Гидравлический адгезиометр

ОЛ ИСААКИЕИ ЗОБРЕТЕ Й 1 АЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 729490 Союз СоветскнкСоцналкстнческнхРеспублнкаа делам лзввретвний к вткрмтлл(72) Авторы изобретения К. С, Ляпин, Б. Я. Сачек и В. М. Мацепуро Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский . институт механизации сельского хозяйства(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АДГЕЗИОМЕТР 1Изобретение относится к области исследова. ния физических свойств веществ и касается конструкции прибора для определения адгезионной способности различных материалов.Известен гидравлический адгезиометр, содержащий заполненный жидкостью сосуд, устройство для изменения уровня ю.дкости в нем вплоть до разрыва образцов по адгезионному шву, емкость для слива жидкости и устройство для измерения ее количества 1.11.Однако на этом приборе возможно оцени. вать только нормальную адгезию, при этом рабочей средой является ртуть токсичная жидкость, не позволяющая определить адгезию многих материалов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является гидравлический ад. гезиометр, содержащий ванну с регулируемым уровнем жидкости, держатели образцов и опущенный в жидкость нагружающий элемент, связаииьвй с держателем первого образца 121.Нагружающий элемент представляет собой груз, соединенный гибкой связью с держателем одного из образцов, По мере слива жидкости(воды) усилие отрыва одного образца от другого возрастает, но не больше веса опущенного в жидкость груза, так как уменьшаетсядействующая на груз выталкивающая сила. Однако область использования известных адгезиометров ограничена оценкой лишь нормальнойадгезии беэ наложения тангенциальных напряжений. Для большинства же реальных адгезионных соединений, например, лаковых, клеевых, Опри наличии жидких или твердых смаэок, характерно совместное действие нормальных нкасательных напряжений при их различных соотношениях.Цель изобретения - расширение условийиспытаний.Это достигается тем, что нагружающий элемент выполнен в виде нескольких равномернорасположенных вокрут держателя первого образца поплавков, укрепленных на кольцевойрамке и регулируемых по вертикали, а рамкажестко соединена с держателем первого образца и связана с приводом ее поворота вокругвертикальной оси, оснащенным измерителеммомента сопротивления повороту.729490 Кроме того, с целью обеспечения одновременного контакта поплавков с поверхностью жидкости поплавки снабжены электрическими датчиками.На чертеже представлена принципиальная схема предложенного адгезиометра.Он содерхот основание 1, заполненную жидкостью ванну 2, резервуары 3 с сообщающими. ся с ними мерными сосудами 4 для повышения уровня жидкости в ней, емкости 5 для 10 слива жидкости, нагружающий элемент 6, выполненный в виде нескольких соединений с кольцевой рамкой 7 поплавков 8, а также ген зометрическое устройство 9 для регистрации касательных сил и динамометр 10 для регист ь рации нормальной нагрузки.Исследуемые образцы 11 и 12, образующие адгезионные соединения, установленные в держателях 13 и 14, причем с держателем 13 первого образца жестко соединена рамка 7 нагру- эо жающего элемента 6, а держатель 14 второго образца установлен непосредственно на динамо- метре 10 и гибкой связью 15 (тросиком) соединен с приводом поворота относительно вертикальной оси (на чертеже не показан). 25Для регулирования температурных условий в исследуемом сопряжении прибор может быть снабжен термокамерой 16 с нагревающими и охлаждающими элементами 17, а для наблюде. ния за кинематикой образования и разрушения ЗО связей в зоне контакта при разрыве и сдвиге образцов прибор может быть снабжен микроскопом 18, при этом верхний образец 11 выполняется из оптически прозрачного материала. С целью обеспечения одинаковой подъемной силы, что необходимо для сдновременности разрыва образцов по всему адгезионному шву, каждый из поплавков выставляется по высоте4 О с помощью регулировочных винтов 19, при этом на каждом поплавке имеется электрический датчик момента его касания с жидкостью. Фуы кцию такого датчика может выполнять электри. ческая лампочка 20, один из проводников которой опущен в электропроводную жидкость,45 а другой электрически соединен с корпусом поплавка 8, выполненным из электропроводно. го материала.