Способ испытания на растяжение керамической массы и устройство для его осуществления

 

Использование: строительные материалы , испытательная техника. Сущность изобретения: способ предусматривает предварительную запрессовку керамической массы в сопряженную с конической полусферическую часть полости захвата с последующим нагнетанием через коническую полость захвата керамической массы в шаровую полость. Такая последовательность операций обеспечивает бездефектное заполнение керамической массой шаровой полости захвата. Устройство содержит два захвата, образующих кинематическую пару. Полость одного захвата выполнена в виде усеченного конуса, соединенного меньшим основанием с шаром. Полость другого захвата выполнена в виде усеченного конуса, сопряженного меньшим основанием с большим основанием конуса первого захвата. Захват с полостью в виде усеченного конуса и шара выполнен разъемным по плоскости, перпендикулярной оси захвата и проходящей через центр шара. В верхней части разъемного захвата симметрично его продольной оси выполнены каналы 2 с п. ф-лы, 10 ил. ё

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК! (si>s G 01 N 33/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4827555/33 (22) 24,05.90 (46) 15.09.92. Бюл. N. 34 (71) Уральский научно-исгледовательский и проектный институт строительных материалов (72) В.С.Миронов (56) Авторское свидетельство СССР

М 859866. кл. 6 01 N 3/08, 1977.

Авторское свидетельство СССР

М 1302192, кл. G Oi N 33/38. 1985. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКОЙ МАССЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: строительные материалы, испытательная техника. Сущность изобретения: способ предусматривает и редварительную зап рессовку керамической массы в сопряженную с конической полусферическую часть полости захвата с

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для определения прочностных и деформативных характеристик керамической массы.

Известен способ испытания на растяжение материалов, включающий формобразование в разьемной обойме образца в виде

"восьмерки" и его разрушение путем разведения частей обоймы.

Известно устройство для испытания на растяжение, содержащее корпус, размещенмые в корпусе подвижные захваты, в каждом из которых выполнена полость в форме половины "восьмерки", причем в одном из захватов выполнен канал, соединяющий полость и наружную поверхность захвата, соединенные с захватами силовой. Ж „, 1762236 А1 последующим нагнетанием через коническую полость захвата керамической массы в шаровую полость. Такая последовательность операций обеспечивает бездефектное заполнение керамической массой шаровой полости захвата. Устройство содержит два захвата, образующих кинематическую пару.

Полость одного захвата Bûполнена в виде усеченного конуса. соединенного меньшим основанием с шаром. Полость другого захвата выполнена в виде усеченного конуса, сопряженного меньшим основанием с большим основанием конуса первого захвата.

Захват с полостью в виде усеченного конуса и шара выполнен разъемным по плоскости, перпендикулярной оси захвата и проходящей через центр шара. В верхней части разьемного захвата симметрично его продольной оси выполнены каналы. 2 с.п. ф-лы, 10 ил.

1 4 привод и силоиэмерительное приспособление.

| р

Недостатки известного способа и устт к и и роиства заключаю ся в ниэ .ои ро заоди тельности испытаний и в искажении результатов измерений. Первый недостаток обусловлен тем, что при формировании образца необходимо разделить массу на дискретные порции и при помощи сжатого воздуха транспортировать их через канал в полость сведенных захватов. Второй недостаток объясняется тем, что при формировании образца трудно проконтролировать плотность укладки массы по се ению образца и устранить изменение влажности транспортируемых сжатым воздухом порций.

1762236

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ испытания на растя>кение керамической массы, включающий формование образца в виде усеченного конуса, соединенного меньшим основанием с шаром, в разъемной обойме, и растяжение образца путем разведения захватов обоймы и устройство для испытания на растяжение керамической массь1, содержащее разъемную обойму, включающую два захвата, образующих кинематическую пару, полость одного из которых выполнена в виде усеченного конуса, соединенного меньшим основанием с шаром, полость другого — в виде усеченного конуса, сопряженного меньшим основанием с большим основанием конуса первого захвата, силовой привод, силоизмерительное приспособление и приспособление для измерения перемещений подвижного захвата.

Недостатком известного способа и устройства является низкая достоверность результатов измерений деформации растяжения, а недостатком, дополнительно присущим устройству, является низкое удобство эксплуатации.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов измерения деформации растяжения и удобства эксплуатации.

