SU783650A1

SU783650A1 - Устройство дл испытани в зкотекучих материалов

Info

Publication number: SU783650A1
Application number: SU792719467A
Authority: SU
Inventors: Василий Петрович Ставров; Виктор Панкратович Шустов; Тамара Васильевна Ставрова; Владимир Васильевич Бруенко
Original assignee: Институт Механики Металлополимерных Систем Ан Белорусской Сср
Priority date: 1979-01-18
Filing date: 1979-01-18
Publication date: 1980-11-30

Description

Изобретение относится к устройст-* вам для измерения свойств вязкотекучих материалов, в частности полимерных расплавов, и может быть использовано при технологических испытаниях 5 в промышленности химических волокон и переработки пластмасс.

Известны устройства для испытания вязко.текучих материалов путем растяжения вытягиваемой струи, содержащие ’О тянущие ролики с приводом, измерители скорости и усилия растяжёния. Это, например, устройство .для определения продольной вязкости (1], реометр для измерения продольной вязкости (2], 15 устройство для определения деформационных свойств вязких материалов [3J.

Известные устройства не обеспечивают высокой точности измерения скорости и усилия растяжения исследуемого мате-20 риала и, следовательно, высокой точности определения вязкотекучих свойств. Из известных устройств для испытания вязкотекучих материалов наиболее близким по конструкции к предлагаемо- 25 му является устройство для определения параметров, характеризующий,механическую деформацию тестообразного материала [4], Это устройство содержит тянущие ролики, оси которых пер- 30 пендикулярны направлению силы тяжести и движения струи, закрепленные вместе с приводом на упругом элементе силоиэмерителя. Движущаяся в направлении силы тяжести струя испытываемого материала захватывается парой тянущих роликов, вращающихся с заданной скоростью. Сила натяжения струи, отклоняющая ролики, воспринимается упругой балкой, перемещение которой преобразуется в электрический сигнал.

Контакт струи с тянущими роликами в известном устройстве осуществляется в одной точке. Концентрация напряжений обуславливает' местные деформации-вблизи точки контакта, поэтому,, скорость растяжения струи регистрируется с погрешностью, увеличивающейся с увеличением усилия прижатия роликов и с уменьшением диаметра струи. Учесть эту погрешность практически невозможно. Кроме того, при расположении на упругом чувствительном элементе привода и задатчика· скорости снижается точность измерения усилия,поскольку необходимо применять упругий элемент существенно увеличенной жесткости·.

Целью настоящего изобретения; является увеличение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что устройство, снабжено третьим роликом, расположенным между ними с возможное* тью перемещения в направлении растяжения материала, причем первый ролик снабжен прижимным устройством и связан с измерителем скорости вращения_гвторой выполнен с неподвижной осью и,связан с приводом, а третий связан к с упругим элементом измерителя усилия· растяжения.

На чертеже схематически изображено устройство для испытания вязкотекуМйх материалов.

to

Устройство содержит ролики 1 - 3, привод 4, упругий элемент 5, прижимное устройство 6, а также преобразователь усилия 7, измеритель скорости 8, регистрирующее устройство 9 и сосуд с испытываемым материалом 10.

Ролик 3 связан с приводом 4, ось его неподвижна. Ролик 2 связан с упругим элементом 5. Его ось может перемещаться в вертикальном направлении. РОлик 1, связанный с прижимным устройством 6, обеспечивает фрикционное взаимодействие всех трех роликов. Кроме того, ролик 1 связан с измерителем скорости вращения 8.

Устройство работает следующим об. разом.

Струя испытываемого вязкотекучего материала, выходящая из сосуда 10, направляется между роликами 1 и 2 и затем охватывается роликами 2 и 3, как это показано на чертеже. При этом скорость вращения роликов с помощью привода 4 задается тако# ,чтобы линейная скорость на окружности роликов равнялась линейной скорости свободно вытекающей струи. Затем задается необходимая скорость растяжения и/или определенный режим ее изменения. Сила натяжения струи создается крутящим моментом, прикладываемым к ролику 3. Поскольку ось ролика 2 имеет возможность вертикального перемещения, то натяжение струи вызывает деформацию упругого элемента 5. Через преобразователь 7 сигнал, пропорциональный * усилию растяжения струи, подается . регистрирующий прибор 9 (например, двухкоординатный самописец). Измеритель скорости 8 позволяет одновременно регистрировать текущую скорость растяжения струи. По построенной таким образом.зависимости усилия от ско^55 ' рости растяжения с 'вестных соотношений вычислен, например, продольной вязкости материала. £ помощью иэможет быть коэффициент исследуемого

Более высокая точность измерения усилия по сравнению с известным устройством обеспечивается, во-первых, тем, что чувствительный элемент измерителя усилия освобожден от ''пара^ эитной'' нагрузки, создаваемой силой тяжести привода; Следовательно, он обладает более высокой чувствительностью, и при неизменной погрешности 5 преобразователя погрешность измерения усилия меньше. Во-вторых, из уравнений движения следует, что при наличии ролика, имеющего возможность вертикального перемещения, усилие, приложенное к упругому элементу, равно удвоенному усилию растяжения струи (без учета сил трения и инерционных . сил). Учет сил трения и инерции легкс осуществляется введением поправки, найденной путем регистрации показаний измерителя усилия на холостом ходу (при заданном режиме изменения скорости и заданном усилии прижима). В результате чувствительность измерителя усилия увеличивается вдвое, что 20(соответственно уменьшает погрешность измерения усилия.

В предлагаемом устройстве контакт струи с тянущими роликами осуществляется по линии, длина которой равна сумме длин полуокружностей роликов *2 и. 3. Это обеспечивает плавную передачу усилия и отсутствие концентраторов напряжения. Благодаря примененной конструкции усилие прижима может быть незначительным Проскальзывание ролика 2 относительно ролика 3 способствует более равномерному нагружению участков струи на роликах 2 и 3. Скорость струи в точке контакта роликов 1 и 2 практически совпадает со скоростью ролика .1 рируется

Именно эта скорость регистизмерителем 8.

образом, предлагаемая конустройства обеспечивает боТаким струкция лее высокую точность измерения основных параметров процесса испытаний усилия и скорости растяжения и, следовательно, более точную оценку свойств исследуемого материала.

Claims

1. Авторское свидетельство СССР 295780, кл. G 01 N 11/00, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 307313, кл. G 01 N 11/00, 1970.

3.Патент США 3633409, кл. 731972 .

4.Патент ФРГ 1904079,

5 кл. G 01 N 11/00, 1977 (прототип).