RU1803716C

RU1803716C - Device for breaking loading and elongation determining for long-staple cotton

Info

Publication number: RU1803716C
Application number: SU904881276A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Иванович Лагутин; Юрий Иванович Радченко; Виктор Павлович Сахаров
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт машиностроения
Priority date: 1990-11-06
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1993-03-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к средствам измерений силы специального .назначени , используемым при испытани х на прочность хлопка-волокна (ХВ). Целью изобретени вл етс повышение точности и упрощение конструкции устройства. Эта цель достигаетс тем, что в устройстве дл определени разрывной нагрузки и относительного удлинени ХВ, содержащем корпус с направл ющими, жестко закрепленный в корпусе первый зажим дл образца, установленный с возможностью перемещени по направл ющим второй зажим дл образца, шаговый привод перемещени второго зажима с винтовой передачей, тензометрический динамометр и регистрирующую аппаратуру, динамометр выполнен в виде основного упругого параллелепипеда со сквозным фигурным отверстием в его широких гран х, профиль которого образован двум пересекающимис окружност ми, и стензорезисторами, размещенными на его узких гран х напротив центров окружностей. Второй зажим жестко соединен с одним из торцов параллелепипеда параллельно его узким гран м.; Винтова передача установлена на другом торце параллелепипеда в его теле. Направл ющие выполнены в виде размещенных параллельно широким гран м основного параллелепипеда двух дополнительных упругих параллелепипедов с отверсти ми в их широких гран х, жестко соединенных со стороны винтовой передачи с основным параллелепипедом и с другой стороны - с корпусом , а суммарна изгибна жесткость дополнительных упругих параллелепипедов меньше жесткости основного параллелепипеда . 7 ил. (Л С 00 о со ч - оThe invention relates to measuring equipment, in particular to means for measuring the strength of a special purpose used in testing the strength of cotton fiber (HV). The aim of the invention is to increase the accuracy and simplify the design of the device. This goal is achieved by the fact that in the device for determining the breaking load and elongation XB, comprising a housing with rails, a first sample clamp rigidly fixed in the housing, mounted to move a second sample clamp along the rails, a step drive for moving the second clamp with helical gear, strain gauge dynamometer and recording equipment, dynamometer is made in the form of a main elastic parallelepiped with a through figured hole in its wide faces, profile orogo formed by two intersecting circumferences of and stenzorezistorami placed at its narrow faces of the opposite centers of the circles. The second clamp is rigidly connected to one of the ends of the parallelepiped parallel to its narrow faces; A helical gear is mounted on the other end of the box in its body. The guides are made in the form of two additional elastic parallelepipeds parallel to the wide faces of the main parallelepiped with holes in their wide faces, rigidly connected from the side of the helical gear with the main parallelepiped and on the other hand with the body, and the total bending stiffness of the additional elastic parallelepipeds is less stiffness of the main parallelepiped. 7 ill. (L С 00 о с ч - о

Description

Предложение относитс к области измерительной техники, в частности, к средствам измерений силы специального назначени , используемым при испытани х на прочность хлопка-волокна (ХВ).The proposal relates to the field of measurement technology, in particular to special strength measuring instruments used in cotton-fiber strength (XB) strength tests.

Целью изобретени вл етс повышение точности и упрощение конструкции устройства .The aim of the invention is to increase the accuracy and simplify the design of the device.

На фиг. 1 -7 показаны виды сбоку (фиг.1)In FIG. 1-7 shows side views (figure 1)

и сверху (фиг.2), разрезы (фиг.3-6) устройст .ва дл определени разрывной нагрузки иand from above (FIG. 2), sections (FIGS. 3-6) of a device for determining the breaking load and

относительного удлинени ХВ; на фиг.7 - электрическа схема соединени тензоре- зисторов динамометра.relative elongation of IV; Fig. 7 is an electrical diagram of a connection of strain gauges of a dynamometer.

