SU1714439A1

SU1714439A1 - Rubber testing device

Info

Publication number: SU1714439A1
Application number: SU884413042A
Authority: SU
Inventors: Сергей Вениаминович Борисов; Иосиф Зусевич Гольдштрах; Виктор Иванович Маланичев; Игорь Николаевич Черский
Original assignee: Институт Физико-Технических Проблем Севера Якутского Филиала Со Ан Ссср
Priority date: 1988-04-19
Filing date: 1988-04-19
Publication date: 1992-02-23

Abstract

Изобретение относитс к испытател^- ной технике, в частности к устройствам д/) исдытани резин. Цель изобретени - рас- Чцирение эксплуатационных возможностей устройства. Устройство дл испытани ре- Зйн содержит основание и установленные на нем термостат, стойки, нагружатель в виде закрепленного на одной из стоек с возможностью возвратно-поступательного перемещени вдоль нее рычага, шток с ща- рик^овым индентором на конце, взаимодействующий с рычагом и предназначенный дл передачи нагрузки на образец, приспо- с^облени дл уравновешивани рычага и обеспечени прсто нства нагрузки на образец, датчики силы и деформации и средство дл сн ти нагрузки с образца. 2 ил.The invention relates to a test technique, in particular to devices for testing rubber. The purpose of the invention is to calculate the operational capabilities of the device. The device for testing the re-Zin contains a base and a thermostat mounted on it, racks, a loader in the form of a lever fixed on one of the racks with the possibility of reciprocating movement along it, a rod with a ball indenter at the end, interacting with the lever and intended for transferring the load on the specimen, adjusting the balance to balance the lever and ensuring that the load is applied to the specimen, force and strain sensors and means for removing the load from the specimen. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к испытат€ 1. ной технике, в частности к устройствам дл испытани резин.This invention relates to a test technique, in particular to rubber testing devices.

Известно устройство-дл оценки прочности металлов и сплавов, в котором дл определени микротвердостй используетс оптико-механический измеритель твердости с индентором.A device is known for assessing the strength of metals and alloys, in which an optomechanical hardness tester with an indenter is used to determine microhardness.

Устройство не может быть использовано дл исследовани резин, поскольку форма и размеры отпечатка измен ютс после сн ти нагрузки.The device cannot be used for examining rubbers, since the shape and dimensions of the print change after unloading.

Известно устройство дл замера твердости резки, в котором использреан шариковый индентор, размещенный внутри прижимного кольца:,A device for measuring the hardness of cutting is known, in which a ball indenter is used, placed inside the pressure ring:

Недостатком устройства вл етс ограниченна область использовани - возможность контрол только твердости резины.The drawback of the device is its limited field of use - the ability to control only the hardness of the rubber.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл испытани резин.содержащее основание, термостат, стойки. иа1гружатель, шток, приспособлени дл уравновешивани рычага и обеспечени посто нства нагрузки на образец, датчики силы и деформаций и средство дл сн ти нагрузки с образца. Устройство позвол ет определ ть основные характеристики резин при сжатии.Closest to the present invention is a device for testing a rubber-containing base, thermostat, struts. A loader, a rod, means for balancing the lever and ensuring the constant load on the specimen, force and strain sensors and means for removing the load from the specimen. The device allows to determine the main characteristics of rubber in compression.

Недостатком известного устройства вл етс сложность его в эксплуатации. Целью изобретени вл етс расширение эксплуатационных возможностей.A disadvantage of the known device is its complexity in operation. The aim of the invention is the expansion of operational capabilities.

В устройстве дл испытани резин, содержащем основание, установленный на нем термостат, стойки, нагружатель в виде рычага с грузом, шток дл передачи нагрузки на образец, приспособление дл уравновешивани рычага, датчик силы, датчик деформации и приспособление дл обеспечени посто нства нагрузки на образец, шток дл передачи нагрузки на образец выполнен полым, приспособление дл обеспечени посто нства нагрузки на образец выполнено & виде электромагнита, св занного с рычагом и установленного между ним и электромагнитом динамометра, а устройство снабжено дополнительным штоком с индентором на конце, размещенным внутри штока дл передачи нагрузки на образец,In a rubber testing device containing a base, a thermostat mounted on it, pillars, a loading arm in the form of a lever with a load, a rod for transferring the load on the sample, a lever balancing device, a force sensor, a strain sensor and a device to ensure the constant load on the sample, the rod for transferring the load on the sample is hollow, the device for ensuring the constant load on the sample is made & an electromagnet connected to a lever and a dynamometer installed between it and an electromagnet, and the device is equipped with an additional rod with an indenter at the end placed inside the rod to transfer the load to the sample,

