SU756265A1 - Устройство для определения угла потерь в эластичных материалах 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области механических испытаний эластичных материалов, например резины и изделий иэ нее, а именно к устройствам для определения вязко-упругих свойств- угла потерь и динамического модуля упругости , и может найти применение, на заводах резино-технических изделий, а также в научно-исследовательских учреждениях, занимаю-, щихся исследованием поведения эластичных материалов в процессе их динамического нагружения.

Известно устройство для определе- |5 ния угла потерь в эластичных материалах, содержащее средства измерения со шкалой и механизм для циклического нагружения образца, активный и пассивный захваты образца, причем 20 средства измерения содержат стрелку, связанную с активным захватом, индукционную катушку, имеющую индуктивно связанные первичную и вторичную обмотки, источник питания, к·которому подключена первичная обмотка, подвижный электрический контакт, включенный в цепь первичной обмотки индукционной катушки и связанный с пассивным захватом образ2

ца, дна неподвижных электрических контакта, между которыми установлен подвижный электрический контакт, и малоинерционную лампу подсвета шкаА лы, включенную во вторичную обмотку индукционной катушки [1] .

Недостатком этого устройства является то, что оно позволяет определять только угол потерь и не обеспечивает определения динамического модуля упругости.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Цель достигается тем, что пред-, лагаемое устройство снабжено блокируемым упругим элементом, соединяющим активный захват с механизмом цик лического нагружения образца, электрическим прерывателем, подключенным через переключатель к первичной обмотке индукционной катушки, и выпол25 ненным с двумя диаметрально противо;положными выступами кулачком, уста' новленным на валу механизма циклического нагружения в положении,, обес печивающем воздействие выступов ку30 лачка на прерыватель при углах пово3

756265

рота вала, соответствующих экстремальным значениям нагрузки.

На чертеже приведена схема описываемого устройства.

Устройство содержит активный 1 и пассивный 2 захваты, в которых закреплен испытываемый образец 3.

На оси активного захвата 1 закреплена стрелка 4, а на оси пассивного захвата 2 - рычаг 5 с подвижным ^электрическим контактом 6, изолированным от рычага 5. Подвижный электрический контакт б установлен между двумя неподвижными электрическими контактами 7 и 8, электрически соединенными с корпусом устройства (на чертеже не показан). На оси активного захвата 1 закреплен блокируемый упругий элемент 9, выполненный, 'например, в виде торсионного вала или пружины кручения. На упругий элемент одета труба 10, жестко соединенная одним концом с упругим элементом 9. Другой конец трубы 10 установлен на подшипниках и снабжен стопорным винтом 11. На конце упругого элемента также жестко закреплен рычаг 12, связанный через тягу 13 с механизмом 14 циклического нагружения образца 3, приводимым во вращение от электродвигателя через редуктор с регулируемым передаточным отношением (на чертеже не показаны).

На валу 15 механизма 14 закреплен кулачок 16 с двумя выступами 17, взаимодействующими с электрическим прерывателем, содержащим контакты 18 и 19. Контакт 18 изолирован от массы корпуса и может соединяться с ним только через контакт 19.

Средства измерения устройства снабжены шкалой 20 с нулем посередине, на которой нанесены деления в градусах угла потерь φ и единицах измерения динамического модуля упругости Е, например кгс/см².

Для установки шкалы на нуль последняя имеет прорези, через которые* проходят крепежные винты 21. Вблизи шкалы размещена малоинерционная лампа 22 подсвета шкалы 20, например, неоновая,- включенная во вторичную обмотку 23 индукционной катушки 24. Первичная обмотка 25 катушки 24 одним концом, соединена с подвижным контактом переключателя 26, а другим - с источником 27 питания.

Неподвижные контакты переключатёля 26 электрически соединены с подвижным контактом 6 и контактом 18 прерывателя.

Для уменьшения искрения между контактами 7, б, 8 й 18, 19, а также для повышения напряжения во вторичной обмотке 23 катушки 24 устройство снабжено 'конденсатором 28. Переключатель 26 снабжен надписями φ и Е, указывающими режим работы устройства. На эксцентрике механизма 14

нанесена риска 29, а на корпусе устройства - стрелка 30.

Устройство работает следующим образом.

Перед испытаниями образец 3 устанавливается в захватах 1 и 2 таким образом, чтобы между контактами 6, 7 и 8 имелись зазоры. Стрелка 4 при этом устанавливается на нуль шкалы, а эксцентрик механизма 14 устанавливается так, чтобы при повороте его на 90° в любую сторону стрелка 4 отклонялась на одинаковый угол от нулевого положения. Для облегчения установки эксцентрика'в требуемое положение на его наружной обойме нанесена риска 29, которую совмещают со стрелкой 30.

Так, если необходимо определить угол потерь материала образца, переключатель 26 устанавливают в положение, обозначенное буквой φ . При этом подвижный электрический контакт 6 подключается к первичной обмотке 25 индукционной катушки 24. С помощью стопорного винта 11 блокируют упругий элемент 9, то есть свободный конец трубы 10 соединяют с осью активного захвата 1. Включают элект- , родвигатель, приводящий во вращение вал 15 эксцентрика. При вращении эксцентрика образец 3 через тягу 13, рычаг 12 и трубу 10 подвергается циклическому нагружению (закручиванию) . В начале закручивания образца зазор-между контактами 6, 7 или 6, 8 (в зависимости от направления вращения эксцентрика) выбирается, и они замыкаются.

