Прибор для измерения сопротивления сдвигу сыпучих материалов

 

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СДВИГУ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий основание, установленные на нем неподвижное и подвижное кольца для размещения образца, механизм осуществления сдвига с толкателем , связанным с подвижным кольцом, регистрирующее устройство и средство для уплотнения материала образца , отличаю щи йс я тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерения, он снабжен полым цилиндром, закрепленным внутренней поверхностью по образующей к наружной поверхности подвижного кольца, а толкатель выполнен в виде вилки, зубцы которой расположены симметрично относительно плоскости разъема подвижного и неподвижного ко лец и снабжены роликами, взаимодействующими с наружной поверхностью полого цилиндра, причем ось вращения роликов перпендикулярна оси (Л толкателя и параллельна плоскости разъема колец.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕС НИХ

РЕСПУБЛИН

4(5!) G 01 N 3/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1Т1Ф (21) 3688937/22-03 (22) 04.01.84 (46) 23.05.85. Бюл. Ф !9 (72) В.Н. Дмитриев и М.Ф.Волков (53) 620.176(088.8) (56) 1. Дкенике З.В. Складирование и выпуск сыпучих материалов. M.

"Мир", 1968, с. 22.

2. Андрианов Е.И. Методы определения структурно-механических характеристик порошкообразных материалов. "Химия™, 1982, с. !78, рис.6.8. (54)(57) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СДВИГУ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий основание, .установленные на нем неподвижное и подвижное кольца для размещения образца, механизм осуществления сдвига с толкателем, связанным с подвижным кольцом, регистрирующее устройство и средство для уплотнения материала образца, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерения, он снабжен полым цилиндром, закрепленный внутренней поверхностью по образующей к наружной поверхности подвижного кольца, а толкатель вып. лнен в виде вилки, зубцы которой расположены симметрично относительно плоскости разъема подвижного и неподвижного ко лец и снабжены роликами, взаимодействующими с наружной поверхностью полого цилиндра, причем ось вращения роликов перпендикулярна оси толкателя и параллельна плоскости разъема колец.

1157395

Изобретение относится к технике испытания материалов, в частности к устройствам для измерения сопротивления сдвигу порошкообразных материалов . 5

Известен прибор для измерения сопротивления сдвигу, содержащий неподвижное кольцо, сдвигаемое кольцо уплотняющее устройство, выполненное в виде крышки с грузамИ, нагружающее устройство, включающее штифт, закрепленный на сдвигаемом кольце, и кронштейн, соединяющий штифт

1 и сдвигающее устройство f1) .

Недостаток прибора заключается 15 в появлении при сдвиге вращающего мо мента, стремящегося повернуть сдвигаемое кольцо вокруг точки касания штифта со сдвигаемым кольцом, что приводит к недостоверности резуль- 20 татов измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является прибор для измерения сопротивления сдвигу сыпу — 25 чих материалов, содержащий основание установленные на нем неподвижное и подвижное кольца для размещения образца, механизм осуществления сдвига с толкателем, связанным 30 с подвижным кольцом, регистрирующее устройство и средство для уплотнения материала образца P) .

Недостаток прибора — недостоверность результатов измерения вследствие неравномерности распределения напряжений в сыпучем материале из-за воздействия толкателя на одну точку подвижного кольца и появления в процессе сдвига вращаю- щ щего момента, который перекашивает подвижное кольцо относительно неподвижного.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов измерения.

Указанная цель достигается тем, что прибор для измерения сопротивления сдвигу сыпучих материалов, содержащий основание, установленные на нем неподвижное и подвижное кольцаЗО для размещения образца, механизм осуществления сдвига с толкателем, связанным с подвижным кольцом, регистрирукнцее устройство и средство для уплотнения материала образца, Я снабжен полым цилиндром, закрепленным внутренней поверхностью по образующей к наружной поверхности подвижного кольца, а толкатель выполнен в виде вилки, зубцы которой расположены симметрично бтносительно плоскости разъема подвижного и неподвижного колец и снабжены роликами, взаимодействующими с наружной по. верхностью полого цилиндра, причем ось вращения роликов перпендикулярна оси толкателя и параллельна плос. кости разъема колец. На фиг 1 показан прибор для измерения сопротивления сдвигу сыпучих материалов, фронтальный разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Прибор содержит основание 1, установленные на нем неподвижное 2 и подвижное 3 кольца для размещения образца 4, полый цилиндр 5, закрепленный по образующей к подвижному кольцу 3, механизм (Hp показан) осуществления сдвига с толкателем 6, выполненным в виде вилки, зубцы 7 и 8 которой расположены симметрично относительно плоскости 9 разъема колец 2 и 3 и снабжены роликами 10, взаимодействующими с полым цилиндром

