CN107939878B - 一种可指示压力的弹性体 - Google Patents

一种可指示压力的弹性体 Download PDF

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Abstract

本发明涉及弹性体技术领域，具体涉及一种可指示压力的弹性体。该弹性体包括弹性主体以及指示层；弹性主体外设置有指示层，指示层的长度方向上的中间位置设置有固定基线，在固定基线位置将指示层与弹性主体固定，使其不发生整体的相对位移，弹性主体能够与固定基线以外部分的指示层发生相对位移；在弹性主体上，以固定基线为对称轴，对称设置有零压力指示线，零压力指示线与指示层的长度方向上的两端的边缘线重合；在指示层的长度方向上，以固定基线为对称轴，从指示层的两端往固定基线方向，依次设置有多条压力指示线。该弹性体与常规弹性体相比，具有能够指示压力的大小，生产方便，简单可靠等优点。

Description

一种可指示压力的弹性体
技术领域
本发明涉及弹性体技术领域，具体涉及一种可指示压力的弹性体。
背景技术
在纺织厂内，需要对棉包进行抓棉、开松等工序；后续还有清花、梳理、并条、粗纱、细纱、络筒等多种工序。在将纤维成纱后，需要将细纱通过针织设备或者机织设备织成坯布。而后续还有对坯布进行后整理的各个工序，如染色、熨烫定型等。之后再将成品布用于裁剪，制成服装等各种各样的商品。在这些工序中，会使用到大量的机器设备，而这些机器设备中，有些部件为弹性体，在弹性体的安装过程中，需要对弹性体施加预定的压力，以使弹性体处于压缩状态，从而对与其相接触的部件产生反弹力。例如，在某些领域，需要采用弹簧等弹性体，并对弹性体施加预定的压力而将其固定在某个空间内。但由于弹性体自身不能指示所施加的压力大小，因此需要借助紧密仪器测量所施加的压力，由此确定弹性体上所产生的反弹力。然而，受使用空间或环境等限制，测量压力的仪器具有较大的体积，在实际使用时会存在不便测量等弊端。例如，在某个狭小的空间内安装一个需要产生预定的反弹力的弹性体，这种狭小的空间不能用测量压力的仪器测量。那么此时，如何精确地对弹性体施加预定压力，就变成了一个棘手的问题。同时，往往测量仪器比较贵重，在作业时还容易遗失，导致财产损失。
发明内容
针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种可指示压力的弹性体及其制备方法，通过观察对弹性体施加压力过程中弹性体的压缩程度而直接指示压力的大小。
本发明为实现上述目的而采用的技术方案是：一种可指示压力的弹性体，包括弹性主体和指示层；其特征在于：弹性主体外设置有指示层，指示层的长度方向上的中间位置设置有固定基线，在固定基线位置将指示层与弹性主体固定，使其不发生整体的相对位移，弹性主体能够与固定基线以外部分的指示层发生相对位移；在弹性主体上，以固定基线为对称轴，对称设置有零压力指示线，零压力指示线与指示层的长度方向上的两端的边缘线重合；在指示层的长度方向上，以固定基线为对称轴，从指示层的两端往固定基线方向，依次设置有第一压力指示线、第二压力指示线、第三压力指示线和第四压力指示线；指示层为透明材质制成。
优选地，指示层环绕弹性主体设置，这样能方便工人从各个角度观察弹性体的受力情况。
优选地，弹性主体外可以设置包覆层，包覆层可以选择橡胶材质，也可以选择其它材质。这主要是为了方便一些表面不平整或有其它原因而不便设置零压力指示线的弹性体。但为了更加精确地指示压力，还是尽可能地不设置包覆层，以避免包覆层的材质与弹性体的材质不同而导致压力指示产生误差。当然，若弹性主体外设置有包覆层，并将零压力指示线设置在包覆层上，那么指示层将设置在包覆层外侧，指示层与包覆层以固定基线为准线相互固定，并且包覆层与指示层之间不发生整体位移，但包覆层与指示层之间除固定基线固定住的区域以外的区域，能够发生相对位移。由此，可相应调整下述确定压力指示线位置的方法中相应的描述术语，但本质方法是不变的。