При замыкании указанных контактов по первичной обмотке.25 протекает ток. При закручивании образца стрелка 4 отклоняется на максимальный угол, обусловленный величиной эксцентриситета эксцентрика механизма 14 и в дальнейшем при вращении эксцентрика возвращается от своего предельного положения в. нулевое положение.

При обратном ходе стрелки 4 -к нулю из-за наличия остаточной деформации образца 3 контакты 6, 7 (или 6, 8) разомкнутся раньше, чем стрелка 4 придет в нулевое положение. В момент размыкания указанных контактов исчезающее магнитное поле индукционной катушки 24 наводит во вторичной обмотке 23 ток, за счет которого происходит вспьиика лампы 22. Таким образом, момент снятия напряжения с образца 3 очень точно фиксируется размыканием контактов и вспышкой лампы 22 подсвета шкалы 20. При кратковременной вспышке лампы 22 стрелка 4 будет казаться неподвижной, что позволит прочесть по шкале 20 угол сдвига фаз между напряжением и деформацией образца, то-есть угол потерь.

При дальнейшем движении стрелки 4 подвижный электрический контакт 6 за756265

мыкается уже с другим неподвижным электрическим контактом (7 или 8). Далее стрелка 4 проходит через нуль, при этом с образца 3 снимается остаточная деформация, и образец 3 закручивается в другую сторону. После достижения максимума деформации образца стрелка 4 начинает двигаться к нулевому положению. При движении стрелки к нулю также, как и в первом случае, за несколько градусов до прихода стрелки 4 в нулевое положение, указанные контакты размыкаются, происходит вспышка лампы 22 и освещается шкала 20, что позволяет прочесть угол потерь по шкале. При частых чередованиях вспышек лампы 22 стрелка 4 будет казаться неподвижной, отклоненной на равные углы от нулевого деления шкалы 20, что позволит довольно точно отсчитать угол потерь в испытываемом образце 3. Влияние зазоров между контактами б, 7, 8 на точность замеров ввиду их малой величины (0,1-0,15 мм) незначительно и может быть легко учтено.

Если с помощью устройства требуется определить динамический модуль упругости материала образца 3, останавливают электродвигатель, разблокируют упругий элемент 9 (путем отворачивания стопорного винта 11),а переключатель 26 устанавливают в положение, обозначенное буквой Е (как показано на чертеже). При включении электродвигателя устройства усилие закручивания образца 3 теперь будет передаваться от эксцентрика через тягу 13, рычаг 12 и упругий элемент 9. За счет эластичности упругого элемента 9 стрелка 4 при этом будет отклоняться не на всю шкалу, как в случае определения угла потерь, а только на некоторой угол, обусловленный жесткостью упругого элемента 9 и жесткостью последовательно соединенного с ним испытываемого образца

3. Для количественной оценки усилия, прикладываемого к образцу 3 .при закручивании, упругий элемент 9 предварительно подвергается тарировке.

В процессе тарировки упругого элемента определяется зависимость между углом закручивания и развиваемым усилием.

Кулачок 16 установлен на валу 15 в таком положении, что при максимальном закручивании образца в ту или другую сторону один из выступов 17 кулачка воздействует на контакт 18 прерывателя, осуществляя размыкание контактов 18 и 19.

При размыкании контактов 18 и 19 исчезающее магнитное, поле катушки

24 наводит ток во вторичной обмотке 23, что вызывает вспышку лампы 22.

При вспышке лампы 22 по шкале 20 можно прочесть значение динамического модуля упругости Е.

При частых вспьапках лампы 22 стрелка 4 будет казаться неподвижной, симметрично расположенной по обе стороны от середины шкалы. Максимальный угол закручивания упругого элемента 9 и испытываемого образца 3 очень точно определяется разрывом контактов 18, 19 и последующей вспышкой лампы 22, а угол закручивания упругого элемента-углом, отсчитываемы* от крайнего деления на шкале до положения стрелки в момент вспышки лампы 22, Таким образом, шкала для определения динамического модуля упругости Е имеет два нулевых значения (по краям шкалы), а максимальное ее значение находится в середине шк алы.

Поскольку поперечное сечение у всех испытываемых образцов одинаково, то на шкале 20 выражают отношение усилия закручивания к поперечному сечению образца.

Устройство обеспечивает замер угла потерь и динамического модуля упругости при симметричном нагружении образца, что повышает точность замеров, так как при этом исключается влияние накопленной деформации образца на результаты замеров.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для определения угла потерь в эластичных материалах по авт. св. № 603875, о т л и ч а гоще е с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, оно снабжено блокируемым упругим элементом, соединяющим активный захват с механизмом циклического нагружения образца, электрическим прерывателем, подключенным через переключатель к первичной обмотке индукционной катушки, и выполненным с двумя диаметрально противоположными выступами кулачком, установленным на валу механизма циклического нагружения в положении, обеспечивающем воздействие выступов кулачка на прерыватель при углах поворота вала, соответствующих экстремальным значениям нагрузки.