RU1711571C

RU1711571C - Gear for tensile testing of samples

Info

Publication number: RU1711571C
Authority: RU
Inventors: В.Н. Астапов; Г.Г. Воробьев; Н.Г. Сидоров; Ю.А. Жуков
Original assignee: Самарское специальное конструкторское бюро "Нефтехимавтоматика"
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: testing equipment. SUBSTANCE: gear for tensile testing of samples of polymer materials has moulds 2 for placement of samples 3 with heaters 4, systems of loading and heating, system of control over loading and heating, system of measurement of parameters. Control system includes temperature master unit 9, unit 16 of temperature regulators, unit 18 of storage of testing parameters, unit 27 of calculation of output power of heaters. In process of testing loading and reproduction of temperature modes of vulcanization of polymer samples are conducted. Precision of temperature modes is provided with control over power of heaters by means of unit 27 which generates digital code corresponding to power necessary for heating of mould 2 in compliance with specified program into unit 16. EFFECT: increased precision of control over vulcanization process of rubber articles with due account of thermal inertia of moulds. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам механических испытаний полимерных материалов и является усовершенствованием изобретения по авт. св. N 1387629. The invention relates to a means of mechanical testing of polymeric materials and is an improvement on the author. St. N 1387629.

Целью дополнительного изобретения является повышение точности регулирования процесса вулканизации резиновых изделий путем учета тепловой инерции пресс-форм. The aim of the additional invention is to improve the accuracy of regulation of the vulcanization of rubber products by taking into account the thermal inertia of the molds.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 блок-схема блока вычисления выходной мощности нагревателей. In FIG. 1 shows a block diagram of a device; figure 2 is a block diagram of a unit for calculating the output power of the heaters.

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. The device comprises a bed 1, detachable molds 2 placed on it for making a sample 3 with heaters 4 and a mechanism for opening the molds 5, a stretching mechanism 6 with an active gripper 7 and a drive 8 for moving the stretching mechanism, a temperature programmer 9, temperature sensors 10 , force sensor 11, strain gauge 12, rigid frame 13, telescopic heat chamber 14 with air heater 15, temperature control unit 16, temperature measurement unit 17, test parameter memory unit 18, test parameter measurement unit 19, unit 20 comparison, block 21 memory control parameter values, block 22 time commands, multi-position controller 23 speed, block 24 tension control, block 25 control drive movement, block 26 input mode setting and block 27 calculating the output power of the heaters, which contains a calculator 28 of the proportional component the output power of the heaters, the calculator 29 of the integral component of the output power, the calculator 30 of the differential (high-speed) component of the output power and the adder 31 to obtain the result power rail.

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. The frame 13 is connected with the stretching mechanism 6, the heat chamber 14 is installed in the frame 13, the end of its smaller cylinder is connected to the grip 7, and the end of the larger cylinder is rigidly connected to the frame 13. Temperature sensors 10 are installed in the molds 2 and the heat chamber 14, their outputs are connected with the inputs of the temperature measuring unit 17, the first output of which is connected to the input of the test parameter memory unit 18, and the second with the first input of the temperature control unit 16, the second input of which is connected to the output of the temperature programmer 9, and the output with heaters 4. Outputs sensors 11 and 12, the forces and deformations are connected with the inputs of the test parameter measurement unit 19, the first output of which is connected with the second input of the test parameter memory unit 18, and the second with the first input of the comparison unit 20, the second input of which is connected with the output of the control parameter memory unit 21 , and the output with the control input of block 18 of the memory of the test parameters.

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. The outputs of the block 22 of temporary commands are connected to the control input of the block 17 of the temperature measurement, the third input of the block 18 of the memory of the test parameters, through the block 25 with the drive 8 movement and through a series-connected multiposition speed controller 23 and the block 24 of the stretching control mechanism 6 stretching.

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. The inputs of the calculators 28, 29 and 30 are connected to the output of the software temperature setter 9 and to the output of the test parameter memory unit 18, and the outputs are connected to the input of the adder 31, the output of which is connected to the input of the temperature control unit 16.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

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. At the initial stage of testing, a table of temperature temperatures versus time is entered into the temperature programmer 9 according to the graph of vulcanization, which is a model of the real vulcanization process for one or more sections of the test sample 3. On this graph, certain sections of the study are selected. These sections correspond to a specific time, which is entered into the block 22 of temporary commands. Using the multi-position speed adjuster 23, a specific test speed is set for each test time. In the block 21 of the memory of the control parameter values, the values of forces and strains are entered, which makes it possible to simultaneously obtain a family of functional dependences of the change in the magnitude of the force on the strain and, on the contrary, the dependence of the change in the magnitude of the strain on the force at various temperatures, cure time and tensile speed.

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. A blank of sample 3 from crude rubber is filled into each mold 2. The molds 2 are closed, and the frame 13 is set against one of the molds.

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. During the tests, according to the heating schedule and the measured current temperature, the unit for calculating the output power of the heaters gives a digital code to the unit 16 of the temperature controllers corresponding to the power required to heat the molds to a given temperature.

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. The control action calculated by the algorithm of operation of block 27 includes the sum of the values obtained in the relative (proportional) range mode, recovery mode, or integral mode and speed mode (derivative mode). In the relative range mode, the output power is calculated as a function of the deviation of the measured temperature from its predetermined value. In recovery mode or integral mode, power is calculated as a function of the temperature deviation integral. In speed mode or differential mode, power is calculated as a function of the derivative of the temperature deviation. Thanks to this control algorithm, the block 16 of the temperature controllers with increased accuracy provides the specified mode of vulcanization of samples 3. At the same time, block 22 counts the time of vulcanization.

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. The use of the invention allows the adjustment of the vulcanization modes of the products according to the obtained kinetics of vulcanization of one or more types of rubber, which is achieved by using the program in the software unit and the algorithm for regulating the vulcanization process. The inertia of process control is reduced. Improving the quality of regulation allows to increase the accuracy of optimization of the vulcanization modes of rubber products.

Claims

1. DEVICE FOR TESTING SAMPLES OF MATERIALS FOR TENSION according to ed. N 1387629, characterized in that, in order to improve the accuracy of regulation of the vulcanization process of rubber products by taking into account the thermal inertia of the molds, it is equipped with a unit for calculating the output power of the heaters, the first input of which is connected to the output of the temperature programmer, the second input is connected to the output of the memory unit test parameters, and the output is connected to the input of the temperature control unit.

2. The device according to claim 1, characterized in that the unit for calculating the output power of the heaters is made using a calculator of the integral component of the output power, a calculator of the high-speed component of the output power, a proportional component of the output power, and an adder, while the inputs of the computers are connected to the output of the temperature programmer and with the output of the test parameter memory unit, and the outputs are connected to the input of the adder, the output of which is connected to the input of the temperature control unit.