Достигается цель тем, что в способе испытания керамическол массы на растя>кение, включающем формование образца в виде усеченного конуса, соедлненного меньшим основанием с шаром, в раэьемной обойме и растяжение образца путем разведения с3хВВТОВ обойl4bl, эаполн)lloi МВссоА полусферическую полость, сопряженную с конической полостью захвата обоймы, выполняют в ней со стороны конической поло сти захвата углубление в виде шарового сегл ента или конуса, диаметр основания которого равен дламетру меньшего основания усеченного конуса, и сквоз:,ого канала соосно продoilbHQA оси усече IHoio конуса. затем заполняют массой полости обоих захватов обоймы до начала истечения массы иэ каналов разъемного захвата, В устройстве для испытания на растяжение керамической массы, содержащем разьемную обойму, включающую два захвата, образующих кинематическую пару, полость одного из которь1х выполнена в виде усеченного конуса, соединенного меньшим основанием с шаром, -олость другого — в виде усеченного конуса, сопряженного меньшим основанием с большим основанием конуса первого захвата, силовой привод, силоиэмерительное приспособление и приспособлеразьемным по плоскости, перпендикуляр5 ной оси захвата и проходящей через центр шара, а в верхней части разьемного захвата

20

50 ние для измерения перемещений подвижного захвата, захват с полостью в виде усеченного конуса и шара выполнен симметрично его продольной оси выполнены каналы, соединяющие полости захвата с его наружной поверхностью.

На фиг, 1 показан характер деформации керамической массы при заполнении ею шаровой полости первого захвата; на фиг. 2 — заполненная керамической массой шаровая полость захвата с дефектами — воздушными полостями; на фиг. 3, 4 — вариант заполнения шаровой полости первого захвата в случае, когда первоначальное заполнение полости захвата выполнено выше центра шаровой полости; на фиг.5 — устройство, общий вид; на фиг. 6 — первый захват, состоящий из двух частей; на фиг. 7 — его поперечный разрез по центру шаровой полости; на фиг. 8 — первоначальная запрессовка керамической массы в, сопряженную с конической, полусферическую полость одной из составных частей первого захвата с выполнением углуЬления и канала; на фиг. 9 — начало подачи керамической массы в коническую полость первого захвата; на фиг, 10 — деформация первичного массива керамической массы под действием массы, нагнетаемой в шаровую полость через коническую полость второго захвата.

Устройство для испытания на растяжение керамической массы содержит разъемную обойму 1, включающую два захвата 2, 3. образующих кинематическую пару, в захвате 2 выполнена полость в виде усеченного конуса 4, а в захвате 3 полость выполнена в виде усеченного конуса 5 и расположенного над его меньшим основанием шара 6. Захваты 2 и 3 соединены таким образом, что усеченный конус 4 сопряжен своим меньшим основанием с большим основанием конуса 5. Захват 3, состоящий из двух частей

7 и 8 выполнен разьемным по плоскости, перпендикулярной продольной оси захвата

3 и проходящей через центр шара 6, в верхней полусфере шаровой полости захвата 3 симметрично его продольной оси выполнены сквозные каналы 9, соединяющие шаровую lloflocTb с наружной поверхностью захвата 9. Устройство также содержит, соединенный с захватом 3 силовой привод 10, силоизмерительное приспособление l1 и измерительное приспособление для измерения перемещений подвижного захвата в виде шкалы 12 и визира 13, В захвате 2 выполнены каналы 14 для устранения влия1762236 ния вакуума на результаты испытаний керамической массы 15.

Способ осуществляют следующим образом.

В сопряженную с конической, полусфе- 5 рической полость одной из составных частей 7 захвата 3 зэпрессовывают керамическую массу 16. в массиве которой со стороны конической полости 5 выполняют углубление 17 уменьшающегося с его 10

20

30

35 мирует массу 16, перемещая его вверх. 40

Вследствие плотного контакта обеих масс

50 глубиной сечения, например, в виде шарового сегмента или конуса, диаметр которого равен диаметру меньшего основания конуса 5 захвата 3, Далее в керамической массе соосно продольной оси первого захвата 3, выполняют сквозной канал 18, соединяют части 7 и 8 захвата 3 таким образом, что обе их полусферические полости образуют единую сферу, фиксируя их от разъединения.

Соединяют оба захвата 2 и 3 в кинематическую пару и через полость 4 захвата 2 выполняют керамической массой 15 полость обоих захватов обоймы 1 до начала истечения керамической массы 16 из каналов 9.