Предлагаемое устройство отличаетс от известного тем, что изменена конструкци штока, он выполнен полым, приспособление дл рбеспечени посто нства нагрузки на образец выполнено в виде электромагнита , св занного с рычагом и установленного между ним и электромагнитом динамометра , а устройство снабжено дополнительным штоком с индентором на конце, размещенным внутри штока дл передачи нагрузки на образец.The proposed device differs from the known one in that the stem has been redesigned, it is hollow, the device for maintaining the load on the sample is made in the form of an electromagnet connected to the lever and installed between it and the dynamometer electromagnet, and the device is equipped with an additional stem with an indenter at the end placed inside the rod to transfer the load to the sample.

На фиг. 1 представлено схематически устройство, вертикальное сечение: на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1.FIG. 1 shows a schematic of the device, a vertical section: in FIG. 2 a section A-A in FIG. 1.

Устройство содержит основание 1, на котором размещен термостат 2, в верхней части которого установлена втулка 3. На термостате 2 закреплены стойки 4 и 5, на одной из которых, например стойке 4, и вдоль нее установлена зубчата рейка 6, Электродвигатель 7 с закрепленной на нем шестерней 8 установлен на стойке 4 с возможностью перемещени вдоль нее. Шестерн - 7 кинематически св зана с зубчатой рейкой 6. Нагружатель выполнен в виде рычага 9, один конец которого шарнирно закреплен на электродвигателе 7, а другой св зан с Электромагнитом (или грузом) 10. На рычаге 9 установлен датчик II уровн , регистрирующий отклонение рычага 9 от горизонтального положени , соединенный через усилитель 12 с электродвигателем 1. По середине рычага 9 с помощью эксцентрикового зажима 13 закреплена втулка 14, на внутренней поверхности которой выполнена резьба. Во втулку 14 ввинчен шток 15, подпружиненный относительно рычага 9 винтовой пружиной 16.The device contains a base 1 on which a thermostat 2 is placed, in the upper part of which a sleeve 3 is mounted. On the thermostat 2 there are racks 4 and 5 fixed, on one of which, for example, rack 4, and a rack rail 6 installed along it, an electric motor 7 with a fixed on Gear 8 is mounted on the rack 4 with the ability to move along it. The gear wheel is 7 kinematically connected to the toothed rack 6. The loader is made in the form of a lever 9, one end of which is hinged on the electric motor 7 and the other is connected to an electromagnet (or load) 10. A lever II has a level II sensor that detects the deviation of the lever 9 from a horizontal position, connected through an amplifier 12 to an electric motor 1. A sleeve 14 is fixed in the middle of the lever 9 by means of an eccentric clamp 13, on the inner surface of which a thread is made. A rod 15 is screwed into the sleeve 14, spring-loaded relative to the lever 9 by a helical spring 16.

Свободный конец штока 15 имеет шариковый индентор 17, имеющий зозможность возвратно-поступательного перемещени вдоль оси штока. Дл устранени возникающих при вращении индентора тангенциальных усилий шариковый индентор 17 устанавливаетс в проточке штока 15 и опираетс на подшипник 19, зафиксированный упорным кольцом 20. Шток 15 расположен внутри нагружающего стержн 18 соосно с ним. Резьбовой поверхностью шток 15 взаимодействует с одним концом нагружающего стержн 18, имеющего буртик с резьбой, другой конец которого передает нагружающее усилие на испытуемый образец 21 и имеет отверстие дл прохода шарикового индентора. На стержне 18 размещен подвижный упор 22, соединенный сThe free end of the rod 15 has a ball indentor 17, which has the possibility of reciprocating movement along the axis of the rod. To eliminate the tangential forces arising during rotation of the indenter, the ball indenter 17 is installed in the bore of the rod 15 and rests on the bearing 19 fixed by the stop ring 20. The rod 15 is located inside the loading rod 18 coaxially with it. The threaded surface of the rod 15 interacts with one end of the loading rod 18 having a shoulder with a thread, the other end of which transmits the loading force to the test specimen 21 and has an opening for the passage of the ball indenter. On the rod 18 is placed a movable stop 22 connected to

гайкой 23.nut 23.

