Гидравлический адгезиометр

Гидравлический адгезиометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСААКИЕ

И ЗОБРЕТЕ Й 1АЯ

К АВТОР<НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 729490

Союз Советски к

Соцкалксткческих

Республнк (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 21.03.75 (21) 2116341/25-28 с нрисоедкнением заявки,%— (23) Приоритет (51)M. Кл.

6 01 и 19/04

Гесударстванньа комнтет

СССР аа делам изобретений к вткрмткй

Опубликовано 25.0480. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 25.04.80 (53) УД1(620.1?9..4 (088.8) (72) Авторы изобретения

K. С. Ляпин, Б. Я. Сачек и В. М. Мацепуро

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (73) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АДГЕЗИОМЕТР

Изобретение относится к области исследования физических свойств веществ и касается конструкции прибора для определения адгезионной способности различных материалов.

Известен гидравлический адгезиометр, содержащий заполненный жидкостью сосуд, устройство для изменения уровня ха.дкости в нем вплоть до разрыва образцов по адгезионному шву, емкость для слива жидкости и устройство для измерения ее количества 111.

Однако на этом приборе возможно оценивать только нормальную адгезию, при этом рабочей средой является ртуть токсичная жидкость, не позволяющая определить адгезию многих материалов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является гидравлический адгезиометр, содержащий ванну с регулируемым уровнем жидкости, держатели образцов и опущенный в жидкость нагружающнй элемент, связанный с держателем первого образца (2l.

Нагружающий элемент представляет собой груз, соединенный гибкой связью с держателем одного из образцов, По мере слива жидкости (воды) усилие отрыва одного образца от другого возрастает, но не больше веса опущенного в жидкость груза, так как уменьшается действующая на груз выталкивающая сила. Однако область использования известных адгезиометров ограничена оценкой лишь нормальной адгезин беэ наложения тангенциальных напряжений. Для большинства же реальных адгезионных соединений, например, лаковых, клеевых, IQ при наличии жидких или твердых смаэок, характерно совместное действие нормальных н касательных напряжений при нх различных соотношениях.

Цель изобретения — расширение условий испытаний.

Это достигается тем, что нагружающий элемент выполнен в виде нескольких равномерно расположенных вокрут держателя первого образца поплавков, укрепленных на кольцевой рамке и регулируемых по вертикали, а рамка жестко соединена с держателем первого образ- . ца и связана с приводом ее поворота вокруг вертикальной осн, оснащенным- измерителем момента сопротивления nosopory.

729490

Кроме того, с. целью обеспечения одновременного контакта поплавков с поверхностью жидкости поплавки снабжены электрическими датчиками.

На чертеже представлена принципиальная схема предложенного адгезиометра.

Он содерхит основание 1, заполненную жидкостью ванну 2, резервуары 3 с сообщающимися с ними мерными сосудами 4 для повышения уровня жидкости в ней, емкости 5 для;o слива жидкости, нагружающий элемент 6, вы полненный в виде нескольких соединений с кольцевой рамкой 7 поплавков 8, а также ген зометрическое устройство 9 для регистрации касательных сил и динамометр 10 для регист- 1ь рации нормальной нагрузки.

Исследуемые образцы 11 и 12, образующие адгезионные соединения, установленные в держателях 13 и 14, причем с держателем 13 первого образца жестко соединена рамка 7 нагру- эо жающего элемента 6, а держатель 14 второго образца установлен непосредственно на динамометре 10 и гибкой связью 15 (тросиком) соединен с приводом поворота относительно вертикальной оси (на чертеже не показан). 25

Для регулирования температурных условий в исследуемом сопряжении прибор может быть снабжен термокамерой 16 с нагревающими и охлаждающими элементами 17, а для наблюдения за кинематикой образования и разрушения связей в зоне контакта при разрыве и сдвиге образцов прибор может быть снабжен микроскопом 18, при этом верхний образец 11 выполняется из оптически прозрачного материала.

