Прибор для испытания тканей на сдвиг

П И С А Н И Е 382954ЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ исимое от авт, свидетельства М 0 -Кл. О 01 п 3/ лено 08 ЛЧ.1971 ( 164553228-12) исоединением заявки тет бликовацо 23.Ч.1973. Бюллетень М 23а опубликования описания З.Х.1973 К Л 620.1(088 Авторизобретения. Катунски Заявитель асскии техническии институт ПРИБОР ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТКАНЕЙ НА СДВ Известен прибор для испытания тканей на сдвиг, содержащий механизм цагружения с электроприводом, узел сдвига с зажимами для крепления испытуемого образца, датчик усилия и датчик деформации образца, блок автоматического управления процессом испытания и регистрирующее приспособление.Целью изобретения является повышение точности испытаний.Для этого узел сдвига прибора выполнен в виде трех зажимов, крайние из которых установлены в направляющих с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости и посредством тросиков связаны с грузиками, а направляющие соединены с механизмом нагружения, причем центральный заким связан с датчиком усилия.Механизм нагружеция прибора может быть выполнен в виде поршня, установленного в направляющих с возможностью перемещения в вертикальной плоскости посредством ролико-винтовой пары связанного с электроприводом.На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого прибора; на фиг, 2 - узел сдвига; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - разрез по А - А ца фиг. 2; на фиг. 5 - принципиальная электрическая схема управления процессами испытания; на фиг, 6 - схема подключения к самописцу. Между крайними зажимами 1 узла сдвигазакреплен испытуемый образец 2, который через центральный зажим 3 этого же зла и универсальный шарнир 4 подсоединен к дат.5 чику усилия, Датчик выполнен в виде фигур.цой балочки 5, соединенной со штырем меха.цотроца 6, а с другой стороны через раму 7 - с ролико-винтовой парой, выполненной в виде вала 8, который оканчивается тремя 10 роликамц 9, расположенными по винтовой ли.ниц и свободно вращающимися в шарцкоподшипццках. Поршень 10 механизма цагружецця установлен между направляющими 11.Постоянная во времени деформация мате.15 риалов фиксируется датчиком деформацииобразца, нечувствительным к изменению температуры. Фрцсциоццый ролик 12 датчика деформации прижат к поршшо 10 пружиной и закреплен на валу вместе с шестерней 1.20 Шестерня 18 соединена с шестерней 14, закрепленной ца валу вместе с кулачком 15.На кулачок действует пружина 16, которая через штырь и вывод подвижных анодов мсханотроца 17 прижимает рычаг 18. На валу 25 8 свободно сидят элесчромагцитцые муфты,выполненные в виде магнцтопроводов 19 с расположеццымп В ццх Оомоткамп 20, Окацчиваюпнхся коническими шестернями 21, и якоря 22 с расцоложеццымц в цпх фрикцион ными дисками. Конические шестерни 21 соединспы с конической шестерней 23, жестко закрепленной на выходном валу коробки скоростей 24, которая через зубчатую пару 25, 26 соединена с синхронным электродвигателем 27, сообщающим движение поршню 10. На конца вала 8 также закреплена коническая шестерня 28, которая через коническую шестершо 29 соединена с механизмом изменения амплитуды сдвига, выполненном в виде червячной пары 30, 31, червячное колесо которой жестко посажено на валу 32, окан ьивающемся фигурными шатунами 33 и 34. Шатуны управляют контактами микропереключателей 35 и Зб, жестко закрепленных на валах 37 и 38, которые оканчиваются лимбами 39 и 40. На лимбах имеются шкалы, показания которых харакгеризуют уровень деформации и отсчитываются с помощью указателей 41 и 42. Лимбы получают вращение от рукояток 43 и 44 через червячные пары 45 - 48, червячные колеса которых жестко сидят на валах 37 и 38. От червячного колеса 31 через фигурный палец 49 управляются контакты центрального неподвижного микропереключателя 50, определяющего нулевое положение узла сдвига.