RU195830U1

RU195830U1 - DEVICE FOR CONTROLLING AREA OF CROSS-SECTION OF NON-CONDUCTING BANDS OF FIBERS MICROPLASTIC POLYMERIC MATERIALS

Info

Publication number: RU195830U1
Application number: RU2019123524U
Authority: RU
Inventors: Михаил Николаевич Ларин; Алексей Витальевич Солодовников; Дмитрий Александрович Оденцов; Игорь Геннадьевич Матвеев; Максим Витальевич Ананьев; Мухадин Фралевич Тутов; Андрей Павлович Куликов; Андрей Сергеевич Глинский; Кирилл Викторович Якушев
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2019-07-19
Publication date: 2020-02-06

Abstract

Прибор для контроля площади поперечного сечения нетокопроводящих жгутов волокон микропластика полимерных материалов относится к средствам обучения и предназначен для механических испытаний микропластика.Задачей полезной модели является повышение точности определения и расширение возможности увеличения диапазона контролируемых площадей поперечного сечения образца и жгута без нарушения его сплошности за счет уточнения диаметра, участвующего в восприятии действующих нагрузок.Прибор для контроля площади поперечного сечения нетокопроводящих жгутов волокон микропластика полимерных материалов, содержащий две опоры, установленные на основании, выполненные с возможностью прикрепления к ним испытуемого образца, вибратор, закрепленный на основании, стробоскоп, установленный на основании перпендикулярно испытуемому образцу, при этом вибратор представляет собой эксцентриковый механизм с электрическим двигателем и установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазу в виде ласточкина хвоста, выполненном в основании между опорами. Кроме того, в состав устройства введена винтовая пара, прикрепленная к основанию и соединенная штоком с вибратором, нижние части опор прикреплены к основанию шарнирно, верхние части опор прикреплены к основанию соответственно - одна через пружину, другая - через динамометр и винтовую пару. 1 ил.The device for controlling the cross-sectional area of non-conductive fiber bundles of microplastic polymer materials is a teaching tool and is intended for mechanical testing of microplastic. The objective of the utility model is to increase the accuracy of determination and expand the possibility of increasing the range of controlled cross-sectional areas of the sample and the bundle without violating its continuity by specifying the diameter involved in the perception of existing loads. A device for monitoring the cross-sectional area of netok conductive fiber bundles of microplastic polymer materials, containing two supports mounted on the base, configured to attach the test sample to them, a vibrator mounted on the base, a stroboscope mounted on the base perpendicular to the test sample, the vibrator is an eccentric mechanism with an electric motor and installed with the possibility of reciprocating movement in the groove in the form of a dovetail, made at the base between the supports. In addition, a screw pair is attached to the device, attached to the base and connected by a rod to a vibrator, the lower parts of the supports are pivotally attached to the base, the upper parts of the supports are attached to the base, respectively, one through a spring, the other through a dynamometer and a screw pair. 1 ill.

Description

Прибор для контроля площади поперечного сечения нетокопроводящих жгутов волокон микропластика полимерных материалов Полезная модель относится к средствам обучения, в частности к устройствам для механических испытаний микропластиков (нитей, жгутов волокон) и может быть использовано в учебном процессе для технической диагностики объекта подвергающегося нагружению при испытаниях на растяжение, а также для измерения и контроля площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца микропластика.A device for monitoring the cross-sectional area of non-conductive fiber bundles microplastic polymer materials The utility model relates to teaching aids, in particular to devices for mechanical testing of microplastics (threads, fiber bundles) and can be used in the educational process for the technical diagnostics of an object subjected to stress during tensile tests as well as for measuring and controlling the cross-sectional area of a non-conductive filamentous microplastic sample.