С целью обеспечения одинаковой подъемной силы, что необходимо для сдновременности разрыва образцов по всему адгезионно|.гу шву, каждый из поплавков выставляется по высоте

4G с помощью регулировочных винтов 19, при этом на каждом поплавке имеется электрический датчик момента его касания с жидкостью. Фр; кцию такого датчика может выполнять электрическая лампочка 20, один из проводников которой опущен в электропроводную жидкость, 45 а другой электрически соединен с корпусом поплавка 8, выполненным из электропроводноro материала.

В случае необходимости.измерения только касательных напряжений Ъта образцах типа вал-1 втулка ванна может быть разделена пополам герметичной перегородкой (на чертеже не показана) .

Адгезиометр работает следующим образом.

Образны 11. и 12 иэ исследуемых матери55 алов устанавливают в держателях, образуя адгезионное соединение, исходную нормальную нагрузку на которое создают либо собствен4. ным весом нагружающего элемента 6, либо с помощью дополнительных грузов 21.

Действующую нормальную нагрузку регистрируют динамометром 10, например тензометрическим кольцом. Ванну заполняют электропроводной жидкостью. и выставляют все поплавки, в.ыполненные, например, в виде полых сфер в горизонтальном положении.

В зависимости от целей эксперимента на предложенном адгезиометре можно определять . нормальную адгезию, адгезию при оцновременном приложении нормальных и касательных напряжений прн их различных соотношениях и адгезню при действии только касательных на пряжений.

Для реализации первого случая электропроводную жидкость из резервуаров 3 подают в ванну 2 до тех пор, пока развиваемая поплавками подъемная сила не преодолеет силы адгезии на поверхности контакта образцов.

При известном объеме поданной в ванну жидкости, размеров поплавков и их количества подъемная сила каждого и суммарная определяются расчетным путем, что IipH известной площади контакта дает возможность оценить нормальные напряжения адгезии. Аналогичным. путем можно определить влияние временного фактора, для чего создают подъемнун. силу, недостаточную вначале для отрыва, и выдерживают столько времени, пока не наступит разрыв адгезионного шва, Увеличивая размеры и количество поплавков, можно добиться больших нормальных усилий отрыва, что дает возможность расширить диапазон развиваемых нормальных адгезионных напряжений вплоть до когезионных.

В случае исследования адгезии при наличии не только нормальных, но и сдвиговых напряжений (вращение относительно вертикальной оси) после подготовки прибора указанным образом кольцевую рамку вращают с помощью тросика 15 и регистрируют момент, необходимый для ее проворачивиия, что при известной площади контакта позволяет рассчитать сдвиговыа напряженич.

На предложенном адгезиометре возможно исслецовыше сопряжений типа вал-втулка, в которых действующая нормальная нагрузка перпендикулярна к оси вращения. В этом случае сдвиг одного образца, выполненного в виде цилиндра, относительно другого можно обеспечить креном рамки 7 с поплавками 8. Для этого из одной половины перегороженной ванны 2 жидкость сливают, а в другую в это время ее подают. Действуниций на соединение . момент вращегля и касательные напряжения определяют расчетным путем.

Составитель Е Рыкова

Техред И, Ковалева

Корректор М. Пожо

Редактор П. Народная

Тираж 1019, Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскал наб., д. 4/5

Заказ 1253/37

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

Формула изобретения

1. Гидравлический адгезиометр, содержащий ванну с регулируемым уровнем жидкости, держатели образцов и опущенный в жидкость нагружающий элемент, связанный с держателем первого образца, о т л и ч а ю щ и йсятем что,,с целью расширения условий испытаний, нагружающий элемент выполнен в виде нескольких равномерно расположенных вокрут держателя первого образца поплавков, укрепленных на кольцевой рамке и регулируемых по вертикали, а рамка жестко соединена с держателем первого образца и связана с приводом ее поворота относительно вЕртикаль >5 ной оси, o :Hàùcíêûì измерителем момента сопротивления повороту.

2. Лдгезиометр по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения одновременного контакта поплавков с поверхностью ищкости, поплавки снабжены электрическими датчиками.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 345418, кл. G 01 N 19/04, 1969.

2. TîðcKoe свидетельство СССР Р 99632, кл. G 01 К 19/04, 1932 (прототип}.