Устройство для исследования реологических свойств керамических масс

)5 0 01 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ИСАНИ Р".: ;"," БФ-" ТЕ БРЕТЕН РСКОМУ СВИ ЕЛЬСТВ К Изобретение относится к строительным того, в пластинках прямоугольной конфигуматериалам и может быть использовано рации происходит концентрация напряжедля исследования реологических свойств ний в углах пластин и невозможность искусственных керамических масс при про- . предохранйть исследуемый образец от изиэводстве грубой строительной керамики, . менения его влажности. Невозможно исслеИзвестно исследование реологическихдавать поведение образца под действием свойств искусственных керамических масс, вертикальной нагрузки, так как нарушается помещенных в так называемых "деформато- (уменьшается) его объем из-за истечения рах", являющихся составными частями при- массы из-под верхней пластины.боров для этих исследований, в частности, Наиболее близким по технической сущпредставляющих собой подвижную и не- ности к изобретению является устройство подвижную зубчатые пластины.для исследования реологических свойствПри исследовании грубозернистыл .: керамических масс, пластометр конструк(крупнодисперсных) керамических масс точ-ции Толстого, содержащей основание с разность исследования понижается из-за того, мещенными нанем зубчатыми пластинками что получается проскальзывание зубьев. прямоугольной формы, нижняя из пластин пластинок по поверхности зерен крупно- жестко прикреплена к основанию, а верхняя дисперсногонаполнителя,априподачевер- снабжена штоком и крюком, который, в тикальных нагрузок изменяется очейь свою очередь, гибкой нитью, перекинутой значительно объем исследуемого образца через. шкив, связан с йодвеской для разме- .Недостатком известных устройств явля- щения груза. Шток неподвижно закреплен етсяневысокаяточностьиэ-запогрешностей, посредине верхней плоскости пластины, которые возникают при проскальзываййи:. связан гибкой нитью с индикатором перемеэубьев во время работы с прибором, а кроме щения часового типа, по которомуотсчиты 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЕРАМИЧЕСКИХ МАСС(57) Изобретение относится к строительнйм материалам и используется для исследования реологических свойств искусственных 2 керамических масс при производстве грубой строительной керамики. Устройство содержит массивное основание сзакрепленной на нем нижней кареткой, которая снабжена устройством для измерения горизонтальных усилий смещения. В верхней каретке выполнено углубление, в котором жестко установлена круглая нижняя пластина с параллельными зубчатыми выступами треугольного сечения, Через отверстие в верхней пластине на исследуемый образец воздействует индентор, Изменение состояния образца регистрируют датчи- ф ками. 1 ил,1155116 нижняя из которых соединена с устройством для изменения приложенного горизонтального усилия смещения, а верхняя, снабженная крюком и стопорным винтом с углублением, в котором жестко установлена нижняя пластина с параллельными зубчатыми выступами треугольного сечения с ем, равным 1,1-1,3 ширины паза между вия горизонтальной силы) и размещенным на наружном диаметре. нижней пластины метру соосно с нижним выступом кольца и установлено так, что нижние выступы верх 20 полнена с аналогичными зубьями, коническим отверстием по центру и наружным диаметром, большим наружного диаметра колец, соединена с вертикальным нагрузочным устройством, снабженным вертикальными стойками в виде барабана, соединейного тросом с крюком верхней каретки, причем ийдикатор горизонтальных формаций и соединен на входе с верхней усилия смещения, На чертеже представлена схема устройства для исследования реологическихсвойств керамической массы,40 треугольник, чья наибольшая высота совпадает по положению с продольной осью никподшипников 2, закрепленных на массивное основайие 1. В передней части нижней каретки