Прибор для испытания тканей на сдвиг
П И С А Н И Е 382954
ЗОБРЕТЕНИЯ
АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ исимое от авт. свидетельства №вЂ”
М. Кл. G 01n 3/38 влено 08ЛЧ.1971 (Л 1645532/28-12) рисоединением заявки № иоритет убликовано 23.Ч.1973. Бюллетень № 23
УДI(Л620.1 (088.8) а опубликования описания З.Х.1973
Автор изобретения
Ю. И. Катунскис
Каунасский политехнический институт
Заявитель
ПРИБОР ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТКАНЕЙ НА СДВИГ
Известен прибор для испытания тканей на сдвиг, содержащий механизм нагружения с электроприводом, узел сдвига с зажимами для крепления испытуемого образца, датчик усилия и датчик деформации образца, блок автоматического управления процессом испытания и регистрирующее приспособление.
Целью изобретения является повышение точности испытаний.
Для этого узел сдвига прибора выполнен в виде трех зажимов, крайние из которых установлены в направляющих с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости и посредством тросиков связаны с грузиками, а направляющие соединены с механизмом нагружения, причем центральный 33>ким связан с датчиком усилия.
Механизм нагружения прибора может быть выполнен в виде поршня, установленного в направляющих с возможностью перемещения в вертикальной плоскости посредством ролико-винтовой пары связанного с электроприводом.
На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 — узел сдвига; на фиг. 3 — то же, вид сверху; на фиг. 4 — разрез по А —.4 на фиг. 2; на фиг. 5 — принципиальная электрическая схема управления процессами испытания; на фиг. 6 — схема подключения к самописцу.
Между крайними зажимами 1 узла сдвига закреплен испытуемый образец 2, который
1ерез центральный зажим 8 этого же зла и универсальный шарнир 4 подсоединен к датчику усилия. Датчик выполнен в виде фигурной балочки 5, соединенной со штырем механотрона 6, а с другой стороны через раму
7 — с ролико-винтовой парой, выполненной в виде вала 8, который оканчивается тремя роликамп 9, расположенными по винтовой линии и свободно вращающимися в шарикоподшипниках. Поршень 10 механизма нагружения установлен между направляющими 11.
Постоянная во времени деформация мате15 риалов фиксируется датчиком деформации образца, нечувствительным к изменению температуры. Фрнкцпонный ролик 12 датчика деформации прижат к поршню 10 пружиной и закреплен на валу вместе с шестерней 1 >.
20 Шестерня 18 соединена с шестерней 14, закрепленной на валу вместе с кулачком 15.
На 1<К 13 101< дсЙствует lip) >1<11113 16, 1<отор3я через штырь и вывод подвижных анодов мсханотрона 17 прижимает рычаг 18. На валу
25 8 свободно сидят элек1ромагнитные муфты, выполненные в виде магннтопроводов 19 с расположен вы AIII a HII. < оомотками 20, оканчивающихся I На конца вала 8 также закреплена коническая шестерня 28, которая через коническую шестершо 29 соединена с механизмом изменения амплитуды сдвига, выполненном в виде червячной пары 80, 81, червячное колесо которой жестко посажено на валу 82, оканчивающемся фигурными шатунами 88 и 84. Шатуны управляют контактами микропереключателей 85 и Зб, жестко закрепленных на валах 87 и 88, которые оканчиваются лимбами 89 и 40. На лимбах имеются шкалы, показания которых харакгеризуют уровень деформации и отсчитываются с помощью указателей 41 и 42. Лимбы получают вращение от рукояток 48 и 44 через червячные пары 45 — 48, червячные колеса которых жестко сидят на валах 87 и 88. От червячного колеса 81 через фигурный палец 49 управляются контакты центрального неподвижного микропереключателя 50, определяющего нулевое положение узла сдвига. Рама 7 узла сдвига соединена с поршнем 10 механизма нагружения. Направляющие 51 и 52 рамы для жесткости скреплены стяжками 58 и 54. На стяжках крепятся направляющие ролики 55 и 56, вращающиеся в шарикоподшинниках и служащие для направления троса 57 при нагружении образца начальным натяжением. Груз 58 крепится точно в середине гроса, который перед тем перебрасывается через ролики 59, 60. При таком нагружении образец всегда находится симметрично по отношению к оси действия сдвиговой силы. Образец крепится между крайними