Устройство для определения разрывной нагрузки и относительного удлинения хлопка-волокна

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерений силы специального .назначения, используемым при испытаниях на прочность хлопка-волокна (ХВ). Целью изобретения является повышение точности и упрощение конструкции устройства. Эта цель достигается тем, что в устройстве для определения разрывной нагрузки и относительного удлинения ХВ, содержащем корпус с направляющими, жестко закрепленный в корпусе первый зажим для образца, установленный с возможностью перемещения по направляющим второй зажим для образца, шаговый привод перемещения второго зажима с винтовой передачей, тензометрический динамометр и регистрирующую аппаратуру, динамометр выполнен в виде основного упругого параллелепипеда со сквозным фигурным отверстием в его широких гранях, профиль которого образован двумя пересекающимися окружностями, и стензорезисторами, размещенными на его узких гранях напротив центров окружностей. Второй зажим жестко соединен с одним из торцов параллелепипеда параллельно его узким граням.; Винтовая передача установлена на другом торце параллелепипеда в его теле. Направляющие выполнены в виде размещенных параллельно широким граням основного параллелепипеда двух дополнительных упругих параллелепипедов с отверстиями в их широких гранях, жестко соединенных со стороны винтовой передачи с основным параллелепипедом и с другой стороны - с корпусом , а суммарная изгибная жесткость дополнительных упругих параллелепипедов меньше жесткости основного параллелепипеда . 7 ил. (Л С 00 о со ч - о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧEСКИХ

РЕСПУБЛИК

s 6 01 В 5/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССP (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (ХВ). (21) 4881276/28 (22) 06.11.90 (46) 23.03.93. Бюл, ¹ 11 (71) Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (72) В.И.Лагутин, iO.И.Радченко и В.П,Сахаров (56) Прибор для определения разрывной нагрузки хлопка-волокна ДШ-3 (ДШ-3М-2), ГОСТ 3274.1-72, с,5, Прибор для определения разрывной нагрузки и относительного удлинения хлопкаволокна типа "Spinbab"-900, фирмы "Spinlab", США, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РАЗРЫВНОЙ НАГРУЗКИ И ОТНОСИТЕЛЬНОГО УДЛИНЕНИЯ ХЛОПКА-ВОЛОКНА (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерений силы специального .назначения, используемым при испытаниях на прочность хлопка-волокна (ХВ), Целью изобретения является повышение точности и упрощение конструкции устройства. Эта цель достигается тем, что в устройстве для определения разрывной нагрузки и относительного удлинения

ХВ, содержащем корпус с направляющими, жестко закрепленный в корпусе первый эаПредложение относится к области измерительной техники, в частности, к средствам измерений силы специального назначения, используемым при испытаниях на прочность хлопка-волокна Ы „18О3716 А1 жим для образца, установленный с возможностью перемещения по направляющим второй зажим для образца, шаговый привод перемещения второго зажима с винтовой передачей, тензометрический динамометр и регистрирующую аппаратуру, динамометр выполнен в виде основного упругого параллелепипеда со сквозным фигурным отверстием в его широких гранях, профиль которого образован двумя пересекающимися окружностями, и с тензореэисторами, размещенными на его узких гранях напротив центров окружностей. Второй зажим жестко соединен с одним из торцов параллелепипеда параллельно его узким граням.

Винтовая передача установлена на другом торце параллелепипеда в его теле, Направ- ) ляющие выполнены в виде размещенных. параллельно широким граням основного параллелепипеда двух дополнительных упругих параллелепипедов с отверстиями в их широких гранях, жестко соединенных со стороны винтовой передачи с основным параллелепипедом и с другой стороны — с корпусом, а суммарная изгибная жесткость дополнительных упругих параллелепипедов QQ меньше жесткости основного параллелепи- ( педа. 7 ил. 6д

Целью изобретения является повышение точности и упрощение конструкции устройства, На фиг.1-7 показаны виды сбоку(фиг.1) и сверху (фиг,2), разрезы (фиг.3-6) устройст.ва для определения разрывной нагрузки и

1803716 относительного удлинения ХВ; на фиг.7— электрическая схема соединения тензорезисторов динамометра.

Устройство содержит закрепленный на корпусе 1 неподвижный зажим (включаю-. 5 щий основание 2 и подвижную губку, перемещающуюся на направляющих штырях 4 в плоскости зажима образца XB 5 относительно основания 2). На испытываемый образец

5 также наложен (на требуемом расстоянии 10 от неподвижного зажима) подвижный зажим (с основанием 6 и подвижной губкой 3 с направляющими штырями 4, аналогичными используемым в неподвижном зажиме). Для обеспечения зажатия образца на основаниях "5 зажимов 2 и 6 установлены управляемые пневмоцилиндры 7, взаимодействующие с губками 3 зажимов. Основание 6 подвижного зажима установлено на тензометрическом динамометре, выполненном в виде 20 упругого параллелепипеда с упругими балками 8, параллельными плоскости зажима образца (плоскости, в которой лежат направляющие штыри 4 и перемещаются губки

3) и образованными íà его узких гранях двумя 25 пересекающимися отверстиями 9 в широких гранях; напротив центров окружностей 9 размещены (наклеены) тензорезисторы Вь соединенные в мостовую измерительную схему (фиг.7), электрически связанную с регистри- 30 рующей аппаратурой 10. На одном из жестких торцев этого упругого параллелепипеда