ввинчен шток 4, острие которого упирается в пластину тензомессдозы 5, закрепленной неподвижно к массивному основанию 1, В четырех углах нижней каретки,стороне нижней каретки, аналогично шарикоподшипникам 2, закреплены шарикоподшипвозвратно-поступательное движение нижней каретки строго фиксировано, На, шарикоподшипниках нижней каретки поставлена верхняя каретка 10, в которой сделано углубление с глубиной, равной половине толщины ниж.3 4вают горизонтальные перемещения верхней пластины и тем самым фиксируют деформацию сдвига образца. Плоскостипластинок. прилегающие к массе, имеют взаимно противоположное рифление, обеспечивающее их зацепление с верхними слоямиисследуемой глиняной массы. Пластинки собразцом между ними помещаются в гнездо- . равными боковыми кромками и основанидержатель, закрепленное в основании прибора. Гнездо снабжено винтам для креплениянижней пластинки и ограничителем хода верхней пластинки, предотв)ащающим ее отрывот образца массы,Прибор позволяет замерить горизон- . набором колец, каждое изкоторых выполнетальные деформации образца, состоящего 15 но с кольцевой канавкой по верхнему перииз чистых глин или бинарных глиняных смесей.Недостатком йзвестного устройства является следующее. В связис тем, что пластины-деформаторы имеют прямоугольную скольжения, верхняя круглая пластина выв плане форму. то в их углах концентрируются напряжения, ведущие к отрыву верхней пластинки от образца и искажающиеподлинное раологическоЕ поведение масспри их исследовании, чтоснижает качество 25измерения.Конфигурация рифления-пластинок,прилегающих к массе исследуемого образца, ограничивает исследование только тон- перемещений выполнен а виде датчика деких дисперсных масс на осйове чистых глин 30или глиняных смесей, так как при испыта- кареткой, а на выходе - с устройством длянии масс. содержащих в своем. составе гру- . измерения приложенного горизонтальногободисперсный наполнитель, наблюдаетсяскольжение, кроме того; невозможно исследовать поведение масс при вертикальных 35нагрузках; что не позволяет с достаточнойточностью моделировать процесс их формо- . Устройство содержит массивное основавания, Кроме того, конструкция устройства ние 1, в которое закреплены шарикоподшипне предохраняет образецот потеРи влаги а ники 2 так, что образуют равнобедренныйпроцессе исследования.Недостатком является то, что нагрузочное устройство задает только горизонталь- ней каретки 3, Нижняя каретка 3ное перемещение, что тоже отражается на устанавливается свободно поверх шарикоточности исследования.Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона исследуемыхобъектов.Указанная цель достигается тем, что ус-"тройство для исследования реологическихсвойств керамической массы, содержащее 50 при помощи винтовой резьбы, закрепленыоснование с установленными на нем пла- вертикальные стойки б вертикального нагрустинками сзубьями по всей поверхности . эочного устройства 7, Кроме того, на верхнейодной из сторон, индикатор горизонтальных перемещений пластин и горизонтальное нагрузочное устройство, снабжено 55 ники 8, При помощи направляющей 9индентором в виде усеченного конуса, соединенного с индикатором вертикальных перемещений,. верхней и нижней каретками,установленными на основании с возможностью возвратно-поступательного движения,1755116 5 6ней зубчатой пластины. В верхней каретке электрического кабеля с усилителем 14 и 10 с одной стороны ввинчен крюк 11 и сто-регистрирующим прибором 15, Петля гибкопорные винты 12, а противоположная сто- го троса 24 накидывается на крюк 11. Сторона соединена с входом датчика 13 порные винты 12 раэвинчиваются до конца, горизонтальных перемещений, вход кото Включается усилитель 14, включается реги- рого связан с усилителем 14 и регистрирую- стрирующий прибор 15. Включается гори-.:. щим прибором15. В углублении, эонтальное нагрузочное устройство путем расположенном на