Устройство для измерения предельного напряжения сдвига вязко-пластичных дисперсных систем

Устройство для измерения предельного напряжения сдвига вязко-пластичных дисперсных систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С ° В. Буданов и, А. В. Буданова (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

СДВИГА ВЯЗКО-ПЛАСТИЧНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения реологических свойств дисперсных систем, в частности в перерабатывающей промышленности и промышленности строительных материалов, в научно-исследовательских и учебных лабораториях.

Известно устройство для измере ния предельного напряжения сдвига вязко-пластичных дисперсных систем, состоящее из основания с винтовыми опорами, направляющих колонн с под шипниками, вала с кулачками и руко" яткой, установленного в этих подшип"

IS никах, рамы с направляющими призмами роликом и площадкой для груза, выполненный с возможностью вертикального перемещения, и столика для установки образца 313.

Недостатком укаэанного устройства является снижение точности измерения. из-за значительного трения ввиду конструктивного выполнения подвижной

2 системы, необходимость выдерживания величины осевой нагрузки в пределах диапазона значений, соответствующего размерам и физико-механическим свойствам образца.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст- ройство для измерения предельного напряжения сдвига вязко-пластичных систем, содержащее основание с установленными на нем корпусом с прикрепленными к нему втулками и стойку, на конце которой закреплена планка, столик с направляющими стержнями, вставленными во втулки корпуса, механизм вертикального перемещения столика с измерителем, конус,к которому прик" реплена нить, другой конец которой связан с уравновешивающим механизмом-, Уравновешивающий механизм представляет .собой чашку, подвешенную hocредством призматической опоры на од911222

3 ном конце планки, и разновес гирь, которые помещают на эту чашку, Контактер электрической цепи выполнен в виде винта, установленного на планке и пластины с токопроводным слоем, которая закреплена на стойке.

Механизм вертикального перемещения стогика, представляет собой установленные в корпусе шестерни, одна из которых помещена на винт, а другая через блоки шестерни связана с реверсивным редуцированным электродвига.телем. Измеритель линейных перемещений выполнен в виде закрепленного в кронштейне индикатора, шток которо" го контактирует с нижним торцом винта, . двух тумблеров, один из которых посI редством электрической цепи связан с электродвигателем, а другой через контактер с электрической лампочкой 323;

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений, так как применение призматических опор требует высокой точности изготовления и монТажа. Несоблюдение этих условий влечет за собой большую погрешность измерения. Кроме этого, использование для уравновешивания конуса равновесов гирь усложняет процесс работы, снижает точность измерений и сужает диапазон измеряемых усилий в процессе погружения конуса в образец.

Цель изобретения " повышение точзз ности измерений и упрощение процесса измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения о предельного напряжения сдвига вязкопластичных дисперсных систем, содержащем установленный на основании корпус с прикрепленными к нему втулками и стойкой, на конце которой закреплена планка, столик с направляющими

45 стержнями, вставленными во втулки 1 кор пуса, механизм вертикального перемещения столика с измерителем,конус, к которому прикреплена нить, другой конец которой связан с уравновеши- . эв вающим механизмом, контактер, уравновешивающий механизм выполнен в виде упругой пластины, один конец которой жестко связан со стойкой, а второй - с нитью.

На фиг. 1 изображено устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - вид А на фиг,l, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1,.

Устройство включает установленный на основании 1 корпус 2, стойку 3, закрепленную болтами 4 на кронштейне корпуса 2, планку 5, которая винтом 6 крепится на стойке

3, два блока 7, .с шариковыми подшипниками, посаженными на оси 8, которые закреплены на концах планки 5, ".онус 9 со стержнем, стержень конуса 9 пропущен между шариками 10, кото-рые помещены в отверстие рычага стой ки 3, уравновешивающий механизм,ко.торый представляет собой протари,рованную упругую пластину 11, один

1онец которой болтами 12 закреплен на рычаге стойки 3 и закрепленный в кронштейне 13 первый индикатор 14 шток которого контактирует с пластиной 11 нить 15, один конец которой закреплен на периферии пластиной 11, а другой конец, перекинутый через блоки 7, соединен со стержнем конуса 9, контактер электрической цепи, который представляет собой клемму "16, жестко связанную с нитью 15 и клемму 17, которая установлена на планке 5, нить 15 с возможностью сво бодного перемещения пропущена через отверстие клеммы 17Устройство также содержит столик

18 с направляющими стержнями, которые вставлены во втулки корпуса 2, микрометрический винт 19, шток. которого жестко связан со ступицей сто.лика 18, механизма вертикального перемещения столика, представляющий собой шестерни 20 и 21, одна из кото-. рых закреплена на корпусе микрометрического винта 19, а другая — свя" вана с валом реверсивного редуцированйого электродвигателя 22, который закреплен на корпусе 2, измеритель линейных перемещений, который представляет собой закрепленный в кронштейне 23 второй индикатор 24, шток которого контактирует со столиком 18.Клеммы 16 и 17 электрической цепью связаны с .лампочкой 25, тумблером 26 и электродвигателем 22.

Устройство работает следующим образом.

