ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ РАЗРЫВНЫХ МАШИН

 

Полуцикловые характеристики материалов при одноосном растяжении определяют на разрывной машине (динамометре). В зависимости от формы испытываемой пробы материала различают следующие методы испытаний:

стрип (рис. 4.2, а) — поперечные размеры элементарной пробы 7 меньше ширины зажимов 2 динамометра;

граб (рис. 4.2, б) — поперечные размеры больше ширины зажимов;

полуграб (рис. 4.2, в) — смешанный метод.

Показатели свойств материалов при одноосном растяжении определяют на разрывных машинах с постоянной скоростью опускания нижнего зажима, с постоянной скоростью возрастания нагрузки и с постоянной скоростью деформирования.

Рис. 4.2. Методы закрепления проб материалов в зажимах разрывных машин при одноосном растяжении: а - стрип: 1 - проба элементарная; 2 - зажимы; б - граб; в –полуграб.

При стандартных испытаниях материалов легкой промышленности применяют разрывные машины маятникового типа РТ-250М-2, РМ-3-1, РМ-30-1, ИР-574-3 и др. (рис. 4.3).

Разрывные машины данного типа состоят из силоизмерителя (измерение силы в испытываемой элементарной пробе материала осуществляется по углу отклонения маятника от вертикального положения), приводной станции и рабочих органов (зажимов), соединенных с маятником и приводной станцией.

Методика работы на разрывной машине РТ-250М-2. Разрывную машину подключают к источнику электропитания. Перед заправкой элементарной пробы верхний зажим фиксируют неподвижно во втулке с помощью арретира 15. Устанавливают требуемое расстояние между

 

зажимами 16 и 21. Для этого вынимают шпильку, соединяющую подвижный шток 24 и втулку 25. На боковой поверхности подвижного штока 24 имеются отверстия, расположенные на расстоянии 50 мм относительно друг друга.

Рис. 4.3. Схема разрывной машины РТ-250М-2: 1 - электродвигатель; 2 – направляя-ющая; 3 - груз; 4 - маятник; 5 - грузик; 6- зубчатая рейка; 7- зубчатое колесо; 8 - силоизмеритель; 9 - ведущая стрелка; 10 - контрольная стрелка; 11 - масляный амортизатор; 12 - грузо-вой рычаг; 13, 14 - звенья коррек-тирующего устройства; 15 - арретир; 16, 21 - зажимы; 17 - измеритель абсолютной деформации; 18 - зубчатое колесо; 19 - указатель; 20 - проба; 22 - устройство для предварительного натяжения; 23- зубчатая рейка; 24 - подвижный шток; 25 - втулка; 26 - винт; 27 – червячный редуктор; 28 - муфта

Поднимая или опуская подвижный шток 24 относительно втулки 25, устанавливают требуемое расстояние между зажимами, которое должно соответствовать длине рабочей части элементарной пробы, и при помощи шпильки соединяют подвижный шток 24 с втулкой 25.

Установив требуемое расстояние, элементарную пробу 20 испытываемого материала заправляют в губки сначала верхнего зажима 16, а затем нижнего зажима 21 разрывной машины.

Элементарную пробу устанавливают в зажимах лицевой стороной к испытателю, строго посередине и без перекосов. При помощи винтов, установленных на зажимах, фиксируют элементарную пробу в верхнем, а затем в нижнем зажиме. В том случае, если элементарной пробе необходимо создать предварительное напряжение, верхний конец пробы фиксируют в верхнем зажиме, а нижний конец после пропускания между губок нижнего зажима 21 помещают на устройстве для предварительного натяжения 22.К нижнему концу подвешивают калиброванный груз для создания предварительного напряжения, фиксируют элементарную пробу в нижнем зажиме, после чего снимают груз.

После заправки элементарной пробы арретиром 15 проводят разблокировку верхнего зажима 16. Шкалу силоизмерителя 8 при помощи ручки, установленной на панели прибора, вращают так, чтобы стрелки 9 и 10 (ведущая и контрольная) были установлены относительно нулевого значения силы. На измерителе абсолютной деформации 17 при помощи вращения шкалы устанавливают нулевое значение деформации относительно ведущей стрелки 19.

Шкала для измерения силы имеет три пояса: А — от 0 до 50 даН с ценой деления 0, 1 даН; Б — от 0 до 100 даН с ценой деления 0, 2 даН; В — от 0 до 250 даН с ценой деления 0, 5 даН. При работе на втором и третьем поясах на маятник 4 добавляют грузы 3 с соответствующей маркировкой. Выбор шкалы измерения усилия зависит от вида материала.

