Устройство для измерения предельного напряжения сдвига вязкопластичных материалов

Устройство для измерения предельного напряжения сдвига вязкопластичных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск нк

Социалистических

Республик (11)1004524 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено. 12.11.80 (21) 3004296/29-33 с присоединением заявки М— (23) П риоритет (5! )М. Кл.

Е 02 0 1/00

G 01 N 3/42

Гееуаарстеекмб кемктет

СССР

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень РЙ 10

Дата опубликования описания 15 03 83

le Млам кэебретеякй и еткрмткя (53) УДК 620.178..4/6 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. В. Буданов и А. В. Буданова (71) заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

СДВИГА ВЯЗКОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ!

Изобретение относится к строительству, в частности к определению прочностных свойств грунтов и стройматериалов.

Известно устройство для измерения предельного напряженного сдвига вязкопластичных материалов, включающее основание, стойку с поперечиной, бесконтактный сельсии и блок, установленные на поперечине, весы с емкостью для исследуемого материала и конус, подвешенный на нити, охватывающей вал бесконтактного сельсина и связанной через блок и карабин с микровинтом, соединенным с реверсивным электродвигателем (1)

Недостатками данного устройства являются невысокая точность и оперативность.измерения, вызванная колебательными движениями конуса в процессе работы и наличием трения при взаимодействии нити с блоком и валом сельсина, некомпактность из-за расположения узлов по обе стороны стойки.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения предельного напряжения сдвига вязкопластичных материалов, включающее оснЬ. ванне, жестко соединенную с ним стойку, ве. сы с емкостью для исследуемого материала, конус, подвешенный на нити, соединенной с микровинтом, реверсивный электродвигатель

5 и приспособление для стабилизации положения конуса, выполненное в виде магнитов, один из которых размещен на конусе, а другой связан со стойкой (2).

Недостатки известного устройства заключаются в невысокой точности иэ-за трения нити о поверхность блока и в отсутствии удобства в работе из-за расположения весов и конуса по одну сторону стойки, а электродвигателя и микровинта — по друтую сторону.

t5

11ель изобретения — повышение точности и удобства в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения предельного напряжения сдвига вязкопластичных материа-. лов, включающем основание, жестко соединенную с ним стойку, весы с емкостью для исследуемого материала, конус, подвешенный на нити, соединенной с микровинтом, реверсив1004524 ный электродвигатель и приспособление для стабилизации псложения конуса, выполненное в виде магнитов, один из которых размещен на конусе, а другой связан со стойкой, реверсивный электродвигатель и микровинт установ- р лены вертикально на одной линии над конусом и весами.

На чертеже изображено предлагаемое устройство общий вид.

Устройство включает основание 1, стойку 2, 16

1 жестко связанную с основанием 1, три коноли 3, 4 и 5, каждая иэ которых винтом

6 закреплена на стойке 2, конус 7, выполненный из немагнитного материала, приспособление для стабилизации положения конуса 7, которое состоит из закрепленного винтами 8 на консоли 3 кольцевого постоянного магнита 9 и кольцевого постоянного магнита 10, обращенного к магниту 9 противоположным полюсом, микрометрический 20 винт 11, плотно установленный в отверстии консоли 4, шток которого через карабин 12 и нить 13 связан с конусом 7, реверсивный редуцированный электродвигатель 14, закрепленный на консоли 5, пластину 15, посред- 25 ством которой микрометрнческий винт 11 соединяется с валом электродвигателя 14, прямопоказывающие весы 16, установленные на основании 1.

При этом электродвигатель 14, микровинт 11, конус 7 и весы 16 установлены вертикально на одной линии по одну сторону стойки 2, на весах 16 установлена емкость с исследуемым материалом 17, а на магните

10 — гири 18.

Устройство работает следующим образом.

Емкость с исследуемым материалом 17, например торфом, помещают на чашку весов

16 и при помощи дополнительных гирек 18 доводят показания весов 16 до ближайшего значения (кратного 100) и переключением на следующий диапазон подвижную шкалу весов

16 (например, ВЛК вЂ” 500) выводят на "0".

