RU2694111C1

RU2694111C1 - Experimental apparatus for studying cooled textile materials

Info

Publication number: RU2694111C1
Application number: RU2018124909A
Authority: RU
Inventors: Екатерина Борисовна Стефанова; Ирина Викторовна Черунова; Мария Петровна Стенькина; Павел Владимирович Черунов; Анна Михайловна Коринтели
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2019-07-09

Abstract

FIELD: consumer goods industry.

SUBSTANCE: invention relates to control of properties of light industry products, namely to devices for measuring breaking characteristics of textile material. Experimental installation for investigation of cooled textile materials is intended for investigation of their discontinuous characteristics. At that, fixing of loading action value at the moment of textile material rupture takes place with preservation of preliminary freezing temperature of textile sample using special built-in detachable clamping parts of the design of the breaking machine, which are simultaneously cooling agents, having heat accumulating properties with the effect of maintaining negative temperature for 4 hours, pre-formed in the refrigerating chamber.

EFFECT: technical result is possibility of testing samples of materials in frozen state from 0 to -25 °C at negative cooling temperatures.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к легкой промышленности, а именно к устройствам для исследования разрывных характеристик текстильного материала.The invention relates to light industry, namely, devices for the study of the discontinuous characteristics of a textile material.

Известна машина испытательная разрывная (патент RU2194264, опубл. 10.12.2002, бюл. №13), содержащая нагружающее устройство, включающее силовую раму, активный и пассивный захваты, привод нагружения, датчик силы, датчик удлинения образца, электрический блок измерения силы и блок измерения удлинения образца, отличающаяся тем, что датчик удлинения образца выполнен в виде устройства, состоящего из блока электромеханического винтового привода, закрепленного на силовой раме параллельно силовой оси машины, упругоподатливой на изгиб балочки с наклеенными на ней тензорезисторами, один конец которой жестко соединен с гайкой винтового привода, а другой ее конец снабжен зажимом для закрепления на испытываемом образце.Known testing machine bursting (patent RU2194264, publ. 10.12.2002, bull. No. 13) containing a loading device, including a power frame, active and passive grippers, a loading drive, a force sensor, a sample extension sensor, an electric force measuring unit and a measuring unit sample elongation, characterized in that the sample elongation sensor is made in the form of a device consisting of an electromechanical screw drive unit mounted on the power frame parallel to the power axis of the machine, elastically flexible to bending of a beam with glued on it, strain gages, one end of which is rigidly connected to the nut of the screw drive, and its other end is provided with a clip for fastening on the test specimen.

Недостатком испытательной разрывной машины с таким устройством измерения перемещений является невозможность использования его в качестве непосредственного измерения удлинения испытываемого образца.The disadvantage of a test tensile machine with such a device for measuring movements is the impossibility of using it as a direct measure of the elongation of the test specimen.

Известна разрывная машина (патент RU РФ 2304274, опубл. 10.08.2007 г.), содержащая станину, являющуюся упругим элементом нагружающего устройства, активный и пассивный захваты образца, отличающаяся тем, что активный захват выполнен в виде шестигранной втулки с резьбой и шестигранной опоры, имеющей со стороны втулки буртик, образующий гнездо для втулки, а с противоположной стороны выпуклую сферическую поверхность, опирающуюся на ответную сферическую поверхность станины, причем по высоте опоры в радиальном направлении выполнен U-образный паз для размещения образца с резьбовыми головками, одна из которых имеет лыски, входящие в паз опоры и исключающие ее поворот относительно образца.Known tensile machine (patent RU RF 2304274, publ. 10.08.2007,) containing a frame, which is an elastic element of the loading device, active and passive specimen grips, characterized in that the active grip is made in the form of a hexagonal sleeve with a thread and a hexagonal support, having a collar on the hub side, forming a socket for the hub, and on the opposite side a convex spherical surface resting on the spherical counter surface of the frame, with a radial direction along the height of the support having a U-shaped groove for Sampling of the sample with threaded heads, one of which has flats included in the support groove and excluding its turn relative to the sample.

Недостатками устройства являются сложность конструкции, которая не позволяет на ее базе возможность встраивание дополнительных конструкций.The disadvantages of the device are the complexity of the design, which does not allow on its basis the possibility of embedding additional structures.