Известна установка, реализующая способ бесконтактного измерения площади поперечного сечения микропроволоки, состоящая из массивного литого основания микроскопа, на котором жестко прикреплена скоба из листового дюралюминия, несущая на себе пластины из текстолита с просверленными отверстиями, в которых фиксируется составная латунная шпилька, другая составная латунная шпилька зафиксирована посредством хомута из винилпласта на предметном столике микроскопа, испытуемого проволочного образца (струны) жестко закрепленного винтом в шпильке, другой конец струны перекинут через микроблок в торце шпильке и соединяется винтом с грузом, создающим необходимое натяжение проволоки, из звукового генератора через реостат и латунные шпильки подающего напряжение к струне, постоянного магнита, расположенного на специальной платформе, покоящейся на кромках пластин и фиксирующейся винтом в нужном положении, частотомера. (RU №2293947, 20.02.2007).A known installation that implements a method of non-contact measuring the cross-sectional area of a microwire, consisting of a massive cast base of a microscope, on which a bracket made of sheet duralumin is rigidly mounted, bearing plates made of PCB with drilled holes in which a composite brass pin is fixed, another composite brass pin is fixed by means of a vinyl-plastic clamp on a microscope stage, a test wire sample (string) rigidly fixed with a screw to the spire ke, the other end of the string is thrown through the microblock at the end of the pin and connected by a screw to the load, creating the necessary wire tension, from the sound generator through a rheostat and brass studs supplying voltage to the string, a permanent magnet located on a special platform resting on the edges of the plates and fixed by a screw in position, frequency counter. (RU No. 2293947, 02.20.2007).

Недостатками является ограниченное использование данного способа, т.к. возможно измерение площади поперечного сечения только токопроводящих проволок и недостаточная точность измерения, т.к. наступление резонанса фиксируется визуально по максимуму амплитуды колебаний.The disadvantages are the limited use of this method, because it is possible to measure the cross-sectional area of only conductive wires and insufficient measurement accuracy, because the onset of resonance is recorded visually by the maximum amplitude of the oscillations.

Наиболее близким по технической сущности решением является установка для демонстрации бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца, содержащая испытуемый образец, который жестко прикреплен с одной стороны к металлической опоре, другой конец перекинут через блок и соединен с грузом, частотомер, металлическая опора установлена на столе вибратора вибростенда, на общем основании, на котором перпендикулярно испытуемому образцу установлен стробоскоп, а стойка управления вибростенда соединена со входом частотомера (RU №137943, 2014 г.).The closest in technical essence solution is the installation for demonstrating non-contact measurement of the cross-sectional area of a non-conductive filamentary sample, containing the test sample, which is rigidly attached on one side to the metal support, the other end is thrown through the block and connected to the load, a frequency meter, a metal support is mounted on the table a vibrator of a vibrostand, on a common basis on which a strobe is mounted perpendicular to the test sample, and the control stand of the vibrostand is connected and the input of the frequency counter (RU №137943, 2014).

Недостатком является малая мобильность измерения площади поперечного сечения образца, т.к. измерения проводятся стационарно из-за участия в работе объемного вибростенда, имеющего не только вибратор, но и стойку управления, закрепленных стационарно.The disadvantage is the low mobility of measuring the cross-sectional area of the sample, because the measurements are carried out stationary due to the participation in the work of the volumetric vibration bench, which has not only a vibrator, but also a control stand fixed stationary.

Задачей полезной модели является повышение точности определения и расширение возможности увеличения диапазона контролируемых площадей поперечного сечения образца и жгута без нарушения его сплошности за счет уточнения диаметра, участвующего в восприятии действующих нагрузок.The objective of the utility model is to increase the accuracy of determination and to expand the possibility of increasing the range of controlled cross-sectional areas of the sample and the bundle without violating its continuity by clarifying the diameter involved in the perception of existing loads.

Техническим результатом является повышение точности определения, например, площади поперечного сечения жгутов волокон за счет регулярного мобильного измерения площади поперечного сечения образца конструкционного материала любой плотности без нарушения его сплошности.The technical result is to increase the accuracy of determining, for example, the cross-sectional area of fiber bundles due to the regular mobile measurement of the cross-sectional area of a sample of structural material of any density without violating its continuity.

