Устройство для температурных испытаний образцов каучуков и резиновых смесей и испытаний на кручение

(5 П 5 ИС Е ИЗО ТЕН ВТОРСКО ЕТЕЛ ЬСТВУ конструкторское енного обьединеов, Н.Н,Рого запо", 1988.МПЕРАТУРН ЫУЧУКОВ И РЕСПЫТАНИЙ Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕ Х ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ КАЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ И И А КРУЧЕНИЕ(57) Устройство для температурных испытаний образцов каучуков и резиновых смесей и испытаний на кручение относится к испытательной технике, в частности к измерению пластоэластических и вулканизационных характеристик каучуков и резиновых смесей. и может найти применение в подготовительных производствах шинной, резинотехнической и других отраслей промышленности. Цель изобретения - повышение точности путем исключения погрешностей, связанных с влиянием начальной температуры образца, и сокращение времени испытания. Устройство для температурных испытаний образцов каучуков и резиновых смесей и испытаний на кручение содержит микропроцессорный блок 1, первый вход которого соединен с выходом преобразователя 2 крутящего момента, второй и третий входы подключены к выходам измерительных преобразователей 3, 4 температуры верхней 5 и нижней 6 матриц, снабженных нагревательными плитами 7, 8 с нагревателями 9, 10, входы которых соединены с первым и вторым выходами микропроцессорного блока 1. Привод 11 поворота матриц относительно друг друга соединен с нижней нагревательной плитой 8, Датчик 12 начала смыкания матриц 5, 6 подключен к четвертому входу микропроцессорного блока 1, пятый вход которого подключен к выходу блока 13 измерения начальной температуры образца, Третий выход микропроцессорного блока 1 подключен к входу регистрирующего. блока 14, На шестой вход микропроцессорного блока 1, соединенного с выходом блока 15 уставок, вводят данные о мощностях нагревателей матриц (Р 1, Р 2), массе образца (в), удельной теплоемкости испытуемого материала(с), а также данные, учитывающие конструктивные особенности матриц (В). 2 ил,Изобретение относится к испытательной технике, в частности к измерению пластоэластических и вулканизационныххарактеристик каучуков и резиновых смесейи может найти применение в подготовительных производствах шинной, резинотехнической и других отраслейпромышленности,Известно устройство для испытания.каучуков и резиновых смесей в процессе вулканизации, содержащее разъемную камерудля размещения вулканизуемого образца,состоящую из двух полуформ, нагреватель,последовательно соединенные измерительный преобразователь крутящего момента.усилитель, детектор и регистрирующийблок, измерительный преобразователь температуры, размещенный в корпусе камеры,связанный с ним второй усилитель, и датчикначала испытания,Существенным недостатком данногоустройства является зависимость результатов испытаний от начальной температурыобразца, т.е. при одной и той же заданнойгемпеоатуре испытаний в зависимости отначальной температуры испытуемого образца температурный режим испытанийразличен. Это объясняется тем, что при помещении образца в камеру температура последней падает, "отрицательный" тепловойимпульс с некоторой временной задержкой,определяется постоянной нагревательнойплиты, которая зависит от конструкции, достигаетт чувствительного регулирующеготермозлементэ, после чего выдается команда нэ компенсацию возмущающего воздействия, т.е, время выхода на заданныйтемпературный режим различно.Известен реометр с подвижной матрицей МДР 2000, содержащий разъемную ре. акционную камеру. состоящую из двухбиконических матриц, привод поворотаматриц относительно друг друга, измерительный преобразователь крутящего момента, измерительные преобразователитемпературы верхней и нижней матриц, нагреватели верхней и нижней матриц, расположенные в нагревательных плитах,микропроцессорный блок, регистрирующийблок.Указанное устройство позволяет сократить время выхода устройства на заданныйтемпературный режим испытаний за счетнепосредственного нагрева матриц,Недостатком этого устройства являетсязапаздывание реакции формирования регулирующего воздействия, в результате чеговремя выхода нэ заданный температурныйрежим достигает 35 - 40 с и зависит от начальной температуры образца,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Цель изобретения - повышение точности путем исключения погрешностей, связанных с влиянием начальной температуры образца, и сокращение времени испытания.Предлагаемое устройство для температурных испытаний образцов каучуков и резиновых смесей и испытаний на кручение позволяет уменьшить влияние начальной температуры образца на температурный режим испытания и сократить время выхода нэ заданный температурный режим.