优选地，第四压力指示线、第三压力指示线、第二压力指示线、第一压力指示线以及零压力指示线为不同颜色，以便于直观区分压力大小；进一步优选地，第四压力指示线为黑色，第三压力指示线为红色，第二压力指示线为橙色，第一压力指示线为黄色，零压力指示线为蓝色。
优选地，第四压力指示线为弹性体最大压缩安全值指示线；第三压力指示线为80%弹性体最大压缩安全值指示线，第二压力指示线为50%弹性体最大压缩安全值指示线，第一压力指示线为20%弹性体最大压缩安全值指示线，零压力指示线为压力为零时的指示线，零压力指示线与指示层在长度方向上的两端的边缘线平齐。在可指示压力的弹性体在压力的作用下，当零压力指示线随着压力的作用而在弹性体的长度方向发生位移并与透明指示层上的第一压力指示线重合时，则表示可指示压力的弹性体上承受的压力值为第一压力；在可指示压力的弹性体在压力的作用下，当零压力指示线随着压力的作用而在弹性体的长度方向发生位移并与透明指示层上的第二压力指示线重合时，则表示可指示压力的弹性体上承受的压力值为第二压力；在可指示压力的弹性体在压力的作用下，当零压力指示线随着压力的作用而在弹性体的长度方向发生位移并与透明指示层上的第三压力指示线重合时，则表示可指示压力的弹性体上承受的压力值为第三压力；在可指示压力的弹性体在压力的作用下，当零压力指示线随着压力的作用而在弹性体的长度方向发生位移并与透明指示层上的第四压力指示线重合时，则表示可指示压力的弹性体上承受的压力值为第四压力。
优选地，可以根据实际需要而选择设置多条表示不同压力大小的压力指示线，更优选地，将多条压力指示线直接设置成刻度尺的形式，便于直接读取弹性体上所承受的压力。
指示层上各条压力指示线的位置以及弹性主体上零压力指示线的位置通过以下方法确定，具体步骤如下：
1）选取用于制备可指示压力的弹性体的弹性主体；将其截取成15-20段长度各异的测试段；
2）在每个长度下取4根相同长度的测试段，采用万能材料试验机对测试段在设定压缩速度下进行压缩测试；记录压缩载荷与测试段长度的关系曲线及数据；
3)采用数学分析软件对步骤2）得到的压缩载荷与测试段长度的关系曲线及数据进行分析计算，得到测试段的压缩载荷-压缩率曲线，并拟合出压缩载荷-压缩率关系的数学公式；
4）将测试段的第一压力F1、第二压力F2、第三压力F3、第四压力F4分别代入步骤3)得到的压缩载荷-压缩率关系的数学公式中，得到对应压力的测试段的压缩率X1、X2、X3、X4；
5）选取长度为L的指示层，在弹性主体上划定零压力指示线，并使零压力指示线与指示层的长度方向上的两端的边缘线重合，固定基线与零压力指示线之间的距离为L/2，第四压力指示线与零压力指示线的距离为L4、第三压力指示线与零压力指示线的距离为L3、第二压力指示线与零压力指示线的距离为L2、第一压力指示线与零压力指示线的距离为L1；根据L/2-L4=(1-X4)×L/2，即可指示压力的弹性体中，第四压力指示线与固定基线之间的距离等于零压力指示线与固定基线之间的区域在第四压力的作用下压缩后的长度，经推算得到L4=LX4/2;同理，L3=LX3/2; L2=LX2/2，L1=LX1/2。
进一步地，将第四压力指示线选择为黑色，第三压力指示线选择为红色，第二压力指示线选择为橙色，第一压力指示线选择为黄色，零压力指示线为蓝色。在可指示压力的弹性体在未压缩时，可指示压力的弹性体上的零压力指示线与指示层的长度方向上的两端的边缘线重合。当可指示压力的弹性体在压缩状态下，指示层上的黄色的第一压力指示线与弹性主体上的零压力指示线重合时，表示弹性体的压力为第一压力F1;同理，当可指示压力的弹性体在压缩状态下，指示层上的橙色的第二压力指示线与弹性主体上的零压力指示线重合时，表示弹性体的压力为第二压力F2；当可指示压力的弹性体在压缩状态下，指示层上的红色的第三压力指示线与弹性主体上的零压力指示线重合时，表示弹性体的压力为第三压力F3。当可指示压力的弹性体在压缩状态下，指示层上的黑色的第四压力指示线与弹性主体上的零压力指示线重合时，表示弹性体的压力为第四压力F4。若选择第四压力为弹性体的最大压缩安全值，则当可指示压力的弹性体在压缩状态下，弹性主体上的零压力指示线位于指示层的第三压力指示线与第四压力指示线之间时，表示弹性体上的承受的压力濒临最大压缩安全值，不能再向弹性体施加更大的压力。