Скорость перемещения нижнего зажима регулируют от 25 до 250 мм/мин путем изменения силы электрического тока на роторе электродвигателя. Установление требуемой скорости осуществляют путем вращения реохорда, установленного на лицевой панели прибора.

Растяжение элементарной пробы осуществляют за счет опускания нижнего зажима с постоянной скоростью. Для этого нажимают на панели прибора кнопку «Вниз». При нажатии кнопки включается электродвигатель и нижний зажим 21 начнет опускаться. Электродвигатель 1 через муфту 28 приводит в движение червячный редуктор 27, к которому подсоединен винт 26, входящий в резьбовое соединение со втулкой 25. Движение втулки 25 происходит по направляющей 2.

Включая кнопки на панели управления разрывной машины «Вниз» или « Вверх », изменяют направление постоянного электрического тока в цепи электродвигателя и, следовательно, направление вращения ротора электродвигателя и винта 26. Вращаясь в том или ином направлении, винт 26 перемещает шток 24 вниз или вверх по направляющей 2. Для экстренного останова движения нижнего зажима на панели предусмотрена кнопка « Стоп ».

Усилие Р, прилагаемое для растяжения элементарной пробы, измеряют маятниковым силоизмерителем. Проба материала 20, деформируясь, перемещает верхний зажим 16, который поворачивает грузовой рычаг 12, соединенный неподвижно с маятником 4. Поворот рычага 12 приводит к отклонению маятника на некоторый угол φ. Связь между углом отклонения маятника и усилием, прилагаемым для растяжения пробы материала, выражается зависимостью:

 

Р= QR tg φ /r,

где Q — приведенный вес маятника; R — плечо маятника при отклонении его на угол ф; r — плечо грузового рычага.

Отклоняясь от положения равновесия, маятник перемещает зубчатую рейку 6 и поворачивает зубчатое колесо 7.

На оси зубчатого колеса закреплена ведущая 9 и контрольная 10 стрелки, с помощью которых на шкале силоизмерителя 8 фиксируется усилие, действующее на пробу материала. При разрыве пробы маятник возвращается в исходное положение, а под действием грузика 5 - на нулевое деление шкалы силоизмерителя 8. Контрольная ведущая стрелка 10 остается в момент разрушения материала на месте и фиксирует значение силы. Для плавного движения маятника машина снабжена масляным амортизатором 11, шток которого соединен с грузовым рычагом 12. Удлинение пробы измеряют по шкале измерителя абсолютной деформации 17 в миллиметрах.

Шкалу приводит в движение зубчатое колесо 18, соединенное с зубчатой рейкой 23, которая соединена со втулкой 25. Указатель 19 соединен с корректирующим устройством, включающим звенья 13 и 14, и рычагом 12. При отклонении маятника от вертикального положения корректирующее устройство поворачивает указатель по направлению перемещения шкалы измерителя абсолютной деформации 17 на величину, равную перемещению верхнего зажима. Разрывная машина РТ-250М-2 снабжена механизмом автоматического останова при разрыве пробы.

Отметив значения усилия и абсолютное удлинение при разрыве нажатием кнопки « Вверх », верхний зажим возвращают в исходное положение.

Разрывная машина ИР-574-3 конструктивно аналогична машине РТ-250М-2, но максимальное измеряемое усилие составляет 3000 Н, а скорость движения нижнего зажима — до 500 мм/мин.

Испытания мягких искусственных кож проводят в соответствии с ГОСТ 17316—71 на образцах прямоугольной формы. Образцы вырезают из материала в продольном и поперечном направлениях.

Размер образца зависит от свойств материала и должен быть указан в стандартах или технических условиях на материал.

Минимальные размеры образца составляют 25 х 220, 55 х 220, 55x320 мм, размеры рабочего участка — соответственно 20 х 100, 50 х 100 и 50 х 200 мм.

Ширину вырезанных образцов доводят до 20 или 50 мм путем удаления нитей вдоль длины образца с обеих его сторон. Если удалить нити трудно, образцы вырезают строго по направлению нитей с шириной рабочей части 20 или 50 мм.

Число вырезанных параллельных образцов для испытания указывается в стандартах или технических условиях на искусственную кожу. Если таких указаний нет, для испытания берут два образца в продольном и три образца в поперечном направлениях.

