УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ЛЕГКОДЕФОРМИРУЕМЫХ ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН
DEVICE FOR MEASURING LONGITUDINAL AND TRANSVERSE DEFORMATION OF EASILY DEFORMED KNITTED FABRICS

Изобретение относится к приборостроению для легкой и текстильной промышленности и предназначено для исследования свойств легкодеформируемых высокоэластичных материалов, преимущественно трикотажных полотен.
Известно устройство для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов (пат. РФ №2354931, опубл. 2009.05.10), которое содержит механизм задания нагружения и продольной деформации, шкалы нагружения и продольной деформации, датчик измерения, выполненный в виде компьютерной мыши, жестко соединенной со стрелкой-расправителем спиралевидной кромки, находящейся в постоянном контакте с поверхностью образца, регистрирующий блок, включающий персональный компьютер и блок сопряжения. Недостатками известного устройства являются погрешность измерения поперечной деформации, обусловленная произвольным отклонением стрелки-расправителя кольцеобразной кромки от линии, перпендикулярной оси образца и неточностью ее установки на исходную позицию, а также невозможность одновременного измерения продольной деформации.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для измерения продольной и поперечной деформации легкодеформируемых волокнистых, в том числе трикотажных, материалов (пат. РФ №2429448, опубл. 2011.09.20), включающее платформу для размещения стола с испытуемым образцом, механизм задания нагружения и продольной деформации с винтовым приводом, стрелку-расправитель образующейся на образце при его продольном нагружении спиралеобразной кромки, снабженную средствами, обеспечивающими возможность ее поперечного и продольного движения относительно испытуемого образца в виде каретки с встроенным зубчатым реечным механизмом, а также регистрирующий блок с процессором, выполненный с возможностью преобразования величины перемещения стрелки-расправителя спиралевидной кромки в значения деформации.
Недостатком этого устройства является конструктивная сложность вследствие наличия каретки с встроенным зубчатым реечным механизмом, а также технологическая сложность, обусловленная двухступенчатой процедурой измерительных действий, требующей последовательного определения сначала продольных, а затем поперечных деформаций, что вносит дополнительные погрешности в результаты измерений.
Задачей изобретения является создание устройства для измерения продольной и поперечной деформации легкодеформируемых высокоэластичных материалов, преимущественно трикотажных полотен, обеспечивающего возможность получения всех показателей деформационного состояния исследуемого материала одновременно и с высокой точностью.
Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции устройства и обеспечении процедуры измерения продольных и поперечных деформаций легкодеформируемых трикотажных полотен в одну стадию при одновременном повышении точности измерения.
Указанный технический результат обеспечивается устройством для измерения продольной и поперечной деформации легкодеформируемых трикотажных полотен, содержащим систему зажимов образца, механизм задания нагружения и продольной деформации с винтовым приводом, стрелку-расправитель спиралеобразной кромки деформированного образца со средствами, обеспечивающими возможность ее продольного и поперечного перемещения, регистрирующий блок с процессором, которое, в отличие от известного, дополнительно снабжено web-камерой, связанной линией передачи оптического сигнала с процессором и выполненной с возможностью одновременного сканирования значений прилагаемого нагружения на оцифрованной шкале и величины поперечного и продольного перемещения стрелки-расправителя, при этом средства, обеспечивающие возможность продольного и поперечного движения стрелки-расправителя, выполнены в виде каретки, снабженной пятизвенным рычажным механизмом.
Устройство, показанное на чертеже, содержит платформу 1, монтажный стол 2, выполненный с возможностью установки и сохранения строго горизонтального положения (непровисания) образца при его деформации, на котором смонтированы зажимы 3 и 4 образца с реперными метками 5, и винтовую передачу 6.
Винтовая передача 6 посредством действия упругих элементов 7 обеспечивает образцу продольную деформацию посредством нагружения, задаваемого на мерной шкале 8.
В состав устройства также входит процессор 9, предназначенный для расчета численных значений деформационных параметров на основе проведенных измерений, и связанная с процессором 9 линией передачи оптического сигнала (на чертеже не показана) web-камера 10, закрепленная на стойке 11 с возможностью настройки ее положения относительно поверхности монтажного стола 2, которая предназначена для оптического сканирования величины нагружения и величины перемещения относительно первоначально выбранного базового положения стрелки-расправителя 12 спиралевидной кромки деформированного образца.
Стрелка-расправитель 12, обеспечивающая при движении в контакте с поверхностью исследуемого образца расправление образующейся в результате его продольной и поперечной деформации спиралевидной кромки, посредством рычага 13 связана с ползушкой 14 пятизвенного рычажного механизма 15, которым снабжена каретка 16, установленная на направляющих салазках 17 боковины платформы 1 с возможностью продольного перемещения относительно монтажного стола 2.
Устройство работает следующим образом.
После ввода исходных данных (исходные параметры образца, вид, волокнистый состав материала и т.д.) в память процессора 9 и закрепления образца 18 по условию совпадения нанесенной на нем базовой (нулевой) линии (оси симметрии образца или другой линии, смещенной параллельно ей, условно принимаемой за линию отсчета) с реперными метками 5 зажимов 3 и 4 осуществляют установку стрелки-расправителя 12 спиралевидной кромки 19 в базовое (нулевое) положение поперечной деформации.
Для установки стрелки-расправителя 12 в базовое положение поперечной деформации выставляют необходимую длину рычага 13, который обеспечивает ее поперечное перемещение при помощи пятизвенного рычажного механизма 15. Продольное перемещение каретки 16 при нагружении образца происходит по направляющим 17.
Посредством винтовой передачи 6 и зажимов 3 и 4 осуществляют нагружение образца 18 на заданную величину по оцифрованной шкале 8 или перемещение зажима 3 на заданную величину продольной деформации.
Реперные метки 5 обеспечивают позиционирование исследуемого образца и позволяют по записи данных оптической съемки web-камерой 10 на основе величины перемещения стрелки-расправителя 12 с помощью программных средств рассчитать полученные в результате нагружения двухкоординатные деформационные параметры.
Для получения результата фиксируют положение стрелки-расправителя 12 относительно осевой линии, затем образец 18 нагружают через упругие элементы 7 с помощью винтовой передачи 6 на заданную величину. Считанная web-камерой 10 информация по линии передачи оптического сигнала поступает в процессор 9, где производится расчет деформационных параметров (значений поперечной и продольной деформации образца, а также коэффициента сужения и условного коэффициента Пуассона) по заданным алгоритмам, заложенным в память компьютера.