Установка для реологических исследований жестких полимерных материалов

714235

Союз Советекик

Социалистических

Республик (6! ) Дополнительное к авт. сввп-ву (22)Заявлено 20,10,77 (21) 25:.)508цу1825 с присоединением заявки И (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.80. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 07.02.80

Cj 0114 11/00 твщааретвееык квинтет

СССР

IN аввзи кзобретеккй и еткрнтвП (53) УДК 5З2,,1 37 (088.8) (72} Авторы изобретения

И. A. Бородай, С. Ф. Братусь и B. К. Никотинев (73) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИ Й

ЖЕСТКИХ ПОЛИМЕРНЫХ МАЧИРИАЛОВ

Изобретение относится к области технической физики, в частности, к устройствам для исследования прочностных. характеристик материалов в жидких срепах.

Известна установка для исследований реологических характеристик материалов в жидких средах. Шестипозиционный стенд содержит корпус, ванну-термостат с жидкой средой, захваты для образцов и систему нагружения в виде подвески с грузами (Ö, Небольшое количество одновременно

I испытуемых образцов пелает установку малопроизводительной, а громоздкость конструкции требует значительного места для ее размещения и создает затруднения в обслуживании. Не обеспечиваетcs воэможностью проведения исследова ний с иными випами нагрузок на образец, например, сжатия, кручения, изгиба и т.п., так как данная установка рассчитана на исследование образцов

2 лишь при постоянной растягиваюшей нагрузке до 1 кН.

Известна также установка пля исследования длительной прочности и ползучести пластмасс в условиях одновременного воздействия агрессивных жидких среп, механических изгибающих нагрузок и повышенных температур. Установка содержит корпус, ванну-термостат, захваты, механизм нагружения, представI0 ляюший собой рычажную систему при соотношении длин плеч 1:10 с грузом.

Установка снабжена также приборами пля регистрации и записи данных и контроля эа воздействуюшими на обра15 зец факторами 12) .

Данная установка имеет ряд недостатков: низкую производительность, I po» мозпкость, невозможность проведения

20 исследований при других видах нагрузки на образцы. Кроме того, применение рычажного механизма нагружения снижает точность приложения нагрузки к образцу из-за значительного трения

4 тяге подвижного захвата перпендикулярно ее оси. Подвижный захват выполнен съемным

На фиг. 1 - схематично представлен общий вид установки; на фиг. 2 - сменная нагрузочно-измерительная стойка; на фиг. Э - сменный подвижный захват с образцом, нагруженным изгибом; на фиг. 4 сменный подвижный захват с образцом„нагруженным сжатием; на фиг. 5 - стойка с подвижным захватом для испытания образца, нагруженного крутящим моментом.

Установка содержит корпус 1 (фиг. 1), на котором установлена ванна-термостат в вице нескольких съемных контейнеров

2, заполненных жидкой средой и снабженных автономными нагревателями 3, связанными разъемной гибкой связью с приборами контроля и управления (на черт. не показаны) системы термостатирования, а также нагрузочное устройство, выпол- ненное в виде полых сменных стоек

4 с автономными силовыми приводами 5 и измерителями 6 деформаций, а также датчиками и сигнализаторами разрушения образцов (на черт. не показаны), связанные гибкой разъемной связью с приборами контроля (на черт. не показаны).

Системы термостатирования и сигнализации связаны. в свою очередь с пультом 7 управления.

Н агруэочно-измерительная стойка (фиг. 2) представляет собой трубу, например, прямоугольного сечения. Верхний торец полой стойки снабжен крышкой 8, а нижний — втулкой 9 для стыковки со штырем 10 (фиг. 1) на дне контейнера 2 при установке или смене отстойки. В верхней части полости стойки расположен силовой привод 5 (фиг. 1-2), представляющий собой группу резиновых жгутов 11 (фиг. 2), концы которых прикреплены к свободно расположенным друг над другом пластинами 12.