В случае необходимости,измерения только касательных напряжений Ъа образцах типа валфл втулка ванна может быть разделена пополам герметичной перегородкой на чертеже не показана).Адгезиометр работает следующим образом.Образны 11 и 12 иэ исследуемых матери 55 зрюв устанавливают в держателях, образуя адгезионное соединение, исходную нормальную нагрузку на которое создают либо собствен. 4ным весом нагружающего элемента 6, либо с помощью дополнительных грузов 21.Действующую нормальную нагрузку регистрируют динамометром 10, например тензометри. ческим кольцом. Ванну заполняют электропроводной жидкостью. и выставляют все поплавки, в.ыполненные, например, в виде полых сфер в горизонтальном положении.В зависимости от целей эксперимента на предложенном адгезиометре можно определятьнормальную адгезию, адгезию при оцновременном приложении нормальных и касательных напряжений прн их различных соотношениях и адгезню при действии только касательных на.1 пряжений. Для реализации первого случая электропроводную жидкость из резервуаров 3 подают вванну 2 до тех пор, пока развиваемая поплавками подъемная сила не преодолеет силы адгезии на поверхности контакта образцов.При известном объеме поданной в ваннужидкости, размеров поплавков и их количестваподъемная сила каждого и суммарная определяются расчетным путем, что при известнойплощади контакта дает возможность оценитьнормальные напряжения адгезии, Аналогичным,путем можно определить влияние временногофактора, для чего создают подъемнун. силу,недостаточную вначале для отрыва, и выдержи.вают столько времени, пока не наступит разрыв адгезионного шва,Увеличивая размеры и количество поплавков, можно добиться больших нормальнъгх уси.лий отрыва, что дает возможность расширитьдиапазон развиваемых нормальных адгезионныхнапряжений вплоть до когезионных.В случае исследования адгезии при наличиине только нормальных, но и сдвиговых напряжений (вращение относительно вертикальнойоси) после подготовки прибора указанным образом кольцевую рамку вращают с помощьютросика 15 и регистрируют момент, необходи.мый для ее проворачиваия, что при известнойплощади контакта позволяет рассчитать сдвиговыа напряжения. На предложенном адгезиометре возможно исслецовыще сопряжений типа вал-втулка, в ко. торых действующая нормальная нагрузка перпендикулярна к оси вращения. В этом случае сдвиг одного образца, выполненного в виде цилиндра, относительно другого можно обеспечить креном рамки 7 с поплавками 8. Для этого из одной половины перегороженной ванны 2 жидкость сливают, а в другую в это вре. мя ее подают. Действуниций на соединение . момент вращегщя и касательные напряжения определяют расчетным путем.Составитель Е РыковТехред И, Ковалева ректор М. Пож едактор П. Народная Подписи 1019 Заказ 1253 3 Тир ЦНИИПИ Госуда по делам изоб 13035, Москва, комитета СССРоткрытиискал наб., д. 4/5 ственнретении -35, Ра лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Формула изобретения 1, Гидравлический адгезиометр, содержащий ванну с регулируемым уровнем жидкости, держатели образцов и опущенный в жидкость Б нагружающий элемент, связанный с держателем первого образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем что, с целью расширения условий испытаний, нагружающий элемент выполнен в виде нескольких равномерно расположенных вокрут держателя первого образца поплавков, укрепленных на кольцевой рамке и регулируемых по вертикали, а рамка жестко соединена с держателем первого образца и связана с приводом ее поворота относительно вЕртикаль 5 ной оси, о:нащенным измерителем момента сопротивления повороту.2. Лдгезиометр по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения одновременного контакта поплавков с поверхностью ющкости, поплавки снабжены электрическими датчиками,Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Мф 345418,кл. б 01 М 19/04, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР У 99632,кл. 6 01 К 19/04, 1932 прототип),