SU138085A1

SU138085A1 - Device for determining the strength of elastomers

Info

Publication number: SU138085A1
Application number: SU673329A
Authority: SU
Inventors: В.Е. Гуль; В.В. Коврига
Original assignee: В.Е. Гуль; В.В. Коврига
Priority date: 1960-07-14
Filing date: 1960-07-14
Publication date: 1960-11-30

Description

В насто щее врем определение прочности эластомеров, провод т, в основном, при малых скорост х деформации. Однако повышение скоростей деформаций при эксплуатации различных эластомеров вызывает необходимость испытани их свойств в аналогичных услови х. С этой целью предлагаетс конструкци прибора дл определени прочности эластомеров в широком диапазоне скоростей деформации и температур . При этом применение в конструкции прибора сменных зажимов дает возможность испытывать образцы, наход щиес до испытани в раст нутом состо нии и подвергнутые в таком состо нии различного рода воздействи м, без сн ти деформации перед испытанием.At present, the determination of the strength of elastomers is carried out mainly at low strain rates. However, an increase in strain rates during the operation of various elastomers necessitates testing their properties under similar conditions. For this purpose, an instrument design is proposed for determining the strength of elastomers over a wide range of strain rates and temperatures. At the same time, the use of replaceable clips in the design of the device makes it possible to test specimens that were before the test in the stretched state and were subjected to various kinds of effects in such a state without removing the deformation before the test.

Фиг. 1-схематический разрез прибора но А-А на фиг. 2. Фиг. 2--сечение по .6-5 на фиг. 1. Фиг. 3 - вид по стрелке .F на фиг. 1. Фиг. -4 - схема блока включени механизма разрушени . Прибор состоит из привода, механизма разрушени , блока регистрации измер е .мых параметров, системы термостатировани и блока включени механизма разрушени и записи. Привод прибора состоит из мотора 1, редуктора 2 и ценной или ременной передачи 3 (в случае малых скоростей деформации используют цепную передачу, в случае больших - ременную). Основной частью разрушающего механизма вл етс ротор 4, закрепленный на валу 5 и вращающийс в подшипниках 6. Ротор и.меет губки 7 дл креплени съемных зажимов 6 и винт с противовесом 9 дл балансировки ротора с зажимом. Кроме этого разрушающий механизм включает в себ несущую балку 10, вращающуюс на оси //, и измерительную балку 12 с наклеенными на ней тензол1етрическими датчиками. Дл удерл ани несущей балки 10 вне плоскости вращени ротора 4 установлены защелки 3. Несуща балка 10 и защелка 13 укреплены на подставке М.FIG. 1 is a schematic sectional view of the device A-A in FIG. 2. FIG. 2 is a sectional view of .6-5 in FIG. 1. FIG. 3 is a view along arrow .F in FIG. 1. FIG. -4 is a block diagram of the activation mechanism of the destruction. The device consists of a drive, a mechanism of destruction, a registration unit for measuring parameters, a thermostatic system, and a block for activating the mechanism of destruction and recording. The drive of the device consists of motor 1, gearbox 2 and valuable or belt drive 3 (in the case of low strain rates, use a chain drive, in the case of large deformations - a belt drive). The main part of the destructive mechanism is a rotor 4, mounted on shaft 5 and rotating in bearings 6. A rotor and jaws 7 for fastening detachable clips 6 and a counterweight screw 9 for balancing a rotor with a clip. In addition, the destructive mechanism includes a carrier beam 10, rotating on the axis //, and a measuring beam 12 with tensol-1 sensors attached to it. For holding the carrier beam 10 away from the plane of rotation of the rotor 4, the latches 3 are mounted. The carrier beam 10 and the latch 13 are fixed on the stand M.

Блок дл регистрации измер емых параметров состоит из моста сопротивлений, два плеча которого составл ют тензометрические дат№ 38085 2 чики с базой 10 мм, наклеенные на измерительную балку 12, генератора с усилителем ЭТ-4, магазина сопротивлений и шлейфового осциллографа МПО-2.The block for registration of measured parameters consists of a resistance bridge, the two arms of which comprise strain gauges Dat. 38085 2 with a 10 mm base, pasted on the measuring beam 12, an ET-4 amplifier generator, a resistance box and an MPO-2 oscilloscope.