верхней поверхности запуска электродвигателя 27. Заданный по верхней каретки 10. сделаны два выступа по плану эксперимента груз нагружают на иноси в продольйом направлении. В углубле дентор. Электродвигатель 27 при помощи нии установлена нижняя зубчатая пластинаредуктора 26 крутит барабан 25, На барабан 16 и жестко закреплена так, что ее зубья и наматывается гибкий трос 24. Гибкий трос пазы всегда расположены перпендикуляр-тянет крюк 11, а с ним и верхнюю каретку но направлению действия горизонтальной: 10, Так как каретка 10. при помощи стоек 6 сдвигающей силы. По наружному диаметру 15 образует единое целое с нижней кареткой 3, нижней пластины расположены кольца 17, . то движется и нижняя каретка. При своем обеспечивающие постоянство объема и движении каретка опираетсяв тензомассвлажности образца 18, сделанного из иссле-дозу и, изгибая ее, создает электрический дуемой керамической массы. Над кольцами, сигнал, по величине которогоможносудить плотно опираясь по всему периметру на 20 о тяговом усилии; возникающем на нижней них, поставлена верхняя зубчатая пластина . зубчатой пластине 16.0 дновременнопроисхо, Ее внешний диаметр чуть больше внеш- . дит деформацил образца 18. При помощи ка-. него диаметра колец, а по центру выполне-. белясигналоттензомасСдозычерезусилитель но коническое отверстие, через которое14 записывается на регистрирующем приборе . проходит индентор 20 в виде усеченного 25 15. В то же самое время"горизонтальноедвиконуса, расположенного широким основа- жение верхней каретки 10 с помощью датчика нием вниз. Сверху на пластину 19 опирают через усилитель 14 фиксируется на регист- ся подвижные стойки 21 вертикального . рирующем приборе 15.Такимобразомосуще-нагрузочного устройства 7, через которые . ствляется запись горизонтальной деформации проходит вертикальная ось индентора, 30 образца. Верхняякареткадвигаетсяпошари- . снабженная площадкой 22 для вертикаль- коподшипникам 8, а нижняя - по шарикоподного груза, Индикатор 23 вертикальных пе- шипникам 2. Возвратно-поступательное ремещений на входе, связан с вертикальной движение нижней каретки строго фиксироваосью индентора, а на выходе с регистриру- нонаправляющей 9.Поддействиемвертикальющим прибором и усилителем устройства 35 ного груза индентор проникает в исСледуемую для измерения горизонтального усилия сме- массу и через датчик 23 его проникание запищения, Гибкий трос 24 связывает крюк 11 сывается на приборе 15. Давление верхней верхней каретки 10 с горизонтальным на-. пластины 19, создаваемое грузом 7, так велигрузочным устройством, состоящим из ба- ко, что несмотря на прбййкновениеинденторабана, связанного через редуктор 26 с .ра 20 пластина не поднимается, а плотно электродвигателем 27 " . 40 прижимается к кольцам 17. Индентор 20 проУстройство работает следующим обра- . никает в исследуемый образец 18 на 1,5-2 мми, так как индентор представляетсобой конус,. Заранее приготовленнйй из исследуе-то кольцевая выемка над его основанием мой массы образец цилиндрической формы, компенсйрует выпор исследуемой массы иззажатый между нижней пластинкой 16, вер под основания индентора 20. Постоянство хней пластиной 19 и индентором 20, а по объемаисследуемогообразца 18 обеспечивапериметру- кольцами 17, при поднятых стой-: ется постоянйым объемом рабочей .камеры, ках 21 точно опускается в гнездо нижней ка-т.