进一步地，提供一种可指示压力的弹性体的制备方法，包括如下步骤：
1）选择弹性主体和长度为L的透明的指示层，并确定指示层的长度方向上的中间位置的固定基线；
2）以固定基线为准线将指示层与弹性主体固定，使其不发生整体的相对位移，但弹性主体能够与固定基线以外部分的指示层发生相对位移；
3）以指示层的长度方向上的两端的边缘线为基准，在弹性主体上标注零压力指示线，使零压力指示线与指示层的长度方向上的两端的边缘线重合，零压力指示线与固定基线的距离为L/2；
4）在指示层的长度方向上，以固定基线为对称轴，从指示层的两端往固定基线方向，依次设置有第一压力指示线、第二压力指示线、第三压力指示线和第四压力指示线；第一压力指示线、第二压力指示线、第三压力指示线和第四压力指示线均位于零压力指示线与固定基线之间；由此而得到可指示压力的弹性体。
本发明的有益效果：
本发明的有益效果是：本发明提供了一种可指示压力的弹性体及其制备方法。这能够在弹性体压缩过程中，不使用压力测试仪器就可以对弹性体施加预定的压力。简单可靠，避免工人在作业时携带精密的压力测试仪等设备，同时也避免了在某些狭小空间内安装弹性体时，压力测试仪不便测试压力而无法精确地施加预定压力的情况。
例如，当将这种可指示压力的弹性体安装在狭小的空间内时，设定第一压力为所需要的预定压力值，施工作业时，对这种可指示压力的弹性体施加压力，当零压力指示线随着压力的作用而在弹性体的长度方向发生位移并与透明指示层上的第一压力指示线重合时，即可确定对弹性体施加的压力为预定压力值。这极大地方便了工人的施工作业，并且不用携带精密的压力测试仪，也不用担心作业时将压力测试仪遗失，避免财产损失。同理，设置第二压力指示线、第三压力指示线等，方便工人根据实际需要而选择所需要施加的预定张力。更优选地，将多条压力指示线直接设置成刻度尺的形式，便于直接读取弹性体上所承受的压力。
附图说明
图1为本发明的可指示压力的弹性体的整体结构示意图。
附图标记：
1、弹性主体；2、指示层；A、零压力指示线；B、第一压力指示线；C、第二压力指示线；D、第三压力指示线；E、第四压力指示线；F、固定基线。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。
一种可指示压力的弹性体，包括弹性主体1和指示层2；其特征在于：弹性主体1外设置有指示层2，指示层2的长度方向上的中间位置设置有固定基线F，在固定基线F位置将指示层2与弹性主体1固定，使其不发生整体的相对位移，弹性主体1能够与固定基线F以外部分的指示层2发生相对位移；在弹性主体1上，以固定基线F为对称轴，对称设置有零压力指示线A，零压力指示线A与指示层2的长度方向上的两端的边缘线重合；在指示层2的长度方向上，以固定基线F为对称轴，从指示层2的两端往固定基线F方向，依次设置有第一压力指示线B、第二压力指示线C、第三压力指示线D和第四压力指示线E；指示层2为透明材质制成。
优选地，弹性主体1外可以设置包覆层，包覆层可以选择橡胶材质，也可以选择其它材质。这主要是为了方便一些表面不平整或有其它原因而不便设置零压力指示线A的弹性体。但为了更加精确地指示压力，还是尽可能地不设置包覆层，以避免包覆层的材质与弹性体的材质不同而导致压力指示产生误差。当然，若弹性主体1外设置有包覆层，并将零压力指示线A设置在包覆层上，那么指示层2将设置在包覆层外侧，指示层2与包覆层以固定基线F为准线相互固定，并且包覆层与指示层2之间不发生整体位移，但包覆层与指示层2之间除固定基线F固定住的区域以外的区域，能够发生相对位移。由此，可相应调整下述确定压力指示线位置的方法中相应的描述术语，但本质方法是不变的。