Перед измерением устройство подготавляют к работе. Для этого на поверхность блоков 7 и нить 15 наносят тонкий слой смазывающей жидкости, например машинное масло,. благодаря этому уменьшают величину трения этих поверхностей. Если исследуемый образец достаточно прочный, а вес

5 91122 конуса 9 небольшой, конус 9 утяжеляют дополнительной гирей 27, одной или несколькими. Сила тяжести конуса 9 (и гири 27) через нить 15 воздейст- вует на протарированную упругую плас5 тйну 11, которая деформируется до уравновешивания веса конуса 9 (и гири 27), при этом равнодействующая сил:.конуса и пластины равна нулю, силу тяжести конуса 9 (и гири 27) фиксируют первым индикатором 14.

Благодаря взаимодействию конуса

9 (и гири 27) и упругой пластины 11 нить 15 находится в натянутом состоянии, клемма,16 плотно контактирует с клеммой 17, а благодаря шари ковым подшипникам блоков 7,,при движении нити по поверхности этих блоков, трение скольжения переходит в трение качения, этим уменьшают величину трения сопрягаемых поверхностей нить-блок).

После этого на столик 18 помещают цИлиндрическую кювету с. исследуемым образцом 28, например торфом. Тумбле- 5 ром 26 включают лампочку 25 и электродвигатель 22, при этом вращение передается от электродвигателя 22 через шестерню 21 шестерне 20, гайке микрометрического винта 19, и шток микрометрического винта 19, сто лик 18, кювета с образцом 28 перемещаются вверх до соприкосновения но не погружения) вершины конуса 9 с поверхностью образца 28. После этого тумблером 26 включают лампочку 25 и электродвигатель 22 и этим прекращают вертикальное перемещение микрометрического винта 19, столика 18 и образца 28, Затем вращением трещетки микрометрического винта 19 более точно подводят поверхность образца 28 до соприкосновения с вершиной конуса

9, стрелку второго индикатора 24 ставят на нулевую отметку.

Подготовленное таким образом устройство пускают в работу. Для этого тумблером 26 включают лампочку.25 и электродвигатель 22. При этом вращение от электродвигателя 22 через шес50 .терню 21 и 20 передается гайке микрометрического винта 19, которая вращается с частотой, например 12 об/мин, благодаря этому шток микрометрического винта 19, столик 18 и образец 28 перемещаются вертикально вверх с пос55 тупательной скоростью, например

0,5 см/мин, а конус 9 погружается в образец 28.

? 6

В процессе погружения конуса 9 возрастает сила сопротивления образца 28, благодаря этому скоростьпогружения конуса уменьшается. Когда погружение конуса 9 в образец 28 прекратится, последний начнет перемещаться на некоторую малую величину вместе с конусом 9, при этом пластина распрямляется и уравновешивает конус 9 и силу давления образца 28 на этот конус, увлекая за собой нить 15 с клеммой 16, которая отходит от клем" мы 17, Этим размыкается электрическая цепь, лампочка 25 гаснет, электродвигатель 22 отключается, а столик

18, винт l9 и образец 28 прекращают вертикальное перемещение.

Благодаря взаимодействию стержня конуса 9 с шариками 10, которые .поворачиваются во время движения конуса 9 в отверстии втулки рычага стойки 3, уменьшается сила трения этих поверхностей и исключается наклон конуса 9.

Глубину погружения конуса 9 ре-гистрируют вторым индикатором 24, а по разности показаний, зарегистрированных первым индикатором 14 до погружения конуса и в процессе его погружения, определяют силу, с которой конус 9 погружается в образец 28.

Предельное напряжение сдвига опре" деляют по формуле:

Р = КР(М .10 где Р - предельно напряжение сдвига, дин/см, К - константа,для конуса с углом при вершине 30 0,959, 45

0,416, 60 - 0,214;

F — сила действующая на конус, г;

h - -глубина погружения конуса., мм.

В предлагаемом устройстве за счет применения протарированной упругой пластины сокращают время, затрачиваемое на приведение устройства в рабочее состояние, путем автоматического уравновешивания силы тяжес-; ти конуса и гирь), что значительно повышает производительность труда, кроме того, отпадает необходимость использовать разновесы гирь и призматические опоры по типу чашечных . весов), тем самым, упрощается процесс измерений, расширяется диапазон измеряемых в процессе работы усилий . и повышается точность измерения.

9 1:122?

7 формула изобретения

Устройство;для измерения предельного напряжения сдвига вязко-пластичных дисперсных систем, содержащее 4 установленный на основании корпус,с прикрепленными к:нему втулками и стойкой, нв монце которой закреплена планка, столик с направляющими стерж- нями, вставленными во втулки корпуса., тв . механизм вертикального перемещения столика с измерителем, конус, к которому прикреплена нить, другой конец которой связан с уравновешивак щим. механизмом, контактер, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с.целью повышения точности измерения и упрощения

:процесса измерения, уравновешивающий механизм выполнен s виде упругой пластины, один конец которой жестко связая ао стойкой, второй с нитью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3. Воларович И. П. и др. Новые физо 4еские методы исследования тор®е. Сб. статей, И,-Л., Госэнергоиздат,.

196О, с. 104, 2. Берней И.И. Исследование структурно-механических свойств вязкопластичных сред на конических пласмометрах. "Строительные материалы", :I1 7, с. 26,27 (,прототип) ..