При этом используют весь 500-грамовый диапазон весов для определения силы, действую45 щей на систему, и избегают операции вычитания при определении этой силы. Включают реверсивный редуцированный электродвигатель

14, при этом вращение от вала двигателя 14 через пластину 15 передается штоку микрометрического винта 11, который при своем вращении сообщает вертикальное псремсшение карабину 12 и нити 13. При этом конус

7 подводят до соприкосновения (но ис погружения) его вершины с поверхностью исследуемого участка торфа 17 (показано). расстояние между кольцевым постоянным магнитом

l0 и магнитом 9 уменьшается, а сила действия (сила притяжения) магнитов 10 и 9 где Р„

F предельное напряжение сдвига, дин/м ; константа для конуса с углом при вершине 30 — 0,959, 45 — 0,146, 60 -- 0,214; нагрузка на систему при внедрении конуса, г; увеличивается, колебания конуса 7 прекращаются, а его вершина занимает строго центрированное положение (концентрично отверстия магнита 9) относительно исследуемого участка торфа 17. После этого регистрируют (в памяти или записывают) показание на шкале делений винта 11.

Следующим включением электродвигателя

14 приводят в движение шток микрометрического винта 11, карабин 12, нить 13 и конус 7, тем самым вершину конуса 7 погружают в исследуемый торф 17 под дейI ствием силы тяжести конуса 7 и силы притяжения магнитов 10 и 9, при этом расстояние д между мапппами 10 и 9 еще больше уменьшается, сила действия (притяжение) магнитов 10 и 9 увеличивается до 300 г и более, а в результате взаимодействия этих магнитов 10 и 9 положение конуса 7 стабилизируется 13а счет этого конус 7 погружается в торф 1? перпендикулярно к его поверхности, Одновременно по шкале винта 11 следят за глубиной погружения конуса 7 и по достижении определенного значения вертикального перемещения конуса 7, например 5

10 мм, выключают электродвигатель 14. После этого подвижную систему с внедрением в торф 17 конусом 7 выдерживают до тех пор (до 1 мин), пока не закончатся процессы медленной деформации, а показания весов 16 станут постоянными. Конечное показание весов 16 равно той силе (весу конуса, гири и силе притяжения магнитов), под действием которой конус 7 внедряется в исследуемый материал 17.

После этого определяют истинное значение погружения конуса и показания делений микрометрического винта, которое характеризует вертикальное перемещение (глубину погружения) конуса. Для этого вычисляют проседание чашки весов над действием измеряемой силы, которое выражают коэффициентом проседания

К путем отношения определенной экспериментально глубины проседания чашки весов к действующей на эти .весы нагрузке. Для весов ВЛК-500 коэффициент проседания составляет 006 мм/г, Предельное напряжение сдвига определяют формуле:

1004524 — вертикальное перемещение конуса по шкале микрометрического винта,. мм;

К вЂ” коэффициент проседания чашки весов, мм/г.

За счет расположения электродвигателя и микрометрического винта на одной линии с конусом и весами по одну сторону стойки уменьшаются габариты устройства, отпадает необходимость в блоке, этим самым исключают трение в системе подвеса конуса, что значительно повышает точность замера неремещения конуса, а следовательно, и точность определения предельного напряжения сдвига.

В частных случаях конструкция устройства позволяет производить перемещение конуса беэ использования электродвигателя путем ,ввинчивания микрометрического винта вручную. В этом случае точность измерения перемещения находится в допустимых пределах.

Формула изобретения

Устройство для измерения предельного напряжения сдвига вязкопластичных материалов, включающее основание, жестко соединенную с ним стойку, весы с емкостью для иссле. дуемого материала, конус, подвешенный на нити, соединенной с микровинтом, реверсивный электродвигатель и приспособление для стабилизации положения конуса, выполненное в виде магнитов, один из которых размещен на конусе, а другой связан со стойкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

1В повышения точности и удобства в работе, реверсивный электродвигатель и микровинт установлены вертикально на одной линии над конусом и весами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Макаров А. С. и др; Прибор для определения прочностных свойств пластично-вязких дисперсных систем. — Коллоидный журнал.

20 Т. XLI, вып. 3, М., "Наука", 1979, с. 574, р. 2.

2. Авторское свидетельство СССР И 885880, кл. 6 Ol N 33/38, 02.09.80 (прототип).

1004524

Составитель В. Малышев

Техред К.Мыцьо Корректор JL Бокшан

Редактор А. Гулько

Заказ 1815138

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4