УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ МАТЕРИАЛОВ В ДЕФОРМИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ
DEVICE TO DETECT PROFILE OF MATERIALS IN DEFORMED CONDITION

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения профиля поверхностей низкомодульных вязкоупругих листовых материалов легкой промышленности, а именно искусственных и натуральных кож и пр.
Известно устройство (патент 2464527) для измерения неровностей листовых вязкоупругих материалов, содержащее основание, базирующий элемент, установленный с возможностью поворота относительно своей оси, узел прижима контролируемого материала к базирующему элементу и отсчетный узел.
Недостатками известного устройства является невозможность исследовать изменение неровности поверхности и складкообразование при деформации изгиба.
Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для измерения профилей поверхностей анизотропных листовых материалов при деформации изгиба, в том числе складкообразования и отдушистости натуральной кожи.
Технический результат достигается тем, что устройство для определения профиля материалов в деформированном состоянии, содержащее основание, отсчетный узел, базирующий элемент, установленный с возможностью поворота вокруг своей оси, отличающийся тем, что базирующий элемент выполнен в виде полуцилиндра с полым полуконусом и двумя ограничительными пластинами для крепления образца; устройство содержит дополнительный отсчетный узел, закрепленный на полуцилиндре, для определения радиуса изгиба исследуемого образца, расположенный параллельно направляющей полуконуса, кроме того, основной отсчетный узел выполнен комбинированным, с возможностью перемещения вдоль оси вращения базирующего элемента, параллельно направляющей полого полуконуса, и содержит тензометрический датчик перемещений и цифровой оптический микроскоп.
Устройство (рис.1) состоит из базирующего элемента 1, выполненного в виде усеченного цилиндра с полым полуконусом, установленного на валу 2. Вал 2, находящийся на опорных стойках 3, связан посредством редуктора 4 с электродвигателем 5. На основании прибора 6 закреплена стойка 7 с подвижным кронштейном 8, датчиком перемещения 9 и цифровым микроскопом 10, которые представляют собой отсчетный узел, на полуцилиндре по направляющим полуконуса закреплены ограничители 11, 12 для фиксации образцов исследуемых материалов, один из ограничителей 12 снабжен шкалой и является дополнительным отсчетным узлом для определения радиуса закругления исследуемого образца.
Устройство работает следующим образом.
Исследуемый конусовидный образец материала 13 фиксируют с помощью ограничительных пластин 11 в полом конусе базирующего элемента 1. Визуально и при помощи микроскопа 12 оценивают качество поверхности образца, определяют радиус складкообразования. Далее поворачивают кронштейн 8 до соприкосновения щупа датчика 9 с поверхностью образца и включают электродвигатель 5, проводят трассирование материала под щупом датчика, используя показания дополнительного отсчетного узла 12, вычисляют радиус закругления образца материала. После окончания измерения выводят щуп датчика из контакта с материалом, включают реверсивный ход электродвигателя для перемещения базирующего элемента в начальное положение. После чего делают вывод об изменении поверхности материала при различной степени деформации изгиба.
Радиус изгиба материала, при котором образуются складки на материале, определяют по формуле:
м
к
R=R-2h,
м
где: R - радиус изгиба материала, вызывающий складкообразование;
к
R - радиус полого полуконуса в месте складкообразования;
h - толщина материала.
Таким образом, устройство позволяет определить неровности поверхности низкомодульных искусственных материалов в деформированном состоянии, измерить изменение тиснения материала при деформации изгиба, определить радиус складкообразования листовых материалов при изгибе, в том числе определить отдушистость натуральной кожи.
Устройство дает возможность изучать скрытые дефекты натуральной кожи, искусственных кож и других листовых искусственных материалов, определять изменение рельефа материала при деформации изгиба.
м
Например, для определения складкообразования образца натуральной кожи при деформации изгиба измеряют толщину материала, которая в данном конкретном случае составляет 1,4 мм, затем вырезают конусообразный образец материала, помещают его в полый конус и фиксируют его при помощи ограничительных пластин 11 и 12. Затем визуально и при помощи цифрового микроскопа оценивают состояние поверхности материала, перемещая цифровой микроскоп вдоль образца, закрепленного в полом конусе, на дополнительном отсчетном узле 12 определяют радиус полого конуса, при котором на поверхности материала появляются складки. В приведенном примере складки образовывались при радиусе закругления полого конуса, равном 6 мм. По этим данным вычисляют радиус складкообразования для исследуемого материала, по вышеприведенной формуле R=6 мм-2×1,4 мм=3,2 мм. Затем приводят щуп датчика 9 в контакт с поверхностью материала 13, включают электродвигатель 5, проводят трассирование поверхности и определяют стандартизованные параметры неровности поверхности, например величины выступов и впадин, шаг по выступам и среднее отклонение от базовой линии.