Крутильный маятник для определения реологических характеристик образцов материалов

Крутильный маятник для определения реологических характеристик образцов материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. КРУТИЛЬНЫЙ МАЯТНИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ , содержащий упругий торсион и инерционные элементы, термокриокамеруу подвижный и неподвижный зажимы дпя крепления образца, возбуждающий и регистрирующий преобразователи, блок 6б работки информации, от пичаю щ и и с я тем, что для повышения точности измерений, надежности работы и упрощения конструкции маятника, инерционный элемент соединен с подвижным зажимом при помощи муфты. 2. Маятник поп. 1,отлича ющ и и с я тем, что муфта содержит промежуточный подвижный эпемент, снабО ) женны.й опорой в виде рычага с грузомбалансиром .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l ) 3359756/18-25 (22) 17,06.81 (46) 07.06.83. Бюп. № 21 (72) В.А.Гречишкин, В.Г.1Паталов, С.Б. Буйвис, М.М. Бондарев, И.К.Алтухов и Л.А.Квачева (53) 532.137 (088.8) . (56) 1 . .Перепечко И.И. Акустические исспедования полимеров. М., Химия, 1973, с. 52-59.

2. Магнитные опоры в автоматике.

М., Энергия, 1978, с. 21,68,70.

3. Патент США № 4003247, кп, 73-99, 1977 (прототип).

„.Я0„„1 022022 (54):(57) 1. КРУТИЛЬНЫЙ МАЯТНИК

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ, содержащий упругий торсион и инерционные элементы, термокриокамеру подвижный и неподвижный зажимы дпя крепления образца, возбуждающий и регистрирующий преобразоватепи, бпок обработки информации, о т и и ч а ю шийся тем, что цпя повышения точнссти измерений, надежности работы и упрощения конструкции маятника, инерционный элемент соединен с подвижным зажимом при помощи муфты, 2. Маятник по п. 1, о т и и ч а юшийся тем, что муфта содержит прсмежуточный подвижный эпемент, снабженный опорой в виде рычага с грузомбалансиром.

1022022

Изобретение относится к технике измерения физико-механических характеристик сред методом крутипьного маятника и может быть применено в авиационной, обшемашиностроитепьной, хими ческой, радиотехнической и других,отраспях промышленности дпя лабораторных исспедований и дпя заводского аксжресс-контроля структуры и свойств веществ.

Известны измеритепьные преобраэова тели обратных крутипьных маятников, содержащие узел подтяжки измеряемого образца во время его размягчения. Подтяжка измеряемого образца во время его размягчения и прогиба осушествпяется через блок грузом-противовесом, пибо при помощи коромысла,с одной стороны которого помещен упругий элемент с подвешенной на нем инерционной детапью, а с другой - груз-противовес 1 $

Недостатком преобразовате пей явпяется понижение точности, связанное с возн п новением допопнительных потерь, обусповпенных пибо трением торсиона о бпок, пибо отклонением торсиона от вертисапьного положения при перемещении плеча коромысла, где закреппен упругий апемент (торсион).

Известен также магнитный подвес, дпя подтяжки образца с регулируемой ма нитной связью. Неподвижный зажим выпопнен с одной степенью свободы a, ae+ тикапьной ппоскости. Зажим опирается на магнитную подушку, попе которой регупируется при помаши электромагнита так, чтобы растягиваюшее усипие на образец под тяжестью неподвижного зажи= ма не превышало 0,5-3 Г 21.

Недостатком этих устройств является низкая надежность, связанная с не- обходимостью помещения подвеса в термокриокамере, что при изменении температуры в широких предепах связано с существенными изменениями магиитного ноля.

Наибопее бпиэким к изобретению по технической сущности является крутим ный маятник дпя определения реологических характеристик материалов, содержащий упругий торсиои и инерционные апементы, термокриокамеру, подвижный и неподвижный зажимы дпя креппения образца, возбуждающий и регистрирующий преобразователи, бпок обработки информации (3).

Недостатком известного устройства явпяется сложность конструкции, реапизацяя хоторой связана с необходимостью

20 I

40.прецизионного иэготовпения детапей (сапазки, центрируюший уэеп, структурный апемент и т.д.). Малейшее откпонение и изготовлении указанных детапей может привести к резкому возрастанию нагрузки на образец и к его разрыву. Это объ ясняется тем, что вес структурного и инерционного элементов составпяет не менее 10 кГ. Этот вес необходимо уравновесить таким образом, чтобы нагрузка на образец составпяпа 0,5-3 Г, что трудно обеспечить при малейшем изменении сопротивпения скольжения салазок.

Целью изобретения явпяется повышение точности измерений, надежности работы и упрощение конструкции маятника.

Поставпенная цепь достигается тем, что в крутипьном маятнике дпя опредепения реологических характеристик образцов материалов, содержащем упругий торсион и инерционные элементы, термо криокамеру, подвижный и неподвижный зажимь| дпя креппения образца, возбуж« дающий и регистрирующий преобразователи, блок обработки информации, инерционный апемент соединен с подвижным зажимом при помощи муфты. При этом муфта содержит цромежутзчный подвижный элемент, снабженный опорой в виде рычага с грузом-бана нсиром.

