Устройство для измерения коэффициента линейного теплового расширения полимерных материалов

Сфев СеветскикСоциалистических Республик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ(22) Заявлено 060280 (21) 2878903/18-25с присоединением заявки Йо. -С 01 И 25/16 Государственный комитет СССР но ямам нзобретеннй я открмтня(72) Авторы изобретения- РК.Н.Кан, О.В.Лавренев, В,А.Рыков и С.В.Степановн:;скм " Ленинградский институт авиационного приборостроенияИЬЛЯЭТЕя(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТАЛИНЕЙНОГО ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХМАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к исследованию или анализу материалов путем определения коэффициента линейного теплового расширенияКЛТР) и может быть использовано в производстве синтетических смол и пластмасс, а также в приборостроении, машиностроении, электротехнической и других отраслях промышленности при выборе материала с требуемыми Физическими 10 свойствами.Известно устройство для измерения КЛТР высокоэластичных материалов, содержащее кварцевую трубку с раэме" щейиым В ней кварцевым толкателем, 5 прилегающим одним концом к поверхности образца, а другим к датчику деформаций. Толкатель соединен с датчиком деформаций через серьгу, подве-. векную на двух плоских прутиках, с 20 эксцентриковым регулятором, чем осуществляется компенсация веса кварцевого штока 1).Недостатком такой конструкции является невысокая точность определения 25 ХЛТР эластичных материалов иэ-за того, что на образец действует измерительное усилие датчика деформаций, искажающее результаты измерений теплового удлинения. 30 2Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения коэффициента линейного расширения полимерных материалов, содержащее подвижный термостат, в который введена кварцевая трубка со штоком, верхние концы кото рых выведены из термостата и соедииены с индукционным индикатором ли- . нейных перемещений, и компенсатор нагрузки, расположенный над термос- татом и состоящий из Фигурной гайки, навернутой на цилиндрический упор, жестко соединенный со штоком, и пружины, торцы которой упираются в гайку и упор. Кварцевая трубка снабжены вертикальной щелью для введения цилиндрического образца. Шток упирается в образец, устанавливаемый на дно кварцевой трубки.При проведении испытания образец через цель помещают в кварцевую трубку, нижний конец штока опускают на верхнюю плоскость образца и подводят к этой части конструкции термостат. Образец нагревают или охлаждают, и изменение его длины пере.дается посредством штока на индукционный индикатор линейных перемещений. Компенсатор нагрузки поэво 894511ляет устранить воздействие веса штока на образец, что приводит к увеличению точности опрецеления КЛТР поли- мерных материалов по сравнению с известными 21.Недостатком этого устройства является невысокая точность определе-ния КЛТР эластичных полимерных мате- риалов и полимерных материалов, испытываемых при температуре выше температуры стеклования, из-за воздействия на образец измерительного усилия индукционного индикатора линейных перемещений. Кроме того, установка образ ца в кварцевую трубку через узкую боковую щель, помимо трудоемкости, приводит зачастую к установке образца 15 с перекосом, что также является причиной неточности определения коэффициента линейного теплового расширения материала образца.Цель изобретения - повышение точ ности измерения КЛТР полимерных материалов при температуре, превышающей температуру стеклования.Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения КЛТР полимерных материалов, содержащее установочную трубку с размещенным внутьи штоком, верхний конец которого соединен с индикатором линейных перемещений, закрепленным в верхней части установочной трубки, компенсатор усилий на образец, расположенный под установочной трубкой, и подвижную термокриокамеру, введены опорный элемент установки трубчатого образца, закрепленный в установочной трубке и выполненный с центрирующим отверстием под шток, и элемент Фиксации уровня нижней поверхности трубчатого образца, размещенный в установочной трубке с возможностью продольного 4 О перемещения, причем нижний конецштока установлен на элемент Фикса- . ции уровня нижней поверхности образца сверху.Такое выполнение устройства, когда усилие компенсатора действует нанижнюю плоскость элемента Фиксации уровня нижней поверхности образца, в верхнюю плоскость которого упирается шток, соединенный с индикатором линейных перемещений, позволяет свести к нулю действие на образец измерительного усилия индикатора линейных перемещений ивеса штока. Усилие, создаваемое компелсатором,подбирается равным сумме 55иЖерительйого усилия датчика линейных перемещений, веса штока, веса об,. разца и веса элемента фиксации уровня нижней поверхности образца.