11 установлено основание подвижного зажима 6, а в теле другого торца 12 — гайка 13, взаимодействующая с установленным на 35 корпусе 1 ходовым винтом 14 шагового привода 15 продольного перемещения подвижного зажима. Управление шагового привода

15.(отсчет количества шагов) выведено на регистрирующую аппаратуру 10 (в качестве 40 такой аппаратуры, обеспечивающей и управление всем прибором может быть использована соответствующая ПЭВМ, оснащенная необходимыми согласующими средствами). Параллельно упругому па- 45 раллелепипеду динамометра и с зазором относительно него установлены два дополнительных упругих параллелепипеда, в которых один из жестких торцов 16 сочленен с жестким торцем 12 параллелепипеда ди- 50 намоментра, а другой жесткий торец 17 закреплен на корпусе 1 в месте соединения с ним основания 2 неподвижного зажима. Указанные дополнительные параллелепипеды являются направляющими для подвижного 55 зажима, позволяя осуществлять перемещения в заданном продольном направлении и не допуская (за счет высокой поперечной жесткости) его поперечных перемещений.

Суммарная изгибная жесткость упругих Gaлок 18 этих параллелепипедов в направлении перемещений подвижного зажима выполнена меньшей, чем у упругих балок 8 параллелепипеда динамометра.

Устройство работает следующим образом.

В зажимах устройства закрепляют испытываемый образец XB (в виде ленточки проддльно ориентированных волокон хлопка), для чего по управляющей команде подают сжатый воздух в пневмоцилиндры 7, который воздействует на губки 3, перемещая их по направляющим штырям 4, и прижимают ленту к губкам оснований 2 и 6 зажимов. Затем включают шаговый привод

5, который на заданные углы последовательно поворачивает ходовой винт 14, воздействующий .на гайку 13. В результате продольные жесткие торцы 12 и 16 основного и дополнительных упругих параллелепипедов перемещаются. в продольном направлении (вдоль ходового винта), вместе с ними в этом же направлении смещаются жесткий торец 11 (при этом упругие балки 8 изгибаются, преимущественно в местах тонких перемычек отверстий 9) и подвижный зажим, перемещение которого вызывает растяжение испытываемого образца XB

5, Сила растяжения образца пропорциональна изгибу упругих балок 8 динамометра и вызываемому этим изгибом сжатию-растяжению тензорезисторов R>, которое преобразуется в пропорциональную величину электрического сигнала на выходе из динамометра, поступающего на регистратор 10 (коэффициент пропорциональности нагрузки величине сигнала определяют при предварительной тарировке), куда также поступают сигналы от шагового привода 15, позволяю= щие определить соответствующее перемещение подвижного зажима, т.е. удлинение образца 5, Перемещение подвижного зажима продолжают до тех пор, пока образец XB

5 не разорвется, о чем судят по спаду величины регистрируемой нагрузки, после чего привод останавливают, включают реверс и приводят систему в исходное положение.

При работе устройства дополнительные упругие параллелепипеды обеспечивают боковую устойчивость подвижной системы, т.е служат в качестве направляющих продольного перемещения.

Конструктивные особенности предложенного технического решения по сравнению с известным базовым объектом обеспечивают следующие преимущества; — повышенную точность результатов испытаний, т,к. между динамометром и испытываемым образцом нет никаких элементов, снижающих точность измерений

1803716 силы; этому способствует повышенная жесткость упругой системы динамометра по сравнению с направляющими параллелепипеда (малые деформации подвижных частей и мал ые ошибки и ри on редел ени и удлинения — заметим, что в случае необходимости поправки на деформацию динанометра могут быть определены при тарировке упругой системы); обеспечивающая также снижение мощности привода; повышенной точности упругие направляющие параллелепипеды способствуют и за счет устранения люфтов в подвижных парах "гайка-винт" при предварительном натяге в упругой системе; — упрощение конструкции, т.к. система

"зажимы-динамометр-ходовая гайка-направляющие" представляют единый блок.

Формула изобретения

Устройство для определения разрывной нагрузки и относительного удлинения хлопка-волокна, содержащее корпус с направляющими, жестко закрепленный в корпусе первый зажим для образца, установленный с возможностью перемещения по направляющим второй зажим для образца. шаговый привод перемещения второго зажима с винтовой передачей, тензометрический динамометр и регистрирующая аппаратура, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упроще5 ния конструкции, динамометр выполнен в виде основного упругого параллелепипеда со сквозным фигурным отверстием в его широких гранях, профиль которого образован двумя пересекающимися окружностями, 10 и с тензорезисторами, размещенными на его узких гранях напротив центров окружностей, второй зажим жестко соединен с одним иэ торцов параллелепипеда параллельно его узким граням, винтовая

15 передача установлена на другом торце параллелепипеда в его теле, направляющие выполнены в виде размещенных параллельно широким граням основного параллелепипеда двух дополнительных

20 упругих параллелепипедов с отверстиями в их широких гранях, жестко соединенных со стороны винтовой передачи с основным параллелепипедом и с другой стороны с корпусом, а суммарная изгибная жесткость

25 дополнительных упругих параллелепипедов меньше жесткости основного параллелепипеда.

1803716

Составитель В. Лагутин

Редактор E. Полионова Техред М, Моргентал Корректор Л. Филь

Заказ 1047 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Ф

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