скорости течения в поперечном сечении. Это является причиной существенных искажений действительных значений определяемых характеристик материала, вследствие чего снижается точность, Механизмы вращения также должны сообщать каждой нагружающей плите вращательное движение относительно QGM, перпендикулярной оси нагружения и проходящей через центр тяжести соответствующей плиты, Это позволяет подвергать материал сдвиговым деформациям, При этом каждая пара противоположных нагружающих плит должна вращаться в одном направлении относительно укаэанной оси, Это позволяет подвергать материал пространственным сдвиговым деформациям в направлении всех. трех осей декартовых координат, что более реально отражает процесс механической обработки материала и машинах и агрегатах, чем простой сдвиг в

5 плоскости, а также сжатие. Это обстоятельство существенно повышает точность данных о структурно-механических свойствах материала, Отсутствие механизмов вращения плит

10 полностью исключает возможность достижения поставленной цели Так как в этом случае нагружающие плиты не могут совершать вращения относительно оси нагруже. ния и перпендикулярной ей оси, 15 проходящей через центр тяжести соответствующей плиты, и, следовательно, исследуемый материал невозможно подвергнуть деформированию, На чертеже изображено устройство, об20 щий вид, Устройство состоит из полого корпуса 1 в форме куба с полостью 2, на гранях которого имеются отверстия 3 круглой формы. В отверстиях 3 установлены нагружающие

25 плиты 4 в форме диска со сферической образующей, предназначенной для контакта со стенкой отверстия 3, Каждая нагружающая плита 4 снабжена механизмами вращения каждой из плит относительно оси .30 нагружения и перпендикулярной ей оси, проходящей через центр тяжести соответствующей плиты. Механизмы вращения состоят иэ цилиндрического кулачка 5 с канавкой на поверхности, рычага 6, поступательно

35 движущегося в направляющей 7. Конец рычага 6 с роликом 8 установлен в канавке кулачка 5, Рычаг 6 llocpe ñTBo LL>BI>HNp8 связан с другим рычагом 9, конец которого, оканчивающийся роликом 10, установлен в

40 кольцевой канавке 11, выполненной на плоской поверхности нагружающей плиты 4.

Ось 12 кулачка 5 соединена посредством пространственного шарнира 13 с нагружа ющей плитой 4 в ее центре, 45, Устройство работает следующим обрМ зом, Перед началом испытаний вынимают Иэ .полого корпуса 1 одну из нагружающих плит

4 и через освободившееся отверстие 3 за50 гружается исследуемый материал в полость

2. Затем производится сборка устройства.

После сборки сообщается вращательное движение оси 12, в результате чего за счет вращения цилиндрического кулачка 5 рыча

55 6 совершает поступательное движение в направляющей 7 и приводит 8äâèæåíèå рычаг

9. От рычага 9 движение вдоль оси 12 передается нагружающей плите 4 через ролик

10. Последний свободно катится в кольцевой канавке 11 на поверхности плиты 4 и не

1747998 ройствах, что имеет значительную практическую ценность, Составитель А,Кулмырзаев

Техред М.Моргентал Корректор С.Лисина

Редактор Н.Федорова

Заказ 2498 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 препятствует ее вращению относительно оси нагружения, в то же время, сообщая ей вращение относительно оси, перпендикулярной оси нагружения и проходящей через центр тяжести плиты 4, Возможность вращения нагружающей плиты 4 одновременно вокруг указанных осей обеспечивается пространственным шарниром 13, Аналогичйые движения совершают все нагружающие плиты одновременно, В результате исследуемый материал испытывает пространственные сдвиговые деформации, В этих условиях наиболее полно проявляются . структурно-механические свойства материала. Полученные данные позволяют с высокой точностью оценить упруго-вязкие и прочностные свойства образца.

Изобретение позволяет с максимальным приближением смоделировать пространственное течение материала в различных агрегатах, например смесителях, шнековых нагнетателях, формующих устФормула изобретения

5 Устройство для исследования свойств материалов, содержащее полый корпус с тремя взаимно перпендикулярными парами отверстий в его стенках, установленные в указанных отверстиях нагружающие плиты

10 и механизмы их возвратно-поступательного перемещения вдоль осей нагружения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыше- ния точности IlpH исследовании на сдвиг вязких пищевых материалов, каждая плита

15 выполнена в виде цилиндрического диска со сферической образующей, предназначенной для контакта со стенками отверстия в корпусе, устройство снабжено механизмами вращения каждой из плит относительно

20 оси нагружения и перпендикулярной ей оси, проходящей через центр тяжести соотзетствующей плиты,