После вырезания образцы маркируют и кондиционируют. Перед испытанием у каждого образца в пяти точках измеряют толщину рабочей части и вычисляют среднеарифметическое значение. Результаты измерений и вычислений заносят в табличную форму 4.1.

Образцы искусственных кож испытывают с предварительным натяжением. Для этого после заправки и фиксации верхнего конца образца в верхнем зажиме разрывной машины (рис. 4.3) нижний конец образца пропускают через губки нижнего зажима устройства для предварительного натяжения и подвешивают груз предварительного натяжения массой 0, 2 кг при ширине образца 20 мм и 0, 5 кг при ширине образца 50 мм, после чего образец зажимают в нижнем зажиме разрывной машины и снимают груз предвари­тельного напряжения. Скорость опускания нижнего зажима при испытании должна составлять 100 мм/мин.

В процессе растяжения образца следят за показаниями шкал нагрузки и удлинения и определяют их значения в момент разрыва образца или в момент разрушения текстильной основы.

Если увеличение нагрузки прекращается до наступления видимого разрушения образца, показания с силоизмерителя разрывной машины снимают в момент прекращения увеличения нагрузки и испытание прекращают.

Испытания мягких искусственных кож рекомендуется проводить с записью диаграммы растяжения. В том случае, если машина не снабжена записывающим устройством, диаграмму растяжения строят по точкам, исходя из значений Р и .

Для искусственных кож кроме величин Р*, * и ɛ * для продольного и поперечного направлений при растяжении определяют D_y, Е_у, A_r, A_v, А_т и коэффициент равномерности к_р, которые вычисляют по соответствующим формулам (см. выше).

Для искусственных кож на тканевой основе условную жесткость при растяжении определяют при деформации образца

ɛ _у = 100(0, 75 ^*/ℓ )

и вычисляют по формуле (4.13).

Если основа искусственных кож нетканая, условную жесткость D_y определяют при напряжении σ = 5 МПа, т. е. при нагрузке Р_у = 0, 5F. Для этого из диаграммы растяжения находят при соответствующем значении Р_у величину Δ ℓ _у для расчета ɛ _у, а затем по формуле (4.13) вычисляют D_y, а по формуле (4.11) - условный модуль упругости Е_у.

Форма 4.1

Мате­ риал

Номер образца

Направление выкраивания образца

Толщина h, (мм) образца под номером

h, мм

Fср, мм2

Р, даН

Δ ℓ, мм

Р*, даН

ɛ *, %

Продолжение формы 4.1

σ *, МПа

Ру, даН

Δ ℓ у, мм

ɛ у, %

Dy, даН

Еу, МПа

Δ ℓ А, мм

ɛ А, %

п

А

Ar, Дж

V, м3

Аv, Дж/м3

m, кг

Am, Дж/кг

kp

 

Коэффициент растяжимости А и показатель степени п рассчитывают по формулам (4.8) и (4.9). Промежуточные результаты и среднеарифметические показатели заносят в табличную форму 4.1.

Вывод: Оценить соответствие испытываемо материала нормативным требованиям стандартов, и определить области его применения в производстве одежды.

 

Вопросы для самоподготовки

1. Что такое механические свойства и их классификация?

2. Какие виды разрывных машин применяют для испытания искусственной кожи на растяжение. Каковы схема маятниковой и принцип работы разрывной машины?

3. Как измеряются нагрузка и удлинение в маятниковых разрывных машинах типа РТ-250М-2?

4. Какие относительные и абсолютные характеристики механических свойств при одноосном растяжении вы знаете?

5. Какие характеристики равномерности (изотропности) механических свойств вы знаете и как они определяются?

6. Чем характеризуются энергетические свойства искож при полуцикловых испытаниях?

7. Чем характеризуются упругие свойства материалов при полуцикловых испытаниях?

8. Какой зависимостью можно описать связь между силой и удлинением искусственной кожи?

9. Каковы основные показатели кожи при одноосном растяжении?

10. Каковы форма и размер образцов для проведения испытаний мягких искусственных кож?

11. Сколько образцов испытывают в продольном и поперечном направлениях?

12. От чего зависит величина предварительного натяжения образцов при их испытании?

13. В чем различие методик в определении условной жесткости мягких искусственных кож на тканой и нетканой основах?

 

Лабораторная работа 5

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: