Устройство для определения жесткости и упругости эластичных материалов

)5 О 01 Г 4 3/08, 33/36 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) Гтютвгоаг(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕЖЕСТКОСТИ И УПРУГОСТИ ЭЛАСТИЧНМАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относитсдля определения жесткостистичных материалов. Целповышение достоверностидержит основание, эакрепвании привод, связаннподвижный зажим для обтель, средство измеренияразца и измеритель уси Я Х нститут В.В,Весе енн и еделе а АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССМ 1257550, кл, 6 01 И 3/08, 1987.ГОСТ 8977-74 Кока искуси пленочные материалы, Методыния жесткости и упругости. я к устройствами упругости злаь изобретения - . Устройство соленный на осноый с приводом разца, нагружадеформации облия. При этомЮщ ею 3. - .". 1803778 подвижный зажим установлен на основании так, что его ось перпендикулярна основанию, Средство измерения деформации образца выполнено в виде установленного на валу привода датчика перемещения. Изме.ритель усилия выполнен в виде электромагнитного датчика давления мембранного типа. Нагружатель выполнен в виде соосного с подвижным зажимом стержня с нажимной площадкой,для образца на одном из его торцов и электромагнитного датчика перемещения, сердечник которого жестко закреплен на стержне перпендикулярно его оси, Мембрана датчика. давления жестко соединена со свободным торцом стержня, а привод и датчики электрически соединены Изобретение относится к устройствам для определения жесткости и упругости эла- стичных материалов методом кольца (текстильных материалов, клеевых соединений из них, искусственной и натуральной кожи, пленочных материалов и др.).Цель изобретения - повышение достоверности испытаний путем точного определения прекращения релаксации образца,.На чертеже показана схема устройства, Устройство смонтировано на основании (на чертеже не показано). Привод подвижного зажима закреплен на основании и состоит из двигателя 1, соединенного через редуктор 2 и муфту 3 с самим подвикным зажимом. Подвижный зажим для образца состоит из реечного механизма в виде ведущей шестерни 4 и оси 5, Ось 5 перпендикулярна основанию, имеет возможность возвратно-поступательного движения "вверх-вниз" в подшипниках скольжения 6 и 7.На оси 5 жестко закреплена площадка 8. служащая для закрепления образца 9 из испытуемого материала с помощью зажима 10.На валу (на чертеже не обозначен) привода двигателя 1 установлен датчик 11 перемещения, например фотодатчик, сигнал с которого поступает на блок 12 измерения величины перемещения образца 9, имеющий цифровую индикацио величины перемещения, например в миллиметрах. В жесткой раме 13 смонтированы измеритель усилия, нагружатель и электромагнитный датчик перемещения,Измеритель усилия выполнен в виде электромагнитного датчика, 14 давления мембранного типа с мембраной 15,между собой посредством системы автоматического управления. С помощью указанного устройства. обеспечивается новый способ определения жесткости и упругости, включающий постепенное сжатие образца на 1/3 или 1/5 его первоначального диаметра, выдержку, равномерное устранение нагрузки, определение жесткостии упругости т по формуле У = (1 о - ф(1 о) 100 , где Ьо - заданная величина прогиба образца при определении жесткости, равная 1/3 или 1/5 первоначального размера, 1- величина распрямления согнутого в кольцо образца после снятия нагрузки и прекращения давления йа измерительное средство (мм).1 ил. Нагружатель выполнен в виде соосногооси 5 стержня 16 с нажимной площадкой 17для образца 9. Нажимная площадка 17 закреплена на нижнем торце стержня 16.5 Мембрана 15 электромагнитного датчика 14давления жестко соединена со вторым торцом стержня 16. Стержень 16 центрируетсяв строго вертикальном положении с помощью упругой центрирующей шайбы 18,10 гайки 19, планшайбы 20 и мембраны 15.На стержне 16 между мембраной 15 ицентрирующей шайбой 18 с помощью гаек21 и 22 жестко закреплен перпендикулярноосистержня 16 сердечник 23, изготовлен 15 ный, например, из пермаллоя Н 90, свобод-,ныйконец которого размещен внутриэлектромагнитного датчика 24 перемещения сердечника 23. Электромагнитный датчик 24 перемещения состоит из верхней 2520 и никней 26 обмоток, которые подключенык преобразователю 27 индуктивности в напряжение,Привод и датчики электрически соединены между собой посредством системы ав 25 томатического управления,Сигнал с преобразователя 27 поступаетна усилитель 28, вход которого соединен с электромагнитным датчиком 14 давления 30 мембранного типа и электронным вольтметром 29, имеющим цифровую индикацию в граммах или ньютонах,Сигналы с электронного вольтметра 29и,блока 12 измерения величины перемеще ния через блок 30 автоматики, имеющийпульт управления 31, управляют работой двигателя 1. Двигатель 1 соединен с блоком 30 автоматики.Устройство работает следующим обра зом.1803778 55 Образец 9, вырезанный из испытуемогоматериала (ткани, кожи и т.й,), С помощьюзажима 10 закрепляют на площадке 8. Напульте 31 управления устанавливают режимы предстоящего испытания, например 5скоростьдеформирования, величинудеформирования образца 9, Нажатием на соответствующую кнопку на пульте 31 управлениявключают двигатель 1.