Известна разрывная машина учебная (патент RU 53444, опубл. 10.05.2006 г.), где нагружающее устройство выполнено замкнутого типа с верхней подвижной траверсой, связанной с винтовыми передачами и нижней рабочей неподвижной траверсой, закрепленной на станине, на которой параллельно винтовым передачам установлены стойки, при этом активный и пассивный схваты выполнены съемными с возможностью их замены на столики, а в верхней части нагружающего устройства установлена плита, скрепляющая винтовые передачи и стойки. Недостатком данного изобретения является то, что все элементы конструкции закрытого типа, что не подходит для доработки элементов конструкции и усовершенствования устройства с дополнительными функциями.Known tensile training machine (patent RU 53444, publ. 10.05.2006), where the loading device is made of a closed type with the upper movable crosshead associated with screw transmissions and the lower working fixed crosshead mounted on the frame, on which racks are installed parallel to the screw transmissions while active and passive grippers are made removable with the possibility of replacing them with tables, and in the upper part of the loading device there is a plate fastening screw gears and racks. The disadvantage of this invention is that all the structural elements of the closed type, which is not suitable for the refinement of structural elements and improvements to the device with additional functions.

В соответствии с ГОСТ 28840-90 «Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб» разрывная машина РТ 250М с возможностями испытания образцов из других материалов в пределах конструктивных возможностей. Оснащена грузами для предварительного натяжения образца. Конструкция системы нагружения обеспечивает плавное приложение и возрастание нагрузки. Удлинение образца отмечается по шкале деформации. Данная разработка является прототипом проектируемой установки.In accordance with GOST 28840-90 "Machines for testing materials for tensile, compression and bending" tearing machine PT 250M with the ability to test samples from other materials within the design possibilities. Equipped with weights for preloading the sample. The design of the loading system ensures smooth application and increase in load. The elongation of the sample is marked on the scale of deformation. This development is a prototype of the designed installation.

Недостатком данной установки является невозможность сохранять локально в материале отрицательную температуру предварительной заморозки.The disadvantage of this setup is the inability to maintain a negative pre-freezing temperature locally in the material.

Задачей предлагаемого изобретения с учетом недостатков как в уже существующих изобретениях, так и в прототипе, является создание нового устройства, которое позволяет проводить испытания образцов материалов в замерзшем состоянии от 0 до -25°С при отрицательных температурах охлаждения.The task of the present invention, taking into account the drawbacks of both existing inventions and the prototype, is the creation of a new device that allows testing samples of materials in the frozen state from 0 to -25 ° C at negative cooling temperatures.

Поставленная задача достигается путем встраивания охлаждающего блока для фиксирования исследуемых текстильных материалов внутри общей конструкции устройства, выполняющего типовые разрывные функции, аналогичные первичным функциям машины РТ250М, что достигается с помощью специальных встроенных съемных зажимных деталей конструкции разрывной машины, являющихся одновременно хладагентами, обладающими теплоаккумулирующими свойствами с эффектом сохранения в течение 4 часов отрицательной температуры.The task is achieved by embedding a cooling unit for fixing the textile materials under study inside the overall design of the device, performing typical discontinuous functions similar to the primary functions of the PT250M machine, which is achieved by using special built-in removable clamping parts of the design of the tensile machine, which are also refrigerants with heat-accumulating properties with effect maintaining a negative temperature for 4 hours.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на базе основной части конструкции разрывной машины, выполняющей нагружающее воздействие по ГОСТ 3813-72 (фиг. 1), испытуемая проба 20, заправленная в верхние 17 и нижние 21 зажимы машины, получает растяжение при равномерном опускании нижнего зажима 22, который с помощью штоков 24 и 25 соединен с винтом 26. Винт 26 получает движение от электродвигателя постоянного тока 1 через муфту 28 и червячный редуктор 27. Скорость перемещения нижнего зажима регулируется в пределах 25-250 мм/мин путем изменения напряжения и частоты вращения электродвигателя. Включением кнопки «вниз» или «вверх» меняют направление постоянного тока в цепи электродвигателя и направление вращения ротора электродвигателя 1 и винта 26. Вращая в том или ином направлении, винт 26 помещает шток 25 вниз или вверх по направляющей 2. Измерение усилия, испытываемого пробой, производят с помощью маятникового силоизмерителя. Проба, деформируясь, перемещает вниз верхний зажим 17, который поворачивает грузовой рычаг 12, что, в свою очередь, вызывает отклонение маятника 4 с грузом 3. При этом своим упором маятник перемещает зубчатую рейку 6 и поворачивает зубчатое колесо 7. На оси зубчатого колеса закреплена ведущая 9 и контрольная 10 стрелка, с помощью которой на грузовой шкале 8 фиксируется величина нагрузки, действующей на испытуемую пробу. При разрыве пробы маятник возвращается в исходное положение, а ведущая стрелка под действием груза 5 - на нулевое делении грузовой шкалы. Для плавного движения маятника машина снабжена масляным амортизатором 11, шток которого соединен с грузовым рычагом 12.The invention is illustrated by drawings, where on the basis of the main part of the design of a tensile machine, performing loading effect according to GOST 3813-72 (Fig. 1), the test sample 20, tucked into the upper 17 and lower 21 clamps of the machine, gets stretched by uniformly lowering the lower clamp 22 which is connected with screw 26 using rods 24 and 25. Screw 26 receives movement from DC motor 1 through coupling 28 and worm gear reducer 27. The speed of movement of the lower clamp is regulated within 25-250 mm / min by changing voltage and rotational speed of the motor. By turning on the “down” or “up” button, they change the direction of the direct current in the motor circuit and the direction of rotation of the rotor of the motor 1 and screw 26. Rotating in one direction or another, screw 26 places rod 25 down or up along the guide 2. Measurement of the force experienced by the breakdown , produced using a pendulum force meter. The sample, deforming, moves down the upper clamp 17, which rotates the cargo lever 12, which, in turn, causes the deflection of the pendulum 4 with the load 3. At the same time, the pendulum moves the gear rail 6 and rotates the gear wheel 7. On the gear wheel axis Leading 9 and control 10 arrows, with the help of which the load scale 8 fixes the value of the load acting on the test sample. When the sample is broken, the pendulum returns to its original position, and the leading arrow, under the action of load 5, returns to the zero division of the load scale. For a smooth movement of the pendulum, the machine is equipped with an oil damper 11, the rod of which is connected to the cargo lever 12.