5, причем оси 11 вращения роликов

10 перпендикулярны оси толкателя 6 и параллельны плоскости 9 разъема колец 2 и 3, регистрирующее устройство в виде тензодатчиков 12, закрепленных на полом цилиндре 5, и средство для уплотнения материала образца 4, включающее крышки 13 и 14 с патрубками и перегородки 15 и 16 иэ металлокерамического воздухопроницаемого материала, установленные соответственно на противоположных торцах колец 2 и 3.

Прибор работает следующим образом.

Исследуемый сыпучий материал загружается во внутреннкно полость, образованную кольцами 2 и 3. Необходимое уплотняющее усилие можно получить либо механическим воздействием на крышку 13, либо подачей сжатого газа через патрубок этой крьппки и перегородку 15. Если необходимо получить характеристики аэрированного сыпучего материала, то необходимое количество воздуха подают через патрубок крышки 14 и воздухопроницаемую перегородку 16.

После уплотнения или аэрирования образца 4 включают механизм осуществления сдвига, приводящий в прямолинейное движение толквтель 6. 3YF)3 1573 цы 7 и 8 вилки толкателя 6 роликами t0 упираются в полый цилиндр 5 и, благодаря его жесткой связи с подвижным кольцом 3, происходит перемещение последнего и сдвиг сыпучего материала по плоскости 9 разъема.

Свяэь полого цилиндра 5. с подвижным кольцом 3 по его образующей позволяет получить равномерное распределение напряжений в сыпучем материале 10 в процессе сдвига. Усилие сдвига деформирует полый цилиндр 5 и, благодаря этому, регистрируется тенэодатчиками 12.

Наличие на зубцах 7 и 8 вилки тол кателя 6 роликов 10 позволяет передавать усилие сдвига полому цилиндру 5 в плоскости сдвига и одновременно не препятствует перемеЩению полого цилиндра 5 в направлении, 20 перпендикулярном плоскости 9 сдвига.

Перемещение полого цилиндра 5 и вместе с ним подвижного кольца 3 в перпендикулярном плоскости 9 направлении в пределах расширения сыпуче- д

ro материала осуществляется благодаря тому, что трение качения роликов 10 по наружной поверхности полого цилиндра 5 на два порядка меньше трения скольжения сыпучего материаз© ла по внутренней поверхности подвижного кольца 3 при одинаковом порядке величин уплотняющего усилия Р сдвигающего усилия Р и бокового усилия в сыпучем материале. Так как неконтролируемая величина усилия

95 4 распора исчезает из-sa происшедшего при перемещении кольца 3 расширения сыпучего материала, то полученная в ходе измерения зависимость P =f(P

Ъ является более достоверной. Размещение зубцов 7 и 8 вилки толкателя 6 симметрично относительно плоскости 9 рнзъема колец 2 и 3 способствует тому, что в случае возникающего иэ"эа сопротивления сдвига сыпучего яатериала перекоса. подвижного кольца 3 относительно оси прибора и плоскости 9 разъема, все усилие толкателя 6 будет действовать на полый цилиндр 5 через один из зубцов вилки и возникший при этом момент, равный произведению усилия сдвига на расстояние от зубца до плоскости 9 разъема, вернет подвижное кольцо 3 в исходное положение, что также повышает достоверность полученных результатов.

Изобретение позволяет повысить достоверность результатов измерения за счет более равномерного распределения напряжений в сыпучем материале в процессе сдвига и исключения влияния на результаты измерений усилий распора и перекосов подвижного кольца. Кроме того, возможно проведение испытаний при уплотнении сыпучего материала сжатым воздухом, что приближает условия испытаний к натурным, существующим, например, при пневмотранспортировании сыпучих материалов.

1157395

Составитель В. Тальвойш редактор А. Шандор Техред С.Легеза

Корректор И. Муска

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. У кгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3330/40 Тирак 897

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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