Сущность полезной модели заключается в том, что в приборе для контроля площади поперечного сечения нетокопроводящих жгутов волокон микропластика полимерных материалов, содержащем две опоры, установленные на основании, выполненные с возможностью прикрепления к ним испытуемого образца, вибратор, закрепленный на основании, стробоскоп, установленный на основании перпендикулярно испытуемому образцу, вибратор представляет собой эксцентриковый механизм с электрическим двигателем и установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазу в виде «ласточкина хвоста», выполненном в основании между опорами, также введена винтовая пара, прикрепленная к основанию и соединенная штоком с вибратором, нижние части опор прикреплены к основанию шарнирно, верхние части опор прикреплены к основанию соответственно - одна через пружину, другая через динамометр и винтовую пару.The essence of the utility model is that in a device for controlling the cross-sectional area of non-conductive fiber bundles of microplastic polymer materials, containing two supports mounted on the base, configured to attach the test sample to them, a vibrator mounted on the base, a strobe mounted on the base perpendicular to the test sample, the vibrator is an eccentric mechanism with an electric motor and is mounted with the possibility of reciprocating premises in the groove in the form of a "dovetail", made in the base between the supports, also introduced a screw pair attached to the base and connected by a rod to the vibrator, the lower parts of the supports are pivotally attached to the base, the upper parts of the supports are attached to the base, respectively - one through the spring, the other through a dynamometer and a screw pair.

Существенные отличия и новизна заключаются в том, что вибратор представляет собой эксцентриковый механизм с электрическим двигателем и установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазу в виде «ласточкина хвоста», выполненном в основании между опорами, также введена винтовая пара, прикрепленная к основанию и соединенная штоком с вибратором, нижние части опор прикреплены к основанию шарнирно, верхние части опор прикреплены к основанию соответственно - одна через пружину, другая через динамометр и винтовую пару.Significant differences and novelty are that the vibrator is an eccentric mechanism with an electric motor and is mounted with the possibility of reciprocating movement in the groove in the form of a "dovetail" made in the base between the supports, a screw pair is also attached, attached to the base and connected a rod with a vibrator, the lower parts of the supports are hinged to the base, the upper parts of the supports are attached to the base, respectively - one through a spring, the other through a dynamometer and a screw pair.

Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявленном устройстве.Analysis of the known technical solutions (analogues) in the studied area and related areas allows us to conclude that they lack features similar to the significant distinguishing features in the claimed device.

На чертеже изображен прибор (общий вид).The drawing shows a device (general view).

Испытуемый образец 1 прикреплен с одной стороны к опоре 2 с другой к опоре 3, установленным на основании 4. Нижние части опор 2 и 3 установлены на основании 4 шарнирно, верхняя часть опоры 2 прикреплена к основанию 4 через пружину 5, верхняя часть опоры 3 прикреплена к основанию 4 через динамометр 6 и винтовую пару 7. Также на основании 4 установлены: стробоскоп 8 перпендикулярно испытуемому образцу 1; вибратор 9, представляющий собой эксцентриковый механизм 10 с электрическим двигателем 11, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазу в виде «ласточкина хвоста», выполненном в основании 4 строго посередине между опорами 2 и 3; винтовая пара 12, прикрепленная к основанию 4 и соединенная штоком 13 с вибратором 9.The test sample 1 is attached on one side to the support 2 and on the other to the support 3 mounted on the base 4. The lower parts of the supports 2 and 3 are pivotally mounted on the base 4, the upper part of the support 2 is attached to the base 4 through a spring 5, the upper part of the support 3 is attached to the base 4 through a dynamometer 6 and a screw pair 7. Also on the base 4 are installed: a stroboscope 8 perpendicular to the test sample 1; a vibrator 9, which is an eccentric mechanism 10 with an electric motor 11, mounted with the possibility of reciprocating movement in the groove in the form of a "dovetail", made in the base 4 strictly in the middle between the supports 2 and 3; a screw pair 12 attached to the base 4 and connected by a rod 13 with a vibrator 9.

Прибор работает следующим образом.The device operates as follows.

Вращая винтовую пару 7, нагружают испытуемый образец 1 заданной силой натяжения, контролируя ее величину по динамометру 6. При включении электрического двигателя 11, вращения вала которого через эксцентриковый механизм 10 преобразуются в возвратно-поступательные перемещения вибратора 9, который возбуждает колебания испытуемого образца 1. Путем плавного изменения частоты вращения вала электрического двигателя 11 изменяют частоты вынуждающей силы. При приближении частоты вынуждающей силы к частоте собственных колебаний возрастает амплитуда колебаний нитевидного образца 1, наступление резонанса определяется стробоскопом 8.Rotating the screw pair 7, load the test sample 1 with a predetermined tension force, controlling its value according to the dynamometer 6. When you turn on the electric motor 11, the shaft rotation through the eccentric mechanism 10 is converted into reciprocating movements of the vibrator 9, which excites the vibration of the test sample 1. By smooth changes in the frequency of rotation of the shaft of the electric motor 11 change the frequency of the driving force. When approaching the frequency of the driving force to the frequency of natural vibrations, the amplitude of the vibrations of the filamentous sample 1 increases, the onset of resonance is determined by a strobe 8.

