Устройство для реологических испытаний образцов материалов

 

Изобретение относится к измерительной технике и устройствам для исследования физико-механических характеристик материалов. Изобретение .позволяет повысить точность измерений сдвиговых усилий путем исключения погрешностей, связанных со случайными изменениями объема образца и силы трения между частями образца. Устройство для реологических испытаний образцов материалов, содержащее основание, две обоймы, установленные с зазором между их торцами и предназначенные для образования ячейки.для образца материала/узел нагружения сжимающими усилиями, имеющий пуансон, предназначенный для взаимодействия с образцом, узел нагружения сдвиговыми усилиями, выполненный в виде механизма перемещения первой обоймы в плоскости основания, и задатчики сжимающих и сдвиговых усилий, приспособление для регулирования величины зазора между торцами обойм, выполненное в виде механизма перемещения второй Обоймы в осевом направлении, первая обойма установлена на основании посредством клиновых шарниров, а механизм перемещения первой обоймы выполнен в виде Г-образного рычага, соединенного с первой обоймой, контактирующего с основанием посредством стойки, имеющей клиновой конец , перекладина которого соединена с задатчиком сдвиговых усилий. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я is G 01 N 3/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ .ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4883307/28 (22) 20.11.90 (46) 23,02.93. Бюл. N 7 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.С,Парфенок, С.A,Âåðåòåëüíèê.

Н,А.Хромов, В.C,Êàðïîà, И..В.Кутняшенко и С.И.Товкач (56) Андрианов Е.И. Методы определения структурно-механических характеристик порошкообразных материалов, — М.: Химия, 1982 r, с,76-79, рис.31ã. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и устройствам для исследования физико-механических характеристик материалов. Изобретение позволяет повысить точность измерений сдвиговых усилий путем исключения погрешностей, связанных со случайными изменениями объема образца и силы трения между частями образца. Устройство для реологических исИзобретение относится к измерительной технике и к устройствам для исследования физико-механических характеристик материалов.

Известно устройство для реологических испытаний материалов, содержащее основание, две обоймы, установленные с зазором -между их торцами, узел нагружения сжимающими усилиями, имеющий пуансон для взаимодействия с образцом, узел нагружения сдвигающими усилиями, включающий гибкую тягу и силовозбудитель смонтированные на подвижной обойме и измерители усилий и перемещений.

„... Ю „„1796976 А1 пытаний образцов материалов, содержащее основание, две обоймы, установленные с зазором между их торцами и предназначенные для образования ячейки.для образца материала, узел нагружения сжимающими усилиями, имеющий пуансон, предназначенный для взаимодействия с образцом, узел нагружения сдвиговыми усилиями, выполненный в виде механизма перемещения первой обоймы в плоскости основания, и задатчики сжимающих и сдвиговых усилий, приспособление для регулирования величины зазора между торцами обойм, выполненное в виде механизма перемещения второй обоймы в осевом направлении, первая обойма установлена на основании посредством клиновых шарниров, а механизм перемещения первой обоймы выполнен в виде

Г-образного рычага, соединенного с первой обоймой, контактирующего с основанием посредством стойки, имеющей клиновой конец, перекладина которого соединена с задатчиком сдвиговых усилий. 2 ил. (Ь

Недостатком указанного устройства,. 0 является низкая точность вследствие возникновения сил сопротивления от трения О, подвижной обоймы о неподвижные элементы, от трения в системе передачи сдвиговых усилий .от силовозбудителя к подвижной обойме. Поскольку все зти силы фиксируют1 ся измерителем усилий; возникают погрешности при определении истинного значения усилий сдвига.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для реологических испытаний образцов материалов, содержащее основание, две обой1796976

15

30

40

50 мы, установленные с зазором между их торцами и предназначенные для образования ячейки для образца материала, узел нагружения сжимающими усилиями, имеющий пуансон, предназначенный для взаимодействия с образцом, узел нагружения сдвиговыми усилиями, выполненный в виде механизма перемещения первой обоймы в плоскости основания, и задатчики сжимающих и сдвиговых усилий. Подвижная обойма установлена на раме на опорных роликах, Однако и это устройство имеет недостаточную точность; поскольку измеритель усилий фиксирует не только сдвиговые усилия, но и значительные усилия сопротивления, возникающие при перекатывании роликов по поверхности, особенно при попадании под них сыпучего материала. Кроме того, трудность регулирования зазора между подвижной и неподвижной. обоймами приводит к образованию просыпей, что также снижает точность результатов. Отмеченные недостатки особенно сильно проявляются в установках для испытания крупнораэмерных материалов, т.к. вследствие несоизмеримости зазора между обоймами и размерами частиц материала происходит не столько сдвиг дискретного материала, сколько истирание кусков между обоймаЦелью изобретения является повышение точности измерения сдвиговых усилий путем исключения погрешностей, связанных со случайными изменениями объема образца и силы трения между частями образца. . Указанная цель достигается тем, что устройство для реологических испытаний образцов материалов, содержащее основание, две обоймы, установленные с зазором между их торцами и предназначенные для образования ячейки для образца материала, узел нагружения сжимающими усилиями, имеющий пуансон, предназначенный для взаимодействия с образцом, узел нагружения сдвиговыми усилиями, выполненный в виде механизма перемещения первой обоймы @ плоскости основания, и эадатчики сжимающих и сдвиговых усилий, снабжено приспособлением для регулирования величины зазора между торцами обойм, выполненным в виде механизма перемещенйя второй обоймы в осевом направлении, первая обойма установлена на основании посредством клиновых шарниров, а механизм перемещения первой обоймы выполнен в виде Г-образного рычага, соединенного с первой обоймой, контактирующего с основанием посредством стойки, имеющей клиновой конец, перекладина которого соединена с задатчиком сдвиговых усилий, Такое выполнение устройства позволяет повысить точность измерения. поскольку применение клиновых шарниров исключает возникновение в процессе испытаний сил сопротивления в элементах и позволяет избавиться от сил трения подвижной обоймы о неподвижные элементы, Кроме того, одинаковая высота клиновых шарниров и вертикального плеча двуплечего рычага позволяет добиться того, что в процесс@ сдвига подвижная обойма будет совершать плоско-параллельное движение и сдвигающая сила все время направлена в плоскости сдвига, Таким образом, силоизмеритель будет фиксировать только усилие сдвига беэ сил сопротивления.