Винтова пружина 24 размещена на нагружающем стержне 18 между термостатом 2 и упором 22, св занным с датчиком 25 перемещений, установленным на термостате 2. Датчик 25 перемещений также св зан со штоком 15. На нагружающем стержне 18 закреплен датчик 26 силы. На конце рычага 9 установ/iT и с возможностью взаимодействи со стойкой 5 фиксатор 27. Дл контрол The screw spring 24 is located on the loading rod 18 between the thermostat 2 and the stop 22 connected to the displacement sensor 25 mounted on the thermostat 2. The displacement sensor 25 is also connected to the stem 15. A force sensor 26 is fixed on the loading rod 18. At the end of the lever 9 set / iT and with the ability to interact with the rack 5 latch 27. For controlling

нагрузки между рычагом 9 и электромагнитом 10 установлен динамометр 28.load between the lever 9 and the electromagnet 10 is installed dynamometer 28.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При определении твердости резины вIn determining the hardness of rubber in

соответствии с/требовани ми ГОСТа образец 21, нагретый или охлажденный до заданной температуры, нагружают через рычаг 9 требуемой обжимающей нагрузкой (8,5 ± 1,5 Н) вокруг точки измерени .in accordance with GOST requirements, sample 21, heated or cooled to a predetermined temperature, is loaded through lever 9 with a required crimp load (8.5 ± 1.5 N) around the measurement point.

Первоначально шарик индентора установлен заподлицо с тррцом нагружающего стержн 18, т.е. наличие его практически не вносит погрешности в измерение деформационных характеристик резин. Ввинчива Initially, the ball of the indenter is mounted flush with the spindle of the loading rod 18; its presence practically does not introduce errors into the measurement of the deformation characteristics of rubber. Screwed

шток 15 в втулку 14, внедр ют шариковый индентор 17 в образец 21. Поскольку резьба на внутренних поверхност х втулки 14 и нагружающего стержн 18 одинакова, то при вращени х штока 15 рассто ние между рычагом 9 и нагружающим стержнем 18 не мен етс , т.е. система рычаг-шток-стержень находитс в квазистационарном состо нии и не зависит от вращени штока 15. Рабоча нагрузка на индентор 17 при определенииthe rod 15 is inserted into the sleeve 14 and the ball indenter 17 is inserted into the sample 21. Since the threads on the inner surfaces of the sleeve 14 and the loading rod 18 are the same, when the rod 15 rotates, the distance between the lever 9 and the loading rod 18 does not change, t. e. The lever-rod-rod system is in a quasi-stationary state and does not depend on the rotation of the rod 15. The operating load on the indenter 17 when determining

твердости задаетс ГОСТом (5,5 ± 0,01 Н). При внедрении индентора в образец 21 падает величина обжимающего усили нагружающего стержн 18 вследствие отжимани его от образца штоком 15,hardness is set by state standard (5.5 ± 0.01 N). When the indenter is inserted into the sample 21, the amount of the clamping force of the loading rod 18 drops due to its pressing out from the sample by the rod 15,

Компенсируют падение обжимающего усиЛИЯ увеличением усили нагрузки электромагнита 18 так, что разность показаний динамометра 28 и датчика 26 силы все врем равна величине, заданной ГОСТомCompensate for the drop in crimping force by increasing the load force of the electromagnet 18 so that the difference between the readings of the dynamometer 28 and the force sensor 26 is all the time equal to the value specified by GOST

(20403-75), 5,5 ±0,01 Н. Количественное значение твердости резины определ ют по глубине внедрени шарико.вого индентора под заданной нагрузкой (5,5 ± 0,01 Н) в образец , т.е. по перемещению штока 15, что фиксирует датчик 25 перемещений.(20403-75), 5.5 ± 0.01 N. The quantitative value of the rubber hardness is determined by the depth of insertion of the ball indenter under a given load (5.5 ± 0.01 N) into the sample, i.e. on the movement of the rod 15, which captures the sensor 25 movements.

Claims

Invention Formula

A rubber testing device containing a base, a thermostat mounted on it, pillars, a loading arm in the form of a lever with a load, a rod, transferring the load on the sample, a lever balancing device, a force sensor, a strain sensor, and a device to ensure constant load on the sample. so that, in order to expand operational capabilities, the rod for transferring the load on the sample is made in a hollow manner, the device for ensuring the constant load on the sample is made in the form of an electromagnet, connected with a lever, and a dynamometer installed between it and an electromagnet, and the device is equipped

0 with an additional rod with an indenter at the end placed inside the rod to transfer the load on the sample.

4Fig. t

IS