Рама 7 узла сдвига соединена с поршнем 10 механизма нагружения. Направляющие 51 и 52 рамы для жесткости скреплены стяжками 53 и 54. На стяжках крепятся направляющие ролики 55 и 56, вращающиеся в шарикоподшинниках и служащие для направления троса 57 при нагружении образца начальным натяжением. Груз 58 крепится точно в середине гроса, который перед тем перебрасывается через ролики 59, 60. При таком нагружении образец всегда находится симметрично по отношению к оси действия сдвиговой силы. Образец крепится между крайними зажимами, перемещающимися в горизонтальной плоскости и выполненными в виде рамки 61 из двух планок 62 и 63, скрепленных стяжками 64, 65. На стяжках крепятся губки бб и 67 зажима, между которыми заправляется конец образца, В планках 62 и 63, выполненных в виде полых стержней прямоугольного профиля, подвижно закреплен сухарик 68 и неподвижно - сухарик 69. В сухарики запрессованы оси 70 и 71, на которые надеты шарикоподшипники 72 и 73, скользящие по направляющим 51 и 52. Пружины 74 прижимают подвижные роликоподшипники к направляющим, выбирают люфт и предотвращают перекос зажимов. Посередине меяду крайними зажимами образец закрепляется в средний зажим 3, связаный с датчиком усилия. Стойка 75, на которой крепятся ролики 59, 60 и направляющие 51, 52, соединена с поршнем 10 механизма нагруяения.Электрическая схема автоматического управления процессом испытания содержит параллельно сети переменного тока подключенный электродвигатель 76, понижающий трансформатор 77, блок счета циклов деформирования образца, блок автоматического управ 5 10 15 го гз 30 35 40 45 50 55 60 65 ленни направлением движения крайних зажимов, блок датчика усилия сдвига и датчика деформации образца.Блок счета циклов деформировапия включает выпрямитель 78, выполненный на четырех диодах, соединенных по мостовой схеме, параллельно подключенный конденсатор для сглаживания пульсаций напряжений, шаговые искатели (ШИ)1; ШИ 1, ШИ 2 - параллельно включенные обмотки; 1 ШИ 1, 1 ШИ 2, 1 ШИЗ, 1 ШИ 4 и 2 ШИ 1, 2 ШИ 2, 2 ШИЗ, 2 ШИ 4 - секции контактов первого и второго щаговых искателей; ГП 1, ГП 2 - галетные переключатели для установления необходимого числа циклов деформирования образца; Р, - обмотка реле, которое прекращает процесс испытания после окончания программы; Р;ь, Р 7 з, Р 7 - замыкающие контакты реле Р 7; Р,2 - размыкающийся контакт реле Р 7; ВК, - выключатель кнопочный для прекращения процесса испытания во время заданной программы.Блок автоматического управления направлением движения крайних зажимов содержит релейное устройство: Р, - реле, отключающее блок после окончания программы; Рь 1 и Р - размыкающийся и замыкающийся контакты реле Рь Р 2 ь Р 2 и Рд, Ры - замыкающиеся контакты реле Р. и Рз, которые управляют работой электромагнитных муфт.Реле РР, и Р 6 осуществляют подготовку цепей реле Р, и Рз и подачу импульсов в ШИ 1 и ШИ 2. Р, Р 42, Р, Р,2 и Р,ь являются замыкающимися контактами реле Р Р, и Р 6, а контакты Рз и Р 5 з - размыкающимися. Лампы ЛСь ЛС 2 и ЛС, - индикаторные. ВП, ВП 2 и ВПЗ являются конечными выключателями. ВК 2 - кнопочный выключатель для включения блока автоматического управления в начале программы испытания. ВКЗ и ВК 4 - выключатели, посредством которых осуществляется изменение направления движения крайних зажимов 1 узла сдвига. К 1 и К 2 - катушки электромагнитных муфт 20, питаю. щиеся от отдельного мощного выпрямите. ля 79,В блоке датчика усилия сдвига и датчика деформации образца применен стабилизиро. ванный источник питания на транзисторе Ть и стабилитроне СТ 1. Вход стабилизатора подсоединен к выпрямителю 80, а выход - к чувствительному элементу датчиков - механотронов, Механотроны выполнены в виде сдвоенных диодов косвенного накала с общими неподвижными катодами и двумя под вижными анодами. Сопротивление Ю подре. гулирует анодный ток. Катоды диодов накаливаются током, получаемым от того же стабилизироваьшого источника питания. Напряжение накала регулируется сопротивлением Я 4 и Р 8. Сопротивления нагрузки Ю, Я 1, Р 9, Р 11 подключены в каждую цепь анодов для повышения линейности статической характеристики, а сопротивлениями Рб и ИО выравниваются токи каждого анода, К точкам А, В подключается одна координата самописца40 45 50 55 60 ПС, а к точкам Д, С - другая координата, К этим точкам также через переключатель П 1 и выключатель ВЗ подсоединен измерительный прибор для тарировки датчиков.