На фиг. 1 изображен фронтальный вид прибора; на фиг, 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Устройство для реологических испытаний образцов материалов, содержит основание 1, две обоймы 2, 3, установленные с зазором 4 между их торцами и предназначенные для образования ячейки для образца 5 материала (фиг, 2), узел нагружения сжимающими усилиями 6, имеющий пуансон 7 (фиг, 2), предназначенный для взаимодействия с образцом 5. узел нагружения сдвиговыми усилиями 8, выполненный в виде механизма перемещения первой обоймы

2 в плоскости основания 1, и задатчики сжимающих 9 и сдвиговых 10 усилий. Устройство снабжено приспособлением 11 для регулирования величины зазора 4 между торцами обойм 2, 3, выполненным в виде механизма перемещения второй обоймы 3 в осевом направлении, первая обойма 2 установлена на основании посредством клиновых шарниров 12, механизм перемещения первой обоймы 2 выполнен в виде Г-.образного рычага 13, соединенного с первой обоймой, контактирующего с основанием 1 посредством стойки 14, имеющей клиновой конец 15, перекладина 16 которого соединена с задатчиком сдвиговых усилий 10.

Устройство работает следующим образом.

Образец материала 5 помещают в ячейку, образованную обоймами 2 и 3 и при помощи узла нагружения б и пуансона 7 создают на него сжимающее усилие, фиксируемое задатчиком 9, При этом обойма 2 опирается на клиновые шарниры 12 и фиксируется относительно основания 1 посредством болтов 17, а обойма 3 установлена с зазором 4 относительно обоймы 2 при помощи приспособления 11 для регулирования.

Затем отвинчивают болты 17, освобождают обойму 2 и при помощи узла нагружения

1796976

Ф о р м у л а и:з о б р е т е н и я ...усилий путем исключения погрешностей, связанных со случайными изменениями

Устройство для реологических испыта- объема образца и силы трения междучастя. ний образцов материалов; содержащее ос- ми.образца., оно снабжейо приспособленинование, две обоймы, установленные с ем:для регулирования величины зазора . зазором между их торцами и предназначен- между торцами обойм, выполненным в ви ные для образования ячейки для образца де механизма перемещения второй обоймы материала, узел нагружения сжимающими в осевом направлении,нерваяобоймаустаусилиями, имеющий пуансон, предназна- йовлена на основании посредством клиноченный для взаимодействия с образцом, вых шарниров, а механизм перемещения узел нагружения сдвиговыми усилиями, вы-,первой обоймы выцолнен в виде Г-Образнополненный 8 виде механизма перемещенйя . го рычага; соединенного с первой обоймой, : первой обоймы в плоскости основания, и . контактирующего с основанием посредстзадатчики сжимающих и сдвиговых усйлий; вом стойки, имеющей клиновой конец, а

: о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью перекладинакоторогосоедийевасзадатчиповышения точности измерений сдвиговых ком.сдвиговых усилий.

«70

I6 фиг. l сдвиговыми усилиями 8 и задатчика 10 создают сдвиговые усилия, которые через Гобразный рычаг 13 и тягу 18 передаются к обойме 2 и сдвигают ее путем поворота клиновых шарниров 12, При этом стойка 14 опирается клиновым концом 15 в основание 1, а перекладина 16 взаимодействует с задатчиком 10. Измерения осуществляют несколько раз при различных значениях сжимающей нагрузки, в результате чего определяют реологические характеристики (коэффициент внутреннего трения) образца материала.

Такая конструкция устройства для рео-. логических испытаний образцов материалов

5 .позволяет повысить точность определения сдвиговых характеристик на 10-15$ за счет исключения погрешностей, связанных со случайными изменениями объема образца и исключения сил трения между подвижными

10 частями.

1796976

Составитель С. Веретельник

Техред М.Моргентал . Корректор Н, Ревская

Редактор Т. Иванова

Заказ 647 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский. комбинат "Патент". г. Ужгород. ул.Гагарина, 101