е; пространством между нижней 16 и верхретки 10 так, чтобы выступы гнезда вошли в ней 19 пластинамииограничительными коль- пазы нижней зубчатой пластины 16, Стопор цами 17, Конструкция дает возможность для ные винты 12 должны быть завинченыдо упо-дифференцированного приложения вертира, Стойки 21 опускаются до касания скальной нагрузки. Одна йагрузка (ц 1) через верхней пластиной 19, На вертикальное на- площадку вертикального нагрузочного устгрузочное устройство 7 ставится заданный по ройства 7 передается прямо на верхнюю зубплану эксперимента груз. Через отверстие 55 чатую пластину 19, кольца 17 и, в конечном ввинчивается вертикальная ось индентора в итоге, на основанив 1. Другая вертикальная конус и индикатор 23 вертикального переме- нагрузка (ц 2), отличная и по величине мень- щения, входом соединяется с вертикальной шая, чем первая, через площадку 22 для веросью индентора 20, а выходом - с помощью тикального груза и индентор 20 проникает в1755116 устройство, отл и ч а ю ще вся тем; что, с целью повышения точности и расширения давление локального уплотнения. Реакция диапазона исследуемых объектов, оно снабобразца на проникновение индентора гожено дополнительно индентором, соедираздо меньше груза ц 1, так что отрыв пла- ненным с индикатором вертикальных стины 19 от кольца 17 невозможен, таким 10 перемещений, верхней и нижней кареткаобразом сохраняется постоянство объема, в коором находится исследуемый образец, и ми, установленными на основании с возможностью возвратно-поступательного герметичность, так как зазор между верхней движения нижняя из которых соединена с раллельными .зубчатыми выступами треугольного сечения с равными боковыми вызывает локальные уплотнения под основанием индентора 20. кромками и основанием, равным 1,1 - 1,3 ширины межзубчатого расстояния, и разместруктуры массы, модуль быстрой эластичеустановлено так, что нижние выступы верхмедленную эластичность, деформируемость, . го диаметра колец, соединена с вертикаль- текучесть, подвижность, пластичность по Во- нымнагрузочным устройством, а горизонтальное нагрузочное устройство в виде барабана соединено тросом с крюком верхней каретки, причем индикатор горисуммарную мощность деформации зонтальных перемещений выполнен в виде Формула изобретенияУстройство для исследования реологи верхней кареткой, в на выходе - с устройстческих свойств керамйчеСких масс; включа-вом для-измерения горизонтального усилия ющее основание с устайовленными на нем смещения,датчика деформации й соединен на входе с исследуемую массу на 2 мм так, что отмечается на датчике 23. Получается местное уплотнение, показания датчика перемещения меняются. Зная величину груза для проникновения индентора на 2 мм в массу исследуемого образца, можно определить пластиной 19 и индентором 20 надежно защищен смазкой. Показания датчика 23 меняются, когда груз, прикладываемый кплощадке 22 вертикального руза, таков, что Эксперимент считается оконченным. 20когда. нижняя каретка 3 приходит.в соприкосновение с вертикальными стойками;После математической обработки реограммы получаем; напряжение сдвигав любой- момент времени, коэффициент дислокации 25 ской деформации, модуль медленной эластической деформации, равновесный модуль, наибольшуюпредельную ньютоновскую вязкость, наибольшую пластическую вязкость, 30 прочность структуры, максвелловский период релаксации, период упругого последействия,ларовичу, мощность, затраченную на горизон тальную деформацию, мощность, затраченную на вертикальную деформацию и пластинами с параллельными зубьями по всей поверхности одной иэ сторон, индикатор горизонтальных перемещений пласти-. ны и горизонтальное нагрузочное устройством для измерения горизонтального усилия смещения, а в верхней каретке выполнено углубление, в котором жестко установлена круглая нижняя пластина с пащенным на ее наружном диаметре набором колецкаждое из которых выполнено с кольцевой канавкой по верхнему периметру соосно с нижним выступом кольца и него кольца входят в кольцевую канавку последующего нижнего кольца с воэможностью скольжения, верхняя круглая пластича с аналогично выполненными зубьями и коническим отверстием по центру с йаружным диаметром, большим наружно1755116 Составитель Ю,МитевТехред М.Моргентал ктор Ю,Середа . Корректор Е.Пап твенно-издательский комбинат"Патент",г,Ужгород,уд.Гагарина,101 Про аказ 2886 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5