Использование высокочувствительного устройства, позволяющего получить в процессе одного испытания комплекс показателей пластоэластических и вулканизационных характеристик, дает возможность отбраковывать резиновые смеси. не отвечающие установленным техническим нормам,Поставленная цель достигается тем, что устройство для температурных испытаний образцов каучуков и резиновых смесей и испытаний на кручение, содержащее основание, закрепленные на нем две электронагревательные плиты, преобразователи их температуры, соединенные с соответствующим плитами, и выполненные в виде соосных полуматриц захваты образца, привод их относительного поворота вокруг своей оси, связанный с приводом преобразователь крутящего момента, регистрирующий блок и связанный с электронагревательными плитами микропроцессорный блок, первый вход которого соединен с выходом преобразователя крутящего момента, второй и третий вход - с выходами соответствующих преобразователей температур. а выход подключен к входу регистрирующего блока, снабжено блоком измерения начальной температуры образца, датчиком момента смыкания полуматриц и блоком уставок, выходы которых соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым входами микропроцессорного блока,На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг,2 а - момент включения теплового импульса без упреждения и реакция температуры матриц испытательной камеры; на фиг,2 б - момент включения теплового импульса с упреждением и реакция температуры матриц и испытательной камеры на зто упреждение.Устройство для температурных испытаний образцов каучуков и резиновых смесей и испытаний на кручение содержит микропроцессорный блок 1. первый вход которого соединен с выходом преобразователя 2 крутящего момента, второй и третий входы подключены к выходам измерительных преобразователей 3, 4 температуры верх 17584855 10 15 20 30 35 40 45 50 55 Величина упреждающего теплового импульса зависит ат начальной температуры испытуемого образца, ана должна быть равна количеству теплоты, необходимой для ней 5 и нижней 6 матриц, снабженных нагревательными плитами 7, 8 с нагревателями 9, 10, входы которых соединены с . первым и вторым выходами микропроцессорного блока 1. Привод 11 поворота матриц относительно друг друга соединен с нижней нагревательной плитой 8. Датчик 12 начала смыкания матриц 5, 6 подключен к четвертому входу микропроцессорного блока 1, пятый вход которого подключен к выходу блока 13 измерения начальной температуры образца. Третий выход микропроцессорного блока 1 подключен к входу регистрирующего блока 14. На шестой вход микропроцессорного блока 1, соединенного с выходом алака 15 уставах, вводят данные а мощностях нагревателей матриц (Р 1, Р 2), массе образца (щ), удельной теплаемкости испытуемого материала (с), а также данные, учитывающие конструктивные особенности матриц (Я), определяемые экспериментальна.Устройство работает следующим образам. 2С помощью вырубного пресса из испытуемого материала производится вырубка образца, Блоком 13 измерения температуры определяется его начальная температура либо в процессе вырубки, либо перед помещением в испытательную камеру, Информация о начальной температуре испытуемого образца передается в микропроцессорный блок 1, с помощью катарога рассчитывается количество энергии, необходимое для прогрева образца до заданной температуры испытаний и, исходя из мощности нагревателей 9, 10, конструкции нагревательных плит 7, 8(ат этого Зависит к,п.д. нагревателей), рассчитывается длительность упреждающего импульса на включение нагревателей 9, 10,Полученный образец помещается в испытательную камеру. После помещения образца в испытательную . камеру производится смыкание матриц 5, б, При этом датчик 12 в момент начала смыкания выдает сигнал в микропроцессорный блок 1, который вырабатывает упреждающий импульс на включение нагревателей 9, 10 верхней и нижней матриц. причем момент включения упреждающего импульса зависит ат конструкции нагревательных плит испытательной камеры (т,е. постоянный времени абьекта регулирования) и определяется экспериментальна. прогрева образца до заданной температуры испытаний, и определяется выражением0 = сп 1 (1 зад - тоб), (1) где О - количество теплоты формируемого импульса;с - удельная теплоемкость испытуемого материала;т - масса испытуемого образца;таад-заданная температура испытания, Ьб - начальная измеренная температура образца,Т.к. работа ЧЧ, необходимая для разогрева, равна О, то длительность теплового импульса определяется следующим выражением: У/ ст(Ъд. те, к 1 Р 1+к 2 Р 2 к 1 Р 1+к 2Р 2где Ьм - длительность включения нагревателей верхней и нижней плит;к 1, к 2 - коэффициент полезного действия каждого из нагревателей соответственно;Р 1, Р 2 - мощность каждого из нагревател ей.После смыкания матриц 5, б испытательной камеры испытуемый образец подвергается циклическим сдвигавым деформациям с помощью привода 11. Одновременно определяется момент сопротивления сдвиговым деформациям образца измерителем 2 крутящего момента, информация с которого поступает в микропроцессорный блок 1, где происходит ее анализвыдачи результата на регис грирующий блок 14.Информация, необходимая для расчета величины теплового импульса (с, п 1, Ь 1, 12, Р 1, Р 2, Я), перед началом испытания занасится в блок 15 уставак и поступает в микропроцессорный блок 1, Необходима отметить, что некоторые величины для всех испытуемых материалов остаются постоянными, т.е. мощности нагревателей Р 1, Р 2, ихКПД к 1, к 2, коэффициент Я, учитывающий конструктивные особенности нагревательных плит и испытательной камеры, поэтому нет необходимости вносить эти данные вблок уставак перед каждым испытанием.Коэффициент Я определяет момент времени выдачи сигнала на включение нагревателей 9, 10 для формирования упреждающего теплового импульса, длительность которого рассчитана в микропроцессорном блоке 1.П р и м е р. Испытание резиновой смеси СКИЗ.С помощью пресса вырубается образецопределенного обьема массой 4 г. Одновременно измеряется температура образца