Для создания нагрузки верхняя пластина 12 привода снабжена жестко закрепленной на ней тягой 13, свободный конец которой пропущен через направляющее отверстие в крышке 8 и снабжен резьбой и гайкой 14. Нижняя пластина 12 привода 5 снабжена тягой 15, несущей сменный подвижный захват 16 для,образца 17. Неподвижный захват

18 установлен в нижней части стойки, над втулкой 9 ° С целью исключения действия нагрузки на образец в период натяжения жгутов до требуемого уси3 7142 в шарнирах рычагов и неопределенности коэффициента трения покоя, Известна также уСтановка для реологических исследований жестких йолимер1 ных материалов, содержащая корпус ф Э 5. ванну-термостат, нагрузочное устройство с силовым приводом и подвижным заимгом, неподайжный захват," йэмерители деформаций, систвмы термостатирования и сигнализации, Нагружение . 10 образцов изгибом и растяжением осуществляется грузом, подвешенйым к ры чажной системе 1 .10, Предельная нагрузка 1 кН. Количество одновременно испытываемых образцов» 6 штук 13). 15 НедЮтаткй указаййой установкй низкая производительность, ограниченные экспериментальные возможности, так как;нагружение образцов возможно только изгибом и растяжением и только в

;. ЯО статическом режиме . Использование рычажного механизма нагружения, вследствие наличия трения, не обесцечивает достаточной точности приложения

- -- жгрузки., Цель предлагаемого изобретенияйовышение производительности и точнос- тй исследований.

Для этогонагрузочное устройство вы-

30 полнено в виде сменных полых стоек, каждая с автономным силовым приводом и измерителем деформаций, а ванна термостат выполнена из съемных кой тейнеров с автономными нагревателями, 35 установленных на опоре. Силовой привод нагрузочно-измерительных стоек выполнен в виде пакета резиновых жгутов, скрепленных горизонтальными пластинами, верхняя из которых посредством тяги и резьбового соединения закреплена на крышке полой стойки, а нижняя посредством тяги соединена с подвиж-. ным захватом. Полые стойки установлены

* в"съемйых контейнерах посредством 45 разъемно-с:тыкового соединения типа втулка- штырь и соединены с системой термостатирования и сигнализации гибкой разъемной связью. Опора съемных контейнеров выполнена в виде жесткой плиты, снабженной отверстиями для уста.новки на стандартных динамических стендах. В полой стойке дополнительно установлен упор в виде перегородки с осевым отверстием, закрепленный между силовым приводом и подвижным захватом.

Подвижный захват выполнен в виде втулки с винтовыми пазами с входящим в их полость .пальцем, установленным на

5 7 лия в стенках 19 стойки предусмотрены фиксаторы 20 для фиксации нижней плас-, тины 12. Для измерения величины заданной нагрузки имеется связанный с верхней пластиной либо тягой тарироввнC

HbN гидроцилиндр (на черт; не показан), либо градуированная шкала со стрелочным указателем. Для свободного aoñòóna к образцу и установки вспомогательных приспособлений и средств контроля в стенках полой стойки выполнены окна (на черт. не показаны).

Сменный подвижный захват, 16 для испытания образцов при растягиввкнней нагрузке может быть выполнен, например, в виде двух встречноподвижных губок, либо в виде цангового зажима. Для

/ испытании образца при изгибающей нагрузке (фиг. 3) сменный подвижный зажим выполнен в ниде. П-образной скобы, перекладина которой соединена с тягой, . на концах вертикальных лучей выполнено отверстие под палец (штырь) 21, а на наружной поверхности стойки выполнены упорные кулачки 22 с опорными роликами 23, взаимодействующими с образцом 17. Подвижный захват дня испы такий. образцов при сжимающей нагрузке имеет форму прямоугольной рамки (фиг. 4), нижняя стенка которой, предназначенная для установки на ней образца 17, выполнена утолщенной, а боковые — снабжены прорезями, в которых размещена пластина 24, взаимодействующая одной стороной с образцом, а другой — с опорными роликами 23 упорных кулачков 22. Для испытания образцов, нагруженных крутящим моментом, подвижный захват 16 выполнен в виде втулки (фиг, 5) упорным подшипником 25, взаимодействующим с упором

26, выполненным в виде перегородки с отверстием под тягу 15 и установленную в полости стойки между силовым приводом и подвижным захватом. Для создания крутящей нагрузки нв образец в указанной втулке выполнены винто-вые пазы 27, взаимодействующие с пальцем 28, установленнь|м на тяге 15 перпендикулярно ее осй.

С целью обеспечения возможности проведения испытаний при одновременном воздействии динамических, например, вибрационных нагрузок нижняя опора контейнеров выполнена в виде плиты> снабженной отверстиями (на черт. не показаны) для установки на стандартных динамических стендах.

Установка работает следующим образом.

В зависимости от вида нагружения образца берется соответствующий подвижный захват 16 (фиг. 2-5), закрепляется на нижней тяге 15 силового привода и устанавливается необходимый образец.

Затем с помощью гайки 14 на резьt0 боном конце тяги 13 создается требуемая величина нагрузки. Подготовленная таким образом стойка устанавливается в соответствующий. контейнер 2, заполненный необходимой жидкой средой, 15 путем стыковки втулки 9 (фиг. 2) на нижнем торце стойки и штыря 10 (фиг. 1) на внутренней поверхности днища кон.тейнера.