Испытуемый образец 2 заправляется между губками бб, б 7 крайних зажимов 1 и центрального зажима 3 и натягивается начальным натяжением-подвешиванием через трос 57 груза 58. Деформация сдвига в рамках одного цикла испытания передается следующим образом. Питание в электрическую цепь подается тумблером В 2, а тумблером В 1 включается электродвигатель 27. Требуемая амплитуда деформации образца на лимбах 39 и 40 устанавливается рукоятками 43 и 44, а требуемое число импульсов - переключателями ГП 1 и ГП 2. Нажатием выключателя ВК 2 прерывается питание к реле Р 1, закрывается контакт Р и подается питание релейному устройству. Нажатием выключателя ВКЗ срабатывает реле Р 4 (это показывает сигнальная лампа ЛС), прерывается цепь реле РЗ через контакт Рз, а через контакт Р подается питание реле Р 2, которое блокируется контактом Рь а через контакг Р подается питание ца обмотку К 1 электромагнитной муфты 20. Также через контакт Р подается первый импульс в шаговый искатель. Вращающий момент от двигателя 27 через коробку скоростей 24, коническую передачу 23, 21 и якорь 22 с фрикционными дисками передается валу 8, который с помощью роликов 9 перемещает поршень 10 вниз. Крайние зажимы 1 также движутся вниз, и образцу 2 сообщается деформация сдвига. По достижении заданного уровня деформации фигурный шатун 33 нажимает на микропереключатель 35, и питание подается на обмотку реле Р 5, которое, с одной стороны, прекращает работу реле Р 2 и выключает электромагнитную муфту К, с доугой - подает следующий импульс в шаговый искатель через контакт Р 5, а через реле РЗ включает другую электромагнитную муфту К 2 для реверсирования движения поршня 10. Когда образец занимает первоначальное положение, через фигурный палец 49 срабатывает центральный микропереключатель 50, и включается реле Рб, которое подает третий импульс в шаговый искатель, Поршень продолжает движение вверх. Образцу сообщается деформация сдвига в другую сторону до определенного уровня деформации, по достижении которого через фигурный шатун 34 замыкается верхний микропереключатель Зб, включается реле Р 4, которое, с одной стороны, подает четвертый импульс в шаговый искатель через контакт Р. а с другой, - прекращает работу реле РЗ и через реле Р 2 подает питание обмотке К 1, т. е. реверсирует движение поршня 10. При снижении деформации до нуля (образец занимает первоначаль 5 10 15 20 25 30 35 ное положение) через фигурный палец 49 снова срабатывает мпкропсрсключатель 50. При этом через коцтакг Рг подается пятыйв шаговый искатель, закрывается электрическая цепь через 1 Ш 11, ГП 1, ГП 2, 2 ШО и получает питание обмотка Р 7.Реле Р 7 через контакт Р 75 включает реле Р 1. Оно же блОкируется контактом Р,: и через контакт Рц прекращает подачу питания релейному устройству, тем самым включая электромагнитные муфты 20. Поршень 10 останавливается, а шаговые искатели возвращаются в цсходцос нулевое положение, Таким образом, производится полный цикл испытания. Во время испытания возникающее в образце усилие сдвига:срез центральный зажим 3, универсальный шарнир 4 изгибает балочку 5 ц смещает стержень мсхацотроца б, изменяя ацодцые токи лампы Л 1, Разность потенциала в точках А, В пропорциональна усилию сдвига и записывается самописцем ПС в зависимости от постояццой деформации. Деформация регистрируется в другой координате самописца через датчик деформации следующим образом. Поршсць 10, двигаясь вверх илц вниз, вращает прижатый к нему ролик 12, который через зубчатую пару 13, 14, в свою очередь, вращает кулачок 15, обеспечивая закон движения рычага 18 с постояццым перемещением, и отклоняет с помощью этого рычага стержень 17 механотроца, изменяя анодные токи лампы Л 2. Разность потсцццалов в точках С, Д изменяется пропорционально в зависимости от деформации образца. Таким образом, самописцем ПС записывается усилие сдвига в зависимости от уровня деформировация образца в виде гистерезцсных петель. Предмет изобретения1. Прибор для испытация тканей на сдвиг, содержащий механизм нагружения с электроприводом, узел сдвига с зажимами для крепления испытуемого образца, датчик усилия и датчик деформации образца, схему автоматического управления процессом испытания ц регистрирующее приспособление, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, узел сдвига выполнен в виде трех зажцмов, крайние из которых установлены в направляющих с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости и посредством тросиков связаны с грузиками, а направляющие соединены с механизмом нагружения, причем центральный зажим связан с датчиком усилия.2. Прибор по п. 1, отличаюцийся тем, что механизм нагружеция выполнен в виде поршня, установленного в направляющих с возможностыэ перемещения в вертикальной плоскости и посредством ролцко-вицтовой пары связанного с электроприводом,Составитель А. Григорьев Редактор Л. Максименко Техред Т. Ускова Корректоры; Е, Хмелева и В. Брцскина Заказ 2707,5 Изд.724 Тираж 755 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4(5Типография, пр. Сапунова, 2