优选地，第四压力指示线E、第三压力指示线D、第二压力指示线C、第一压力指示线B以及零压力指示线A为不同颜色，以便于直观区分压力大小；进一步优选地，第四压力指示线E为黑色，第三压力指示线D为红色，第二压力指示线C为橙色，第一压力指示线B为黄色，零压力指示线A为蓝色。
优选地，第四压力指示线E为弹性体最大压缩安全值指示线；第三压力指示线D为80%弹性体最大压缩安全值指示线，第二压力指示线C为50%弹性体最大压缩安全值指示线，第一压力指示线B为20%弹性体最大压缩安全值指示线，零压力指示线A为压力为零时的指示线，零压力指示线A与指示层2在长度方向上的两端的边缘线平齐。在可指示压力的弹性体在压力的作用下，当零压力指示线A随着压力的作用而在弹性体的长度方向发生位移并与透明指示层2上的第一压力指示线B重合时，则表示可指示压力的弹性体上承受的压力值为第一压力；在可指示压力的弹性体在压力的作用下，当零压力指示线A随着压力的作用而在弹性体的长度方向发生位移并与透明指示层2上的第二压力指示线C重合时，则表示可指示压力的弹性体上承受的压力值为第二压力；在可指示压力的弹性体在压力的作用下，当零压力指示线A随着压力的作用而在弹性体的长度方向发生位移并与透明指示层2上的第三压力指示线D重合时，则表示可指示压力的弹性体上承受的压力值为第三压力；在可指示压力的弹性体在压力的作用下，当零压力指示线A随着压力的作用而在弹性体的长度方向发生位移并与透明指示层2上的第四压力指示线E重合时，则表示可指示压力的弹性体上承受的压力值为第四压力。
优选地，可以根据实际需要而选择设置多条表示不同压力大小的压力指示线，更优选地，将多条压力指示线直接设置成刻度尺的形式，便于直接读取弹性体上所承受的压力。
指示层2上各条压力指示线的位置以及弹性主体1上零压力指示线A的位置通过以下方法确定，具体步骤如下：
1）选取用于制备可指示压力的弹性体的弹性主体1；将其截取成15-20段长度各异的测试段；
2）在每个长度下取4根相同长度的测试段，采用万能材料试验机对测试段在设定压缩速度下进行压缩测试；记录压缩载荷与测试段长度的关系曲线及数据；
3)采用数学分析软件对步骤2）得到的压缩载荷与测试段长度的关系曲线及数据进行分析计算，得到测试段的压缩载荷-压缩率曲线，并拟合出压缩载荷-压缩率关系的数学公式；
4）将测试段的第一压力F1、第二压力F2、第三压力F3、第四压力F4分别代入步骤3)得到的压缩载荷-压缩率关系的数学公式中，得到对应压力的测试段的压缩率X1、X2、X3、X4；
5）选取长度为L的指示层2，在弹性主体1上划定零压力指示线A，并使零压力指示线A与指示层2的长度方向上的两端的边缘线重合，固定基线F与零压力指示线A之间的距离为L/2，第四压力指示线E与零压力指示线A的距离为L4、第三压力指示线D与零压力指示线A的距离为L3、第二压力指示线C与零压力指示线A的距离为L2、第一压力指示线B与零压力指示线A的距离为L1；根据L/2-L4=(1-X4)×L/2，即可指示压力的弹性体中，第四压力指示线E与固定基线F之间的距离等于零压力指示线A与固定基线F之间的区域在第四压力的作用下压缩后的长度，经推算得到L4=LX4/2;同理，L3=LX3/2; L2=LX2/2，L1=LX1/2。
进一步地，将第四压力指示线E选择为黑色，第三压力指示线D选择为红色，第二压力指示线C选择为橙色，第一压力指示线B选择为黄色，零压力指示线A为蓝色。在可指示压力的弹性体在未压缩时，可指示压力的弹性体上的零压力指示线A与指示层2的长度方向上的两端的边缘线重合。当可指示压力的弹性体在压缩状态下，指示层2上的黄色的第一压力指示线B与弹性主体1上的零压力指示线A重合时，表示弹性体的压力为第一压力F1;同理，当可指示压力的弹性体在压缩状态下，指示层2上的橙色的第二压力指示线C与弹性主体1上的零压力指示线A重合时，表示弹性体的压力为第二压力F2；当可指示压力的弹性体在压缩状态下，指示层2上的红色的第三压力指示线D与弹性主体1上的零压力指示线A重合时，表示弹性体的压力为第三压力F3。当可指示压力的弹性体在压缩状态下，指示层2上的黑色的第四压力指示线E与弹性主体1上的零压力指示线A重合时，表示弹性体的压力为第四压力F4。若选择第四压力为弹性体的最大压缩安全值，则当可指示压力的弹性体在压缩状态下，弹性主体1上的零压力指示线A位于指示层2的第三压力指示线D与第四压力指示线E之间时，表示弹性体上的承受的压力濒临最大压缩安全值，不能再向弹性体施加更大的压力。