Деформация удлинения пробы измеряется по шкале 18, имеющей градуировку в мм. Шкала приводит в движение зубчатое колесо 19, соединенное рейкой 23 со штоком 25 нижнего зажима. Стрелка - указатель 16 соединена с помощью корректирующего устройства 13, 14 с грузовым рычагом 12 и арретиром 15.Sample elongation strain is measured on a scale of 18, having a graduation in mm. The scale drives the gear wheel 19, connected by a rail 23 with the stem 25 of the lower clamp. Arrow - pointer 16 is connected using a correction device 13, 14 with the cargo lever 12 and the arresting device 15.

Для выполнения разрывных функций применительно к охлажденным материалам разработана встраиваемая часть конструкции, жестко соединенная с основной частью элементов (1-28), позволяющая проводить исследования с учетом предварительного охлаждения, где 29 - штативы крепления, на которых закреплены зажимы - 30, которые фиксируют плоские хладагенты 31 между зажимными лапками для крепления текстильного материала, крепления на штативе зажимов для хладагентов - 32. Крепления на штативе располагаются на расстоянии 50 мм и 20 мм от краев образца материала в соответствии с параметрами хладагентов 260×100 мм. Схема крепления зажима к хладагенту представлена на фиг. 2To perform discontinuous functions in relation to cooled materials, an embedded part of the structure, rigidly connected to the main part of the elements (1-28), has been developed, which allows to carry out research with regard to pre-cooling, where 29 are fasteners, on which clamps are fixed - 30, which fix flat refrigerants 31 between the clamping feet for fastening textile material, mounting on a tripod clamps for refrigerants - 32. The fasteners on the tripod are located at a distance of 50 mm and 20 mm from the edges of the sample material in accordance with the parameters of refrigerants 260 × 100 mm. The scheme of fastening the clamp to the refrigerant is shown in FIG. 2

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В зажимы встраиваемой установки крепятся хладагенты, между которыми помещен образец материала для испытания, предварительно охлажденный до требуемой температуры в морозильной камере вместе с плоскими хладагентами, сохраняющими приобретенную температуру в течение 30-40 минут после снятия холодовой нагрузки, фиксируя верхний и нижний край с помощью зажимов к испытуемому образцу материала. В момент привода в действие разрывной нагрузки основных элементов разрывной машины выполняется смещение зажимов 30 с увеличением расстояния по отношению к образцу материала до 5 мм, оставляя его в основных зажимах разрывного действия, обеспечивая текстильному материалу сохранение заданной температуры и свойств в условиях промерзания в момент растяжения до разрыва.Refrigerants are fastened to the clips of the embedded installation, between which a sample of the material for testing is preliminarily cooled to the required temperature in the freezer compartment together with flat refrigerants that retain the acquired temperature for 30-40 minutes after removing the cold load, fixing the upper and lower edges with clamps to the test sample material. At the moment of driving the breaking load of the main elements of the bursting machine, the clamps 30 are displaced with increasing distance relative to the material sample up to 5 mm, leaving it at the main clamps of the breaking action, ensuring that the textile material maintains the desired temperature and properties under freezing conditions at the time of stretching to rupture.

Claims

Experimental setup for the study of cooled textile materials, designed to study their discontinuous characteristics, characterized in that the fixing of the magnitude of the loading effect at the time of rupture of the textile material occurs while maintaining the preliminary freezing temperature of the textile sample using special built-in removable clamping parts of the tensile machine, which are also refrigerants having heat storage properties with a preservation effect for 4 hours negative temperature, pre-formed in the cooling chamber.