Система термостатировани состоит из термостатирующей камеры 15, в которой проложены трубки 16 дл циркул ции теплоносител или хладагента, подаваемых из термостата. Часть термостатирующей камеры /5 может подниматьс вверх, освобожда доступ к ротору в момент зар дки образцов (положение, указанное на фиг. 1 пунктиром). Внутри камеры установлен электрический обогрев, состо щий из двух нагревательных элементов 17, предназначенных дл поддержани посто нной температуры при работе в области низких температур. К системе термостатировани относитс также кожух 18, изготовленный из прозрачного эластичного материала, дл того чтобы можно было, не снима его, контролировать положение балки 10. Дл поддержани в камере посто нной температуры установлен контактный термометр 19, св занный с реле, включающим дополнительный обогрев 17. Контроль за температурой в камере осуществл етс с помощью термометра 20.The thermostatic system consists of a thermostatic chamber 15, in which pipes 16 for circulating a heat transfer medium or coolant, supplied from a thermostat, are laid. A part of the thermostatic chamber / 5 can be raised upward, freeing access to the rotor at the moment of charging the samples (the position indicated in Fig. 1 by the dotted line). An electric heater is installed inside the chamber, consisting of two heating elements 17 designed to maintain a constant temperature when operating at low temperatures. The thermostatic system also includes a casing 18 made of a transparent elastic material so that it is possible, without removing it, to monitor the position of the beam 10. To maintain a constant temperature in the chamber, a contact thermometer 19 connected to a relay turning on the additional heating 17 is installed. The temperature in the chamber is controlled with a thermometer 20.

Блок включени механизма разрущени и записи составлен по схеме , приведенной на фиг. 4, и состоит из общего выключател 21, скольз щего контакта 22 дл включени механизма разрушени , конденсатора 23 и электромагнита 24. Контакт 25 служит дл включени шлейфового осциллографа и датчика положени ротора, состо щего из источника света 26, фотоэлемента 27 и кольца 28 из прозрачного материала . Кольцо 28 закреплено на одном валу с ротором 4 и имеет темную линию, котора мен ет интенсивность света, попадающего в фотоэлемент 27 в зависимости от положени ротора. Крива изменени фототока фиксируетс на пленке щлейфового осциллографа.The block for switching on the mechanism of destruction and writing is made according to the scheme shown in FIG. 4, and consists of a common switch 21, a sliding contact 22 for turning on the destruction mechanism, a capacitor 23 and an electromagnet 24. A contact 25 serves to turn on a loopback oscilloscope and a rotor position sensor consisting of a light source 26, a photocell 27 and a ring 28 of transparent material. The ring 28 is fixed on the same shaft with the rotor 4 and has a dark line that changes the intensity of the light entering the photocell 27 depending on the position of the rotor. The curve of the photocurrent change is fixed on a loop oscilloscope film.

Методика работы на приборе и принцип его работы заключаютс в,,следующем. Перед началом работы производ т установку прибора на заданную темнературу, и настройку электрической схемы прибора. :Настройка электрической схемы заключаетс в балансировке моста сопротивлений, выборе величины усилени и необходимого дл проиьв (дства записи шлейфа щлейфового осциллографа. Затем производ т датировку измерительной балки 12 путем последовательного нагружени ее грузами различной величины и стро т градуировочную кривую зависимости отклонени щлейфа от нагрузки на балку. После этого образцы испытуемых материалов закрепл ют в зажиме 8 (при этом образцы в зажиме могут быть закреплены трем способами; свободно без деформации и без прогиба, свободно с прогибом или с какойлибо предварительной деформацией), открывают термостатирующую камеру 15 и крен т зажим 8 с образцом на роторе 4. Камеру закрывают и отвод т несущую балку 10 в исходное положение (показано hyHKTHpoM на фиг. 2), в котором она удерживаетс защелкой, нри этом одновременно выключаетс зацепление привода шлейфового осциллографа . Выключатель механизма разрущени 21 став т в положение «выключено и привод т ротор 4 во вращение. После того как пройдет врем , необходимое дл того, чтобы образец нагрелс до температуры камеры, включают общий выключатель механизма разрущени 21. Включение механизма разрущени происходит в момент замыкани скольз щего контакта 22, расположенного на кольце датчика положени ротора, с помощью которого может быть задано необходимое уп реждение во включении с.хемы по отношению к моменту разрушени .The method of operation on the instrument and its principle of operation are as follows. Before starting work, the device is installed at a predetermined temperature, and the electric circuit of the device is adjusted. : The electrical circuit setting consists in balancing the resistance bridge, selecting the amount of amplification required for the recording (recording of the loop of the oscilloscope loop. Then, the measuring beam 12 is dated by sequentially loading it with loads of various sizes and plotting a graduation curve of the deviation of the slip from the load on the beam After that, the samples of the tested materials are fixed in clamp 8 (in this case, the samples in the clamp can be fixed in three ways; freely without deformation and without prog ba, loose with deflection or with some kind of pre-deformation), open the thermostatic chamber 15 and roll the clamp 8 with the sample on the rotor 4. The chamber is closed and the carrier beam 10 is retracted to its original position (shown hyHKTHpoM in Fig. 2), in which held by the latch, at the same time disengaging the drive of the oscilloscope loop. The switch mechanism 21 is turned to the "off" position and causes the rotor 4 to rotate. After the time required for the sample to reach the temperature of the chamber, the general switch of the failure mechanism 21 is turned on. The destruction mechanism starts at the instant of closing the sliding contact 22 located on the rotor position sensor ring, by means of which the necessary control over the inclusion of the schema in relation to the moment of destruction.