На чертеже представлена схема устройства для измерения КЛТР полимерных материалов.Устройство содержит установочную трубку 1, внутри которой проходитшток 2, соединенный верхним торцом д с индикатором 3 линейных перемещенийФ расположенным в верхней части установочной трубки 1, Опорный элемент 4 установки образца неподвижно закреплен внутри трубки 1, например, на уровне высоты образца с отверстием для штока 2 и может быть выполнен в форме диска с центрирующим отверстием под шток. Между опорным элементом 4 установки образца и элементом 5 Фиксации уровня нижней: поверхности образца расположен испытываемый образец б из полимерного материала, имеющий трубчатую Форму.В нижнюю плоскость элемента 5"фин сации уровня нижней поверхности образца упирается снизу компенсатор усилия нагрузок 7. Нижний конец штока, проходящего через центрирующее отверстие в опорном элементе установ ки образца и трубчатый образец, упира. ется в верхнюю поверхность элемента Фиксации уровня нижней поверхности образца. Элемент Фиксации уровня нижф ней поверхности образца выполнен с воэможностью свободного перемещения вдоль трубки. Компенсатор усилий на образец подводится к нижней поверхности элемента Фиксации уровня нижней поверхности образца и может быть выполнен, например, в виде рычага с перемещающимся вдоль него по резьбе грузом. Нижний торец установочной трубки 1 упирается в основание 8. Установочная трубка 1 в месте установки образца охватывается и термокриокамерой 9, которая выполнена свозможностью перемещения вдоль трубки 1 для удобства установки образца.Устройство работает следующим образом.Испытываемый образец, трубчатой Формы устанавливают внутри установочной трубки в нижней ее части ;таким образом, что его верхний торец упирается в опорный элемент уста новки образца. К нижнему торцу образца подводится снизу элемент фикса-, ции уровня нижней поверхности образца, который, в свою очередь, снизу подпирается компенсатором, при этом на верхнюю плоскость элемента фиксации уровня нижней поверхности образца опирается шток,:другим концом соединенный с индикатором линейных перемещений. Перед началом измерения компенсатор регулируется таким образом, чтобы усилие, прикладываемое к нижней плоскости элемента фиксации уровня нижней поверхности образца, уравновешивалось суммой измерительного усилия индикатора линейных переф мещений, веса штока, веса образца и веса элемента Фиксации уровня нижней поверхности образца. Таким образом, на образец при испытании не действует никакой нагрузки. Во время испытаФ ний величина сил, которые уравнове894521 ВНИИПИ Заказ 11472 Тираж 910 Подписно шивает компенсатор, не меняется,поэтому дополнительная регулировка компенсатора не производится. При применении в качестве компенсатора рычажного устройства начальная регулировка достигается путем перемещения груза вдоль рычага. Для установления требуемого температурного режима испытания подвижная термокамера опускается В рабочее положение, при котором образец оказывается внутри нее. При изменении температуры происходит изменение длины образца, которое изменяет местоположение элемен та Фиксации уровня нижней поверхности образца и через шток передается индикатору линейных перемещенийПреимущество устройства для измерения КЛТР полимерных материалов по сравнению с известными устройствами заключается в повышении точности определения КЛТР полимерных материалов при более простой конструкции.Это объясняется тем, что прн испытании образец находится под нагрузкой близкой к нулю и повышает точность измерения удлинения при изменении температуры. Формула изобретенияУстройство для определения коэФФициента линейного теплового расширения полимерных материалов, содержащее установочную трубку с разме-.щенным Внутри штоком, верхний конецкоторого соединен с индикатором линейных перемещений, закрепленным вверхней части установочной трубки,компенсатор усилий на образец, распопложенный под установочной. трубкой, иподвижную термокриокамеру, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерения, онодополнительно содержит опорный эле"мент установки трубчатого образца,5".:закрепленный в установочной трубке ивыполненный с центрирующим отверстием под шток, и элемент Фиксацииуровня нижней поверхности трубчатогообразца, размещенный в .установо 4 ной20 трубке с возможностью йродольного перемещения,причем нижний конец штокаустановлен на элемент Фиксации уров"ня нижней поверхности образца сверху,Источники инФормации,р 5 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 184486, кл. С 01 М 25/16, 1966.2. Авторское свидетельство СССР9 168038, кл. 6 01 й. 25/16, 1963