На фиг. 1 показана конструкция иэмеритепьного преобразователя; на фиг.2разрез А-А на фиг. 1. Измеритепьный преобраэоватепь устройства содержит упругий алемент 1, к которому подвешен инерционный эпемент в виде диска 2, которьгй центрируется . подшипником 3 скольжения. К нижней стороне инерционного эпемента 2 прикреппен каркас 4, верхняя часть которого находится внутри катушки 5, сердечником которой является ппастина 6, в центре которой находится стержень 7 с коническим наконечником 8, подпружиненный пружи45 ной 9.. Внутренняя попость нижней части каркаса 4 снабжена поцшипниками 10 ка» чения, которые соприкасаются с ппоскоо;тями промежуточного элемента подвижной муфты, изготовленного в виде полой призмы 11, жестко соединенной с подвижным

50 зажимом 12, дпя скрепления образца 13, находящегося в термокриокамере 14.

Нижний конец образца 13 закреплен. в неподвижном зажиме 15. К гориэднтапьной перегородке 16 нижней части каркаса 4 црикреплены пружины 17 с внешне и внутренним выступами 18, находящиеся против пазов 19, расположенных на внутренней стороне призмы 11.

022022 пружин 17, которые сжимаются и внешние выступы выходят из пазов 19 призмы 11, что обеспечивает расстыковху последней с каркасом 4. Груз-балансир

5 опускается, а другой конец рычага, соприкасаясь с подвижным промежуточным элементом 11, осуществляет подтяжку образца 13. При этом подвижный промежуточный эпемент перемещается вверх

10 при помощи подшипников 10 качения,. .соприкасающихся с его гранями.

После окончания подтяжки катушка 5 обесточивается, пружина 9 разжимается, конический наконечник-8 разжимает пру15 жины 17 и призма ll вновь входит в жесткое соединение с каркасом 4. После этого катушка 22 запитывается, второй конец .рычага выходит из соприкосновения с подвижным промежуточным эпемен+

20 том муфты и устройство готово к измерениям, которые производятся в указан ной .поспедоватепьносги.

Подтяжка занимает мало времени, поэтому может производиться перец каж25 дым измерением, еспи оно осуществляется при температуре, пежащей выше температуры стекпования образца (при температурах, .ниже стекпования поцгяжка не нужна). Такой режим работы исключает а0 постоянную нагрузку на образец, что повышаег точность измерения и,нацежность работы. Ввиду гого, что опора в виде рычага с грузом-бапансиром (рычаг

20 и груз-бапансир 21 ) соприкасается

35, с копебатепьной системой только и."и подтяжке, в предлагаемом устройстве полностью отсутствуют цопопнигепьные потери без применения магнитных подвесов, что повышает надежность и точность

40 (упругий элемент 1 имеет стабильный неподвижный зажим, а инерционный эпемент 2 не нуждается в юсгировке). з 1

Каркас 4, конический наконечник 8, пружины 9 и 17 и подвижный промежуточный элемент 11 вместе с эпектромаг иитом (катушка 5 и пластина 6) образу ют муфту, .позволяющую осуществлять пьриоднчесжую цодтяжку образца.

ПромежуточньФ элемент снабжен опорой в виде. рычага 20,;с одной стороны которого расположен груз-балансир 21, а другой конец соприкасается с внутренней частью цризмы в точке, пежащей на вертикальной оси. Рычаг 20 сйабжен катушкой 22,. совместно с которой образуется эпектромагнит, перемещающий грузбапансир вверх.

Устройство работает следующим обPRSOM °

После снятия крутящего момента,. создаваемого возбуждающими преобразоВателями. (не показаны) инерционный элемент 2 и каркас 4 совершают свобод, ные колебания. При етом катушка 5 обесточена, конический наконечник 8 сопри.касается с внутренними выступами пружин 1-7, которые раздвигаются, и внеш..ние конические выступы 18 плотно входят в -пазы 19 подвижного промежуточного элемента ll, осуществпяя жесткое соединение последнего с каркасом 4. Ка. тушка 22 при этом запитана, второй конец рычага опушен вниз и не соприкасается с .внутренней частью призмы. Ввиду того, что подвижный элемент 11 жестко соедиBeH c.éîäèèæíü M зажимом 12, при свободных колебаниях инерционного эпемента

2 образец подвергается крутипьным колебаниям, параметры которых (погарифми-ческий декремент и период колебаний) связайы с,реопогическими характеристиками Образна 13

Подтягивание образца 1 3 при его раз.мягчении производится спедующим обрааом.

Катушка 5 запитывается; а катушка

22 обесточивается. Ппастина 6 притягивается к.катушке, пружина 9 сжимается, конйческий наконечник 8 выходит из .соприкосновения с внешними выступами 18

Технико-экономический эффект от внец45. рения изобретения заключается в повышении качества исследований в заводских испытаниях, в повышении произвоцитепьности труда и качества продукции.

1022022

Составитель В, Крутин

Редактор О. Юрковецкая Тек д (:).Иене, Корректор С. Шекмар

Заказ 4028/34 . Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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