В момент замыкани контакта 22 конденсатор 23 разр жаетс на электромагнит 24, который с помощью т ги 29 опускает защелку 13,At the time of contact closure 22, the capacitor 23 is discharged to the electromagnet 24, which with the help of the cable 29 lowers the latch 13,

удерживающую несущую балку W в исходном положении. Балка под действием пружины 30 входит в свое рабочее положение. При этом упреждение во времени включени разрущающего механизма к моменту соприкосновени образца с измерительной балкой подобрано так, что балка занимает свое рабочее положение до того, как зажим 8 подойдет близко к балке 12. В самом начале движени балки 12 происходит замыкание контакта и включение привода осциллографа . Во все врем опыта на пленке фиксируетс положение ротора 4; после соприкосновени с измерительной балкой 12 образец деформируетс о выщедщую в плоскость вращени ротора балку так, как это показано на фиг. 3. Сила, действующа на балку /2, вл етс геометрической суммой сил, развивающихс в ветв х образца. Приложенна на балку сила вызывает ее деформацию, котора фиксируетс тензометрическими датчиками, мен ющими свое сопротивление, вследствие чего в плечах моста по вл етс ток, который усиливаетс и записываетс на щлейфовом осциллографе. По данным шлейфового осциллографа получают зависимость усили на балке от времени. Зна скорость вращени ротора и геометрию деформации образца, легко устанавливают зависимость усили на балке от усили в образце в различные моменты времени и зависимость удлинени образца от времени. На основе этих зависимостей полученный на осциллограмме график перестраивают в координатах: усилие в образце - удлинение и определ ют все вытекающие из этой зависимости физико-механические характеристики .holding carrier beam W in the initial position. The beam under the action of the spring 30 is in its working position. In this case, the advancement time of the destructive mechanism onset at the moment of contact of the sample with the measuring beam is selected so that the beam takes up its working position before clamp 8 comes close to beam 12. At the very beginning of beam 12, the contact closes and the oscilloscope actuator turns on. During all the time of the experiment, the position of the rotor 4 is fixed on the film; after contact with the measuring beam 12, the sample is deformed into a beam extending into the plane of rotation of the rotor as shown in fig. 3. The force acting on the beam / 2 is the geometric sum of the forces developing in the branches of the specimen. The force applied to the beam causes its deformation, which is fixed by strain gauges that change their resistance, as a result of which a current appears in the arms of the bridge, which is amplified and recorded on a oscilloscope. According to the loop oscilloscope, the force on the beam is dependent on time. Knowing the rotor rotation speed and the deformation geometry of the sample, it is easy to establish the dependence of the force on the beam on the force in the sample at different points in time and the dependence of sample elongation on time. On the basis of these dependencies, the graph obtained on the oscillogram is rearranged in coordinates: the force in the sample is the elongation and all the physicomechanical characteristics arising from this dependence are determined.

П р е д мет изобретен и PRED MET INITIATED AND

Claims

1. An instrument for determining the strength of elastomers, consisting of a thermostat, a stationary mechanism of destruction, a load cell, an actuator, a clamp for a sample, characterized in that, in order to obtain high strain rates, the clamp for the sample is fixed on a movable balanced rotor, with its movement interacts with the mechanism of destruction, and has a forced movement.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that, in order to test samples without removing the pre-deformation, the clips are made removable.

Type B

ШУ Ш фцг.1 29J2 f ± l |, 2 „, .г

fus.t