Если резонанса достичь не удалось, то вращая винтовую пару 12, соединенную штоком 13 с вибратором 9, добиваются изменения местоположения вибратора 9 в пазу основания 4, при этом изменяются длины плеч испытуемого образца 1. Совместное изменение местоположения вибратора 9 и плавного изменения частоты вращения вала электрического двигателя 11 добиваются наступления резонанса на одном из плеч испытуемого образца 1.If resonance could not be achieved, then rotating the screw pair 12 connected by the rod 13 to the vibrator 9, they achieve a change in the location of the vibrator 9 in the groove of the base 4, while changing the lengths of the shoulders of the test sample 1. A joint change in the location of the vibrator 9 and a smooth change in the frequency of rotation of the electric shaft engine 11 achieve the onset of resonance on one of the shoulders of the test sample 1.

Установив частоту резонансных колебаний нитевидного образца, определяют соответствующую этому режиму форму колебаний.Having established the frequency of the resonant vibrations of the filamentary sample, the vibration form corresponding to this mode is determined.

Для образца конструкционного материала любой плотности задаются или являются постоянными силой натяжения, номером гармоники, плотностью материала нити, получаем зависимость диаметра нити от собственной частоты колебаний и длины нити.For a sample of structural material of any density, the tension force, harmonic number, density of the thread material are set or are constant, we obtain the dependence of the diameter of the thread on the natural frequency of oscillation and the length of the thread.

Меняя испытуемый образец 1 данного конструкционного материала, зафиксировав силу натяжения, номер гармоники, плотность материала нити, собственную частоту колебаний, изменяя местоположения вибратора 9 в пазу основания 4, добиваемся наступления резонанса на одном из плеч испытуемого образца 1. Замеряя длину плеча нити, получаем, если оно есть, изменение диаметра нитевидного образца или жгута, участвующего в восприятии действующих нагрузок.Changing the test sample 1 of this structural material, fixing the tension force, harmonic number, density of the thread material, natural vibration frequency, changing the location of the vibrator 9 in the groove of the base 4, we achieve resonance on one of the shoulders of the test sample 1. By measuring the length of the shoulder of the thread, we get if it is, a change in the diameter of the filamentary sample or bundle involved in the perception of existing loads.

Таким образом, применение предлагаемого прибора позволяет повысить точность определения площади поперечного сечения жгутов волокон за счет регулярного мобильного измерения диаметра образца конструкционного материала любой плотности без нарушения его сплошности.Thus, the use of the proposed device can improve the accuracy of determining the cross-sectional area of fiber bundles due to the regular mobile measurement of the diameter of the sample of structural material of any density without violating its continuity.

За счет того, что определяется уточненная площадь поперечного сечения образца и осуществляется непрерывный одновременный контроль в процессе растяжения без нарушения его сплошности, можно повысить достоверность определения физико-механических характеристик однонаправленных пластиков, участвующих в восприятии действующих нагрузок.Due to the fact that the specified cross-sectional area of the specimen is determined and continuous simultaneous monitoring is carried out during the stretching process without violating its continuity, it is possible to increase the reliability of determining the physicomechanical characteristics of unidirectional plastics involved in the perception of acting loads.

Claims

A device for controlling the cross-sectional area of non-conductive fiber bundles of microplastic polymer materials, containing two supports mounted on the base, configured to attach the test sample to them, a vibrator mounted on the base, a stroboscope mounted on the base, perpendicular to the test sample, characterized in that the vibrator is an eccentric mechanism with an electric motor and is mounted with the possibility of reciprocating movement in the groove in the form of a fins tail tail made in the base between the supports, also introduced a screw pair attached to the base and connected by a rod with a vibrator, the lower parts of the supports are pivotally attached to the base, the upper parts of the supports are attached to the base, respectively - one through the spring, the other through the dynamometer and screw a couple.