При движении керамической массы 15 по конической полости 5 происходит удаление воздуха через канал 18 в массе 16. При заполнении углубления 17 в массе 16 потоком массы 15 вследствие равенства диаметров углубления 17 и меньшего основания конуса

5, и плавного уменьшения сечения углубления 17 ни в конической полости 5, ни в углублении 17 не сохраняется воздушных полостей, т.е. имеет место полный контакт между первоначально запрессованной массой 16 и вновь поступаемой через полость 4 керамической массой 15, при этом часть ее заполняет канал 18. Дальнейшее нагнетание массы 15 в шаровую полость 6 дефор15 и 16, между ними отсутствует воздух, обеспечивается бездефектное заполнение шаровой полости 6 керамической массой

15, Масса 16 подобрана таким образом, что она достаточно пластична, чтобы деформироваться без растрескивания и достаточно жестка, чтобы не произошло раскрытие канала 18, которое могло бы привести к истечению массы 15 через канал 18. Наиболее приемлемы керамические массы, отнесенные к средне-пластичному классу, Вследствие связанности керамической массы 16 в массиве, она полностью перемещается вверх без потери сплошности, сохраняя свой объем. Нагнетание массы 15 продолжаютдо тех пор пока не начнется истечение керамической массы 16 из каналов 9. Вследствие того. что первоначальный массив занимающий нижнюю полусферу полости 6 имеет объем меньший, чем полусфера (из-за канала 18 и углубления 17), а также потому, что каналы 9 имеют определенную длину и диаметр(и как следствие объем), то справедливо предположение. что начало истечения керамической массы 16 через каналы 9 свидетельствуют о том, что нижняя полусфера шаровой полости 6 заполнена полностью массой 15, Симметричное, относительно продольной оси захвата 3, выполнение в верхней полусфере каналов 9 обеспечивает равномерное истечение через них массы 16 без горизонтальных и вертикальных перемещений отдельных участков массы 16. которые могли бы привести к попаданию отдельных участков (или фрагментов) массы

16 в занимающую нижнюю полусферу полости 6 керамическую массу 15 и нарушить ее сплошность.

После заполнения полости обоймы 1 включают силовой привод 10 и поднимают захват 3, в результате чего сформованный в полости захвата 3 образец из керамической массы 15 растягивается. При подъеме захвата 3 в захвате 2 через каналы 14 в пространство между заплечиками захвата 2 и захватом 3 попадает воздух, чем устраняется влияние вакуума на достоверность ðåзультата. Верхняя часть образца

"закрепляется" в шаре 6, а нижняя удерживается в конической полости захвата 2, Разрыв происходит по меньшему основанию усеченного конуса 5 и регистрируется силоизмерительным приспособлением 11. а предельную деформацию растяжения фиксируют с помощью измерителя перемещения одного из захватов относительно другого по перемещению визира 13 вдоль шкалы 12 по резкому спаду нагрузки в момент разрыва образца. После испытания производят разъединение захватов 2 и 3, далее производят разъединение захвата 3 на составные части 7 и 8. Керамическую массу 15 извлекают из конической полости

4 захвата 2 и полусферических полостей составных частей 7 и 8 захвата 3. Открытые полости (полусферы) позволяют беспрепятственно и быстро проводить операции извлечения остатков образца, при этом гарантируется полное извлечение всех частей образца из шаровой полости 6 захвата

3, Каналы 9 очищают от массы с помощью штока или промывают водой. После очистки полостей составных частей 7 и 8 устройство

5 готово к повторному испытанию.

Формула изобретения

1. Способ испытания на растяжение керамической массы, включающий формование образца в виде усеченного конуса, соединенного меньшим основанием с ша1762236 ром в разьемной обойме, и растяжение образца путем разведения захватов обоймы, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерения деформации растяжения, заполня- 5 ют массой полусферическую полость, сопряженную с конической полостью захвата обоймы, выполняют в ней со стороны конической полости захвата углубление в виде шарового сегмента или конуса, диа- 10 метр основания которого равен диаметру меньшего основания усеченного конуса, и сквозного канала соосно с продольной осью усеченного конуса, затем заполняют массой полости обоих захватов обоймы до начала 15 истечения массы из каналов разьемного захвата.

2. Устройство для испытания на растяжение керамической массы, содержащее разьемную обойму, включающую два захва- 20 та, образующих кинематическую пару, полость одного из которых выполнена в виде усеченного конуса, соединенного меньшим основанием с шаром, полость другого — в виде усеченного конуса. сопряженного меньшим основанием с большим основанием конуса первого захвата, силовой привод, силоизмерительное приспособление и приспособление для измерения. перемещений подвижного захвата, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерения деформации растяжения и удобства зксплуатации, захват с полостью в виде усеченного конуса и шара выполнен разъемным по плоскости, перпендикулярной оси захвата и проходящей через центр шара, а в верхней части разъемного захвата симметрично его продольной оси выполнены каналы, соединяющие полости захвата с его наружной поверхностью.

1762236

1762236

1762236

Составитель М.Слинько

Техред М.Моргентал Корректор M Ìàêñèìèøèíåö

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3257 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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