зажимами, перемещающимися в горизонтальной плоскости и выполненными в виде рамки 61 из двух планок 62 и 68, скрепленных стяжками 64, 65. На стяжках крепятся губки бб и 67 зажима, между которыми заправляется конец образца, В планках 62 и 68, выполненных в виде полых стержней прямоугольного профиля, подвижно закреплен сухарик 68 и неподвижно — сухарик 69. В сухарики запрессованы оси 70 и 71, на которые надеты шарикоподшипники 72 и 78, скользящие по направляющим 51 и 52. Пружины 74 прижимают подвижные роликоподшипники к направляющим, выбирают люфт и предотвращают перекос зажимов. Посередине между крайними зажимами образец закрепляется в средний зажим 8, связаный с датчиком усилия. Стойка 75, на которой крепятся ролики 59, 60 и направляющие 51, 52, соединена с поршнем 10 механизма нагружения. Электрическая схема автоматического управления процессом испытания содержит параллельно сети переменного тока подключенный электродвигатель 76, понижающий трансформатор 77, блок счета циклов дефопмирования образца, блок автоматического управ5 15 г0 гз 65 ления направлением движения крайних зажимов, блок датчика усилия сдвига и датчика деформации образца. Блок счета циклов деформировапия включает выпрямитель 78, выполненный на четырех диодах, соединенных по мостовой схеме, параллельно подключенный конденсатор для сглаживания пульсаций напряжений, шаговые искатели (ШИ)1: ШИI, ШИ2 — параллельно включенные обмотки; IШИI, IШИ2, 1ШИЗ, IШИ4 и 2ШИI, 2ШИ2, 2ШИЗ, 2ШИ4 — секции контактов первого и второго шаговых искателей; ГПI, ГП2 — галетные переключатели для установления необходимого числа циклов деформирования образца; P7 — обмотка реле, которое прекращает процесс испытания после окончания программы; Р;1, Р 3, Р74 — замыкающие контакты реле Р7, Р72 — размыкающийся контакт реле Р, ВК1 — выключатель кнопочный для прекращения процесса испытания во время заданной программы. Блок автоматического управления направлением движения крайних зажимов содержит релейное устройство: P1 — реле, отключающее блок после окончания программы; Р«и Р,, — размыкающийся и замыкающийся контакты реле Р1. Р21, Р32 и P„, P» — замыкающиеся контакты реле P и Р3, которые управляют работой электромагнитных муфт. Реле Р„Р5 и Р5 осуществляют подготовку цепей реле Р2 и Р3 и подачу импульсов в ШИI и ШИ2. Р41 Р42, Р5,, Р52 и Р51 являются замыкающимися контактами реле Р,, Р, и Р5, а контакты Р43 и P53 — размыкающимися. Лампы ЛС1, ЛС2 и ЛС3 — индикаторные. ВП, ВП2 и ВП3 являются конечными выключателями. ВК2 — кнопочный выключатель для включения блока автоматического управления в начале программы испытания. ВКЗ и ВК4— выключатели, посредством которых осуществляется изменение направления движения крайних зажимов 1 узла сдвига. Кl и К2— катушки электромагнитных муфт 20, питающиеся от отдельного мощного выпрямителя 79, В блоке датчика усилия сдвига и датчика деформации образца применен стабилизированный источник питания на транзисторе Т4 и стабилитроне СТ1. Вход стабилизатора подсоединен к выпрямителю 80, а выход — к чувствительному элементу датчиков — механотронов. Механотроны выполнены в виде сдвоенных диодов косвенного накала с об= щими неподвижными катодами и двумя подвижными анодами. Сопротивление R8 подрегулирует анодный ток. Катоды диодов накаливаются током, получаемым от того же стабилизированного источника питания. Напряжение накала регулируется сопротивлением R4 и R8. Сопротивления нагрузки R5, Rl, R9, Rl1 подключены в каждую цепь анодов для повышения линейности статической характеристики, а сопротивлениями Rá и R10 выравниваются токи каждого анода, К точкам А, В подключается одна координата самописца,382954 ПС, а к точкам Д, С вЂ” другая координата. К этим точкам также через переключатель Пl и выключатель ВЗ подсоединен измерительный прибор для тарировки датчиков. Испытуемый образец 2 заправляется между губками бб, б7 крайних зажимов 1 и центрального зажима 8 и натягивается начальным натяжением-подвешиванием через трос 57 груза 58. Деформация сдвига в рамках одного цикла испытания передается следующим образом. Питание в электрическую цепь подается тумблером В2, а тумблером Вl