Устройство содержит закрепленный на корпусе 1 неподвижный зажим (включающий основание 2 и подвижную губку, перемещающуюс на направл ющих штыр х 4 в плоскости зажима образца ХВ 5 относительно основани 2). На испытываемый образец 5 также наложен (на требуемом рассто нии от неподвижного зажима) подвижный зажим (с основанием 6 и подвижной губкой 3 с направл ющими штыр ми 4, аналогичными используемым в неподвижном зажиме). Дл обеспечени зажати образца на основани х зажимов 2 и 6 установлены управл емые пневмоцилиндры 7, взаимодействующие с губками 3 зажимов. Основание 6 подвижного зажима установлено на тензометриче- ском динамометре, выполненном в виде упругого параллелепипеда с упругими балками 8, параллельными плоскости зажима образца (плоскости, в которой лежат направл ющие штыри 4 и перемещаютс губки 3) и образованными на его узких гран х двум пересекающимис отверсти ми 9 в широких гран х; напротив центре в окружностей 9 размещены (наклеены) тензорезисторы RI, соединенные в мостовую измерительную схему (фиг.7), электрически св занную с регистрирующей аппаратурой 10. На одном из жестких торцее этого упругого параллелепипеда 1.1 установлено основание подвижного зажима 6, а в теле другого торца 12 - гайка 13, взаимодействующа с установленным на корпусе 1 ходовым винтом 14 шагового привода 15 продольного перемещени подвижного зажима. Управление шагового привода 15 (отсчет количества шагов) выведено на регистрирующую аппаратуру 10 (в качестве такой аппаратуры, обеспечивающей и управление всем прибором может быть использована соответствующа ПЭВМ, оснащенна необходимыми согласующими средствами). Параллельно упругому параллелепипеду динамометра и с зазором относительно него установлены два дополнительных упругих параллелепипеда, в которых один из жестких торцов 16 сочленен с жестким торцем 12 параллелепипеда ди- намоментра, а другой жесткий торец 17 закреплен на корпусе 1 в месте соединени с ним основани 2 неподвижного зажима. Указанные дополнительные параллелепипеды вл ютс направл ющими дл подвижного зажима, позвол осуществл ть перемещени в заданном продольном направлении и не допуска (за счет высокой поперечной жесткости) его поперечных перемещений. Суммарна изгибна жесткость упругих балок 18 этих параллелепипедов в направлении перемещений подвижного зажима выполнена меньшей, чем у упругих балок 8 параллелепипеда динамометра.The device comprises a fixed clamp fixed to the housing 1 (including a base 2 and a movable jaw moving on the guide pins 4 in the clamp plane of the specimen XB 5 relative to the base 2). A movable clamp (with a base 6 and a movable jaw 3 with guide pins 4 similar to those used in a fixed clamp) is also superimposed on the test sample 5 (at the required distance from the fixed clamp). To ensure clamping of the sample, controlled pneumatic cylinders 7 are installed on the base of clamps 2 and 6 and interact with jaws 3 of clamps. The base 6 of the movable clamp is mounted on a strain gauge dynamometer made in the form of an elastic parallelepiped with elastic beams 8 parallel to the plane of the specimen clamp (the plane in which the guiding pins 4 lie and the jaws 3 move) and two intersecting holes formed on its narrow faces mi 9 in broad granules; opposite the center in circles 9 are placed (glued) strain gauges RI connected to a bridge measuring circuit (Fig. 7), electrically connected to the recording equipment 10. On one of the rigid ends of this elastic parallelepiped 1.1 is the base of the movable clamp 6, and in the body of the other end face 12 - nut 13 interacting with the spindle 14 of the step drive 15 for longitudinal movement of the movable clamp mounted on the housing 1. The control of the stepper drive 15 (counting the number of steps) is displayed on the recording equipment 10 (as such equipment providing and control of the entire device, a corresponding PC equipped with the necessary matching means can be used). Parallel to the elastic parallelepiped of the dynamometer and with a gap relative to it, two additional elastic parallelepipeds are installed, in which one of the rigid ends 16 is connected to the rigid end 12 of the parallelepiped of the dynamometer and the other rigid end 17 is fixed to the housing 1 at the junction of the base 2 of the fixed clamp . These additional parallelepipeds are guides for movable clamping, allowing movement in a predetermined longitudinal direction and avoiding (due to high lateral stiffness) its lateral movements. The total bending stiffness of the elastic beams 18 of these parallelepipeds in the direction of movement of the movable clamp is less than that of the elastic beams 8 of the parallelepiped of the dynamometer.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

В зажимах устройства закрепл ют испытываемый образец ХВ (в виде ленточки продольно ориентированных волокон хлоп0 ка), дл чего по управл ющей команде подают сжатый воздух в пневмоцилиндры 7, который воздействует на губки 3, перемеща их по направл ющим штыр м 4, и прижимают ленту к губкам оснований 2 и 6A test specimen CV (in the form of a ribbon of longitudinally oriented cotton fibers) is fixed in the clamps of the device, for which, by a control command, compressed air is supplied to the pneumatic cylinders 7, which acts on the jaws 3, moving them along the guide pins 4, and presses the tape to the base jaws 2 and 6

5 зажимов. Затем включают шаговый привод 5, который на заданные углы последовательно поворачивает ходовой винт 14, воздействующий -на гайку 13. В результате продольные жесткие торцы 12 и 1босновно0 го и дополнительных упругих параллелепипедов перемещаютс в продольном направлении (вдоль ходового винта), вместе с ними в этом же направлении смещаютс жесткий торец 11 (при этом упругие балки 85 clamps. Then they turn on the step drive 5, which sequentially rotates the lead screw 14, acting on the nut 13. As a result, the longitudinal rigid ends 12 and 1 of the main and additional elastic parallelepipeds move in the longitudinal direction (along the lead screw), together with this the hard end 11 is shifted in the same direction (while the elastic beams 8