Двигатель 1 передает вращательное 10движение через редуктор 2 и муфту 3 реечному механизму, При вращении ведущаяшестерня 4 поднимает ось 5 вверх в подшипниках скольжения 6 и 7, После поднятияоси 5 вместе с площадкой 8 вверх образец 159 начинает давить на нажимную площадку17.В самом начале момента давления образца 9 на нажимную площадку 17 начинаетработать блок 12 измерения величины 20перемещения, и с помощью датчика 11перемещения импульсы с двигателя 1подсчитываются блоком 12 измерениявеличины перемещения,Стержень 16 смещается вверх к центрирующей шайбе 18, которая прикреплена кгайке 19, планшайбе 20 и к жесткой раме 13,Стержень 16 сжимает мембрану 15, Одновременно смещается сердечник 23, зажатый гайками 21 и 22, Смещение сердечника 3023 внутри электромагнитного датчика 24 перемещения приводит к изменению индуктивности обмоток 25 и 26. Черезпреобразователь 27 индуктивности в напряжение сигнал через усилитель 28 поступает 35на электромагнитный датчик 14 давлениямембранного типа, который перемещаетстержень 16 обратно вниз .до исходногопервоначального положения сердечника 23и. соответственно, накимной. площадки 17. 40По мере увеличения давления образца9 на нажимную площадку 17 возрастает ивеличина электрического напряжения, подаваемого на электромагнитный датчик 14давления. 45Величина электрического напряжения,подаваемого на электромагнитный датчик14 давления, поступает на электронныйвольтметр 29, проградуированный в единицах силы, например, граммах или ньютонах, 50 После прогиба образца 9 на заданную величину, составляющую 1/3 его первоначального диаметра, двигатель 1 останавливает блок 30 автоматики. В этот момент фиксируют достигнутое значение напряжения, подаваемого на электромагнитый датчик 14 давления по элоктронному вольтметру 29, Это значение принимакт равным жесткости образца 9. В таком положении образец 9 выдерживают, наприМер 30 с, Время выдержки отсчитывают по таймеру блока 30 автоматики,По истечении 30 с блок 30 автоматики включает двигатель 1, который, вращаясь в противоположную сторону, начинает опу-. скать площадку 8 вместе с образцом 9 вниз, Счетчик блока 12 измерения величины перемещения начинает счет в обратную сторону,При достижении нулевого значения напряжения на электромагнитном датчике 14 давленля, т.е, при начале отрыва образца 9 от нажимной площадки 17, блок 30 автоматики отключает двигатель 1. На блоке 12 иэгмерения величины перемещения фиксируют значение остаточной деформации образца 9, т.е, ту величину, на которую он не восстановился до первоначального диаметра.С помощью блока 30 автоматики включением соответствующих кнопок на пульте управления ось 5 возвращают в исходное нижнее полокении. На этом испытание закончено.Таким образом, в работе устройства используется новый способ определения жесткости и упругости, включающий следующие операции;1) постепенное сжатие образца, согнутого в кольцо, на величину, равную, например, 1/3 или 1/5 его первоначального условного дламетра, путем приложения к верхней точке кольца равномерно возрастающей нагрузки;2) выдерживание образца после сжатия на установленную величину под нагрузкой в течение определенного времени, например 30 с;3) равномерное устранение нагрузки для возвращения образца к первоначальной форме при одновременном измерении усилия, оказываемого образцом на измерительное средство, и высоты образца;4) определение жесткости, равной величине нагрузки, необходимой для прогиба согнутого в кольцо образца на 1/3 или 1/5 первоначального условного диаметра;5) определение упругости в момент полного прекращения давления образца на измерительное средство по формуле100,тогде 1 О - заданная величина прогиба образца при определении жесткости, равная 1/3 или 1/5 первоначального условного диаметра, мм;1 - величина распрямления согнутого в кольцо образца после снятия нагрузки и1803778 прекращения давления на измерительноесредство, мм,Составитель В.КузьмичевТехред М.Моргентал Корректор П,Гереши Редактор Т,Иванова Заказ 1050 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ф о р мул а изобретенияУстройство.для определения жесткости 5 и упругости эластичных материалов,.содержащее основание, закрепленный на основании привод, связанный с приводом подвижной зажим для образца, нагружатель, средство измерения деформаций об разца и измеритель усилия, о т л и ч а ю щ ее с ятем, что, с целью повышения достовер- . ности испытаний путем точного определения прекращения релаксации образца, подвижный зажим установлен на основании 15 таким образом, что его ось перпендикулярна основанию, средство измерения деформации образца выполнено в виде установленного на валу привода датчика перемещения, измеритель усилия выполнен в виде электромагнитного датчика давления мембранного типа, нагружатель выполнен в виде соосного подвижному зажиму стержня с нажимной площадкой для образца на одном иэ его торцов и электромагнитного датчика перемещения, сердечник которого жестко закреплен на.стержне перпендикулярно его оси, мембрана датчика давления жестко соединена со свободным торцом стержня, а привод и датчики электрически соединены между собой посредством системы автоматического управления.