включается электродвигатель 27. Требуемая амплитуда деформации образца на лимбах 89 и 40 устанавливается рукоятками 48 и 44, а требуемое число импульсов — переключателями ГП1 и ГП2. Нажатием выключателя ВК2 прерывается питание к реле Рl, закрывается контакт Р„и подается питание релейному устройству. Нажатием выключателя ВКЗ срабатывает реле Р4 (это показывает сигнальная лампа ЛС ), прерывается цепь реле РЗ чеpe3 KoIITpKT Р,,, и через контакт Р„подается питание реле Р2, которое блокируется контактом Р ь а через контакг Р подается питание на обмотку Кl электромагнитной муфты 20. Также через контакт Р, подается первый импульс в шаговый искатель. Вращающий момент от двигателя 27 через коробку скоростей 24, коническую передачу 28, 21 и якорь 22 с фрикционными дисками передается валу 8, который с помощью роликов 9 перемещает поршень 10 вниз. Крайние зажимы 1 также движутся вниз, и образцу 2 сообщается деформация сдвига. По достижении заданного уровня деформации фигурный шатун 83 нажимает на микропереключатель 85, и питание подается ца обмотку реле Р5, которое, с одной стороны, прекращает работу реле Р2 и выключает электромагнитную муфту К, с другой — подает следующий импульс в шаговый искатель через контакт Р», а через реле РЗ включает другую электромагнитную муфту К2 для реверсирования движения поршня 10. Когда образец занимает первоначальное положение, через фигурный палец 49 срабатывает центральный микропереключатель 50, и включается реле Рб, которое подает третий импульс в шаговый искатель. Поршень продол>кает движение вверх. Образцу сообщается деформация сдвига в другую сторону до определенного уровня деформации, по достижении которого через фигурный шатун 84 замыкается верхний микропереключатель 8б, включается реле Р4, которое, с одной стороны, подает четвертый импульс в шаговый искатель через контакт P., а с другой, — прекращает работу реле РЗ и через реле Р2 подает питание обмотке Кl, т. е. реверсирует движение поршня 10. При снижении деформации до нуля (образец занимает первоначаль5 Зо 35 ное положение) через фигурный палец 49 снова срабатывает мпкропсрсключатель 50. При этом через коптакг Р, подается пятый импульс в шаговый искатель, закрывается электрическая цепь через 1Ш11, ГПl, ГП2, 2ШО и получает питание обмотка Р7. Реле Р7 через контакт Р75 включает реле Pl. OHo >KB 6JIo1 B зависимости от постоянной деформации. Деформация регистрируется в другой координате самописца через датчик деформации c;Icдующим образом. Поршспь 10, двигаясь вверх или вниз, вращает прижатый и нему ролик 12, который через зубчатую пару 13, 14, в свою очередь, вращает кулачок 15, обеспечивая закон движения рычага 18 с постоянным перемещением, и отклоняет с помощью этого рычага стержень 17 механотрона, изменяя анодные токи лампы Л2. Разность потснциалов в точках С, Д изменяется пропорционально в зависимости от деформации образца. Таким образом, самописцем ПС записывается усилие сдвига в зависимости от уровня деформирования образца в виде гистерезисных петель. Предмет изобретения 1. Прибор для испытания тканей на сдвиг, содержащий механизм нагружения с электроприводом, узел сдвига с зажимами для крепления испытуемого образца, датчик усилия и датчик деформации образца, схему автоматического управления процессом испытания и регистрирующее приспособление, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, узел сдвига выполнен в виде трех зажимов, крайние из которых установлены в направляющих с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости и посредством тросиков связаны с грузиками, а направляющие соединены с механизмом нагружения, причем центральный зажим связан с датчиком усилия. 2. Прибор по п. 1, отличаюцийся тем, что механизм нагружения выполнен в виде поршня, установленного в направляющих с возможностыэ перемещения в вертикальной плоскости и посредством ролико-винтовой пары связанного с электроприводом.,382954 77 Составитель A. Григорьев Редактор Л. Максименко Техред Т. Ускова Корректоры; Е, Хмелева и В. Брыскина Заказ 2707,5 Изд. № 724 Тираж 755 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5 Типография, пр. Сапунова, 2