Затем с помощью разъемов и клемм (на

20 )чертеже не показаны) подсоединяются средства контроля, сигнализации и термостатироввния. Нагрев жидкости и его контроль осуществляется в соответствии с программой для . каждого контейнера в отдельности с общего пульта 7 управления. Фиксаторы 20 отводятся от нижней пластины 12 привода, как показано нв фиг. 3-5, вследствие чего к образцу . прилагается заданная нагрузка, н ведутся испытания, В случае разрушения образца на одной из стоек или нецелесообразности продолжения испытаний, нв остальных стойках в любом из контейнеров испытания не прекращаются, а эта стойка может быть свободно из. влечена из контейнера и заменена запасной с другим образцом, либо в ее захватах закрепляется новый образец, после чего указанная стойка помещается снова в тот же или другой контейнер.

Использование предлагаемой установки обеспечивает повышение производительности исследований зв счет увеличения .количества одновременно испытуемых

43 образцов от нескольких единиц (в известных установках) до нескольких десятков в (предлагаемой) при меньших или, по крайней мере, тех же габаритах установки.

Кроме того, повышению производительности способствует исключение необ ходимости удаления жидкости иэ ваннытермостатв и снятия нагрева при смене образцов, твк квк это в предлагаемой

55 конструкции благодаря сменплм стойкам возможно делать вне ванны без прекращения испытаний на остальных„ пвхоаяшихся в контейнерах, стойках.

46мю »щ»йю»»»»ьв»»».

714235 ч

1. Установка для реологических исК следований жестких полимерных матерна- .>0 лов, содержащая корпус, ванну-термо з стат, нагрузочное устройство с силовым и

1 приводом и подвижным захват, неподвижный захват, измерители деформации,. системы термостатирования и сигнали- зах зации, о т л и ч а ю m а я с я тем, вь что, с целью повышения точности, нагру п зочное устройство выполнено в виде смен- н ных полых стоек, каждая иэ которых снабжена автономным силовым приводом ч и измерителем деформаций, а ваннатермостат выполнена из с.ьемных кон тейнеров с автономными нагревателями, установленных на оноре.

2. Установка по п. 1, о т л и ч а ю «« щ а я с я тем, что автономный силовой привод выполнен в виде пакета резиновых жгутов, скрепленных горизонтальными пластинами, верхняя из кото40 рых посредством тяги и реэьбового сое

Происходит также повышение точности прилагаемой нагрузки за счет исключения сил трения в нагрузочном устройстве, в частности, в его приводе, расширение экспериментальных возможностей, так как на предлагаемой установке можно одновременно проводить испытания образцов различными видами нагружения (сжатием, растяжением, изгибом, кручением) .и величинами прикладываемой нагрузки в разных жидких средах и температурных режимах. Возможно также проведение испытаний в динамическоМ режиме.

Формула изобретения динения закреплена на крышке полой стойки, а нижняя посредством тяги соединена с подвижным захватом.

3. Установка по и. 1, о т л ич а ю ш а я с я тем, что полые стойки установлены s с .емных контейнерах посредством разъемно-стыкового соединения типа втулка-штырь и соединены с системой термостатиро вани я и сигна » лизации гибкой разъемной связью.

4. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что опора съемных контейнеров выполнена в виде жесткой плиты, снабженной отверстиями для установки на стандартных динамических стендах.

5. Установка по и. 1, о т л на ю щ а я с я тем, что в.полой стойе дополнительно установлен упор в вие перегородки с осевым отверстием, акрепленный, между силовым приводом подвижным захватом.

6. Установка по и. 5, о т л на ю щ а я с я тем, что подвижный ват выполнен Ь виде втулки с винто ми пазами с входящим s их полость альцем, установленным на тяге подвижого захвата перпендикулярно ее оси.

7. Установка по пп. 5и6, о т л иа ю щ а я с я тем, рто подвижный ахват выполнен съемным

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заводская лаборатория, J4 12, 1977, с. 1512-1513, 2."Заводская лаборатория», Мо 5, 1975, с. 627, 3. Заводская лаборатория, % 5, 1975, с. 620.

714235

Составитель Н. Плотникова

la

Редактор В, Павлов Texpen H. Асталош Корректор И. Муска

Заказ 9274/38 Тираж 1019 Подписное

UH ИИПИ Государственного комитета ССС Р ио делам изобретений и открытий

113038, Москва, Ж:-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4