进一步地，提供一种可指示压力的弹性体的制备方法，包括如下步骤：
1）选择弹性主体1和长度为L的透明的指示层2，并确定指示层2的长度方向上的中间位置的固定基线F；
2）以固定基线F为准线将指示层2与弹性主体1固定，使其不发生整体的相对位移，但弹性主体1能够与固定基线F以外部分的指示层2发生相对位移；
3）以指示层2的长度方向上的两端的边缘线为基准，在弹性主体1上标注零压力指示线A，使零压力指示线A与指示层2的长度方向上的两端的边缘线重合，零压力指示线A与固定基线F的距离为L/2；
4）在指示层2的长度方向上，以固定基线F为对称轴，从指示层2的两端往固定基线F方向，依次设置有第一压力指示线B、第二压力指示线C、第三压力指示线D和第四压力指示线E；第一压力指示线B、第二压力指示线C、第三压力指示线D和第四压力指示线E均位于零压力指示线A与固定基线F之间；由此而得到可指示压力的弹性体。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种可指示压力的弹性体，包括弹性主体和指示层；其特征在于：所述弹性主体外设置有所述指示层，所述指示层的长度方向上的中间位置设置有固定基线，在所述固定基线位置将所述指示层与所述弹性主体固定，使其不发生整体的相对位移，所述弹性主体能够与所述固定基线以外部分的指示层发生相对位移；在所述弹性主体上，以所述固定基线为对称轴，对称设置有零压力指示线，所述零压力指示线与所述指示层的长度方向上的两端的边缘线重合；在所述指示层的长度方向上，以所述固定基线为对称轴，从所述指示层的两端往固定基线方向，依次设置有第一压力指示线、第二压力指示线、第三压力指示线和第四压力指示线；所述指示层为透明材质制成；指示层上各条压力指示线的位置以及弹性主体上零压力指示线的位置通过以下方法确定，具体步骤如下：
1）选取用于制备可指示压力的弹性体的弹性主体；将其截取成15-20段长度各异的测试段；
2）在每个长度下取4根相同长度的测试段，采用万能材料试验机对测试段在设定压缩速度下进行压缩测试；记录压缩载荷与测试段长度的关系曲线及数据；
3)采用数学分析软件对步骤2）得到的压缩载荷与测试段长度的关系曲线及数据进行分析计算，得到测试段的压缩载荷-压缩率曲线，并拟合出压缩载荷-压缩率关系的数学公式；
4）将测试段的第一压力F1、第二压力F2、第三压力F3、第四压力F4分别代入步骤3)得到的压缩载荷-压缩率关系的数学公式中，得到对应压力的测试段的压缩率X1、X2、X3、X4；
5）选取长度为L的指示层，在弹性主体上划定零压力指示线，并使零压力指示线与指示层的长度方向上的两端的边缘线重合，固定基线与零压力指示线之间的距离为L/2，第四压力指示线与零压力指示线的距离为L4、第三压力指示线与零压力指示线的距离为L3、第二压力指示线与零压力指示线的距离为L2、第一压力指示线与零压力指示线的距离为L1；根据L/2-L4=(1-X4)×L/2，即可指示压力的弹性体中，第四压力指示线与固定基线之间的距离等于零压力指示线与固定基线之间的区域在第四压力的作用下压缩后的长度，经推算得到L4=LX4/2;同理，L3=LX3/2; L2=LX2/2，L1=LX1/2。
2.如权利要求1的可指示压力的弹性体，其特征在于：所述弹性主体与指示层之间设置包覆层。
3.如权利要求2的可指示压力的弹性体，其特征在于：所述包覆层采用橡胶制成。
4.如权利要求1的可指示压力的弹性体，其特征在于：所述第四压力指示线为黑色，所述第三压力指示线为红色，所述第二压力指示线为橙色，所述第一压力指示线为黄色，所述零压力指示线为蓝色。
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