5 изгибаютс , преимущественно в местах тонких перемычек отверстий 9) и подвижный зажим, перемещение которого вызывает раст жение испытываемого образца ХВ 5. Сила раст жени образца пропорцио0 нальна изгибу упругих балок 8 динамометра и вызываемому этим изгибом сжатию-раст жению тензорезисторов RI, которое преобразуетс в пропорциональную величину электрического сигнала на выходе из дина-5 мометра, поступающего на регистратор 10 (коэффициент пропорциональности нагрузки величине сигнала определ ют при предварительной тарировке), куда также поступают сигналы от шагового привода 15, позвол ю-:5, predominantly in the places of thin bridges of the openings 9), a movable clamp, the movement of which causes the test specimen XB 5 to stretch, is bent. the proportional value of the electric signal at the output of the dyne-5 of the meter coming to the recorder 10 (the coefficient of proportionality of the load to the signal value is determined by preliminary calibration) akzhe signals from a stepper motor 15, permits Yu-:

0 щие определить соответствующее перемещение подвижного зажима, т.е. удлинение образца 5. Перемещение подвижного зажима продолжают до тех пор, пока образец ХВ 5 не разорветс , о чем суд т по спаду вели5 чины регистрируемой нагрузки, после чего привод останавливают, включают реверс и привод т систему в исходное положение. При работе устройства дополнительные упругие параллелепипеды обеспечивают бо0 ковую устойчивость подвижной системы, т.е служат в качестве направл ющих продольного перемещени .0 to determine the corresponding movement of the movable clamp, i.e. elongation of the sample 5. The movement of the movable clamp is continued until the sample XB 5 breaks, as judged by the decrease in the recorded load, after which the drive is stopped, the reverse is turned on and the system is returned to its original position. During operation of the device, additional elastic parallelepipeds provide lateral stability of the movable system, i.e., serve as guides for longitudinal movement.

Конструктивные особенности предложенного технического решени по сравнениюDesign features of the proposed technical solution in comparison

5 с известным базовым объектом обеспечивают следующие преимущества:5 with a known base object provide the following advantages:

- повышенную точность результатов испытаний , т.к. между динамометром и испы- , тываемым образцом нет никаких элементов, снижающих точность измерений- increased accuracy of test results, as there are no elements between the dynamometer and the test sample

силы; этому способствует повышенна жесткость упругой системы динамометра по сравнению с направл ющими параллелепипеда (малые деформации подвижных частей и малые ошибки при определении удлине- ни - заметим, что в случае необходимости поправки на деформацию динанометра могут быть определены при тарировке упругой системы); обеспечивающа также снижение мощности привода; повышенной точности упругие направл ющие параллелепипеды способствуют и за счет устранени люфтов в подвижных парах гайка-винт при предварительном нат ге в упругой системе;strength; this is facilitated by the increased stiffness of the elastic system of the dynamometer compared to the guides of the parallelepiped (small deformations of the moving parts and small errors in determining the elongation - note that, if necessary, corrections for the deformation of the dynamometer can be determined when calibrating the elastic system); also providing drive power reduction; elastic guiding parallelepipeds also contribute to increased accuracy by eliminating backlash in movable nut-screw pairs under preliminary tension in the elastic system;

-упрощение конструкции, т.к. система зажимы-динамометр-ходова гайка-направл ющие представл ют единый блок.-simplification of the design, because the clamping system-dynamometer-running nut-guide system is a single unit.

Claims

The formula is invented and A device for determining the tensile load and elongation of cotton fiber, comprising a housing with rails, a first sample clamp rigidly fixed in the housing, mounted to move the second sample clamp along the rails, a step drive

a second clamp with a helical gear, a tensometric dynamometer and recording equipment, characterized in that, in order to increase the accuracy and simplify the design, the dynamometer is made in the form of a main elastic parallelepiped with a through figured hole in its wide faces, the profile of which is formed by two intersecting circles mi, and with strain gages located on its narrow faces opposite the centers of circles, the second clamp is rigidly connected to one of the ends of the box parallel to its narrow faces, screw The transmission is installed on the other end of the parallelepiped in its body, the guides are made in the form of two additional elastic parallelepipeds parallel to the wide faces of the main parallelepiped with holes in their wide faces, rigidly connected from the side of the helical gear with the main parallelepiped and on the other hand with the body , and the total bending stiffness of additional elastic parallelepipeds is less than the stiffness of the main parallelepiped.