устройство для определения деформационных показателей меха

Формула изобретения

Устройство для определения деформационных показателей волосяного покрова меха, содержащее металлическое основание с размещенным образцом меха, платформу, устанавливаемую на верхнюю часть исследуемого образца меха, приспособление для задания деформации, выполненное в виде двух сменных постоянных магнитов, которые закрепляются к верхней плоскости платформы и силовой катушки, подключенной к генератору стандартных сигналов с возможностью изменения частоты сигналов, а приспособление для регистрации деформации выполнено в виде лазерного излучателя, световой поток которого перекрывается магнитом, и фотоприемника, который подключен к цифровому вольтметру переменного тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для определения деформационных показателей меха.

Важным показателем, определяющим время и удобство эксплуатации, теплоизолирующую способность и эстетичный вид меховых изделий, является упругость меха. Существующие нормативно-технические нормы в области стандартизации меховых изделий не предусматривают объективных методов определения и оценки показателей упругих свойств меха. Применяющиеся в исследованиях различные методы определения упругости волосяного покрова исключают возможность сохранения результатов испытаний, что является серьезным препятствием решения вопросов, связанных с улучшением технологии меха.

Известен способ определения деформационных показателей меха ["Новое в меховом производстве", ОАО "НИИМП", М., 2003, стр.81-84], в котором для характеристики деформационных свойств используют коэффициент упругости, устанавливающий соотношение между внутренней энергией волосяного покрова, проявляющейся в процессе восстановления и работы внешних сил на его сжатие, который определяется в три приема. Сначала измеряется толщина меха при давлении 49 Па, затем измеряют толщину меха при давлении 6800 Па, спустя 60 минут после воздействия нагрузки. Третье измерение толщины меха производят после разгрузки в течение 30 секунд. Коэффициент упругости меха определяется по формуле

Недостатком известного решения является недостаточная точность и достоверность измерений.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для определения деформационных свойств волосяного покрова меха, которое содержит приспособление для задания силового воздействия на волосяной покров меха и приспособление для измерения величины деформации. Причем узел для задания силового воздействия выполнен в виде вибратора с малой амплитудой колебаний, а в качестве индикатора деформации использован стрелочный микрометр с нагрузочной площадкой. Расчет коэффициента жесткости осуществляют по известной формуле (1) [см. БОГДАНОВ Н.В. Оценка деформационных свойств волосяного покрова при сжатии. Москва. - Меха мира. 2005, №3 (35), с.50-51].

Недостатком известного устройства является значительная продолжительность проводимых испытаний, недостаточная точность и достоверность измерений.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности определения коэффициента упругости и расширение возможностей получения других деформационных показателей волосяного покрова меха.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения деформационных показателей волосяного покрова меха содержит металлическое основание с размещенным образцом меха, платформу, устанавливаемую на верхнюю часть исследуемого образца меха, приспособление для задания деформации, выполненное в виде двух сменных постоянных магнитов, которые закрепляются к верхней плоскости платформы и силовой катушки, подключенной к генератору стандартных сигналов с возможностью изменения частоты сигналов, приспособление для регистрации деформации выполнено в виде лазерного излучателя, световой поток которого перекрывается магнитом, и фотоприемника, который подключен к цифровому вольтметру переменного тока.

Блок-схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1. На массивном металлическом основании 1 размещается исследуемый образец меха 2. На верхнюю часть исследуемого образца меха 2 устанавливается платформа 3, выполненная из органического стекла, к которой по верхней плоскости закреплен постоянный магнит 4. Постоянный магнит 4 выполнен из легкого ферромагнитного материала в виде цилиндра диаметром 8 мм.

Выше постоянного магнита 4 размещена силовая катушка 5, которая содержит ферритовый сердечник с обмоткой. Силовая катушка 5 подключена к генератору 6 стандартных сигналов ГЗ-110. Частота сигналов задающего генератора может изменяться с дискретностью 0,01 герца в диапазоне от 0 до 300 герц. Регистрирующая часть устройства состоит из лазерного излучателя 8 и фотоприемника 7, который подключен к цифровому вольтметру 10 переменного тока. В статическом положении постоянный магнит 4 полностью перекрывает своей боковой поверхностью световой поток лазерного излучателя 8, выполненного в виде лазерной указки.

Работа устройства.

При включении генератора стандартных сигналов 6 по силовой катушке 5 протекает переменный ток. При этом в торцевой части катушки 5, обращенной к плоскости постоянного магнита 4, возникает переменное магнитное поле, направление которого изменяется в полном соответствии с частотой сигнала задающего генератора. Образец меха 2 вместе с платформой 3 и постоянным магнитом 4 представляют собой колебательную систему с определенной собственной резонансной частотой ₀. Из проведенных экспериментов оказалось, чем жестче волосяной покров меха, тем выше резонансная частота ₀ колебательной системы. Таким образом, за счет взаимодействия переменного магнитного поля со стороны силовой катушки и магнитного поля постоянного магнита будут возникать синусоидально изменяющиеся переменные по направлению силовые воздействия. При изменении частоты сигнала задающего генератора в определенном диапазоне частот, наблюдалось сначала увеличение амплитуды колебаний вплоть до значения собственной частоты механической системы мех - платформа - магнит, а затем спад амплитуды. С помощью установки снимались амплитудно-частотные характеристики волосяного покрова меха. Если большую суммарную массу платформы и постоянного магнита заменить на такую же конструкцию с меньшей суммарной массой, которая нам известна, можно получить для того же топографического участка меха амплитудно-частотную характеристику со сдвигом резонансной частоты в большую сторону. Это позволяет нам рассчитать величину распределенной массы колеблющегося под платформой меха по формуле

где m₁ - обобщенная масса магнита и платформы, по величине которой была получена первая резонансная кривая;

m₂ - обобщенная масса магнита и платформы по которой получена вторая резонансная кривая;

₀₁ - резонансная частота первой резонансной кривой, ₀₂ - для второй резонансной кривой.

Рассчитав величину распределенной массы колеблющегося под платформой меха, согласно известной теории колебаний вязкоупругих тел с одной степенью свободы, можно рассчитать следующие деформационные показатели меха:

1. Величину добротности Q, определяющую сочетание упругих и вязких свойств меха.

2. Коэффициент вязкого трения r, который показывает величину интегрального значения сил трения, которые возникают за счет трения друг об друга отдельных волос и сил трения, возникающих на молекулярном уровне.

3. Коэффициент жесткости К, который определяет степень упругости меха.

4. Время релаксации , который показывает время, за которое амплитуда деформации для данного материала изменится в е раз.

А также другие деформационные показатели.

Точность измерений деформационных показателей меха повышена за счет применения генератора стандартных сигналов с дискретным и малым по величине шагом изменения его частоты и датчика, фиксирующего малые изменения амплитуды деформации образца.

Исходные и рассчитанные деформационные показатели для 6 образцов меха представлены в таблице 1, а пример резонансных кривых для образца меха №5 показан на фиг.2.

Отличие устройства по сравнению с прототипом заключается в иной форме выполнения приспособления для задания образцу меха деформации и приспособления для регистрации этой деформации.

Таблица I.
N обр.	, Гц		, Гц	Q		, сек-1	r, Па с	m×10-3, кг	К, Н/м	, сек
1	33	207,2	31,6	1,04	3,01	99,2	0,83	4,2	178,6	0,01
2	37	232,4	29,0	1,23	2,55	94,2	1,06	5,6	303,2	0,01
3	38	238,6	24,0	1,58	1,98	75,4	0,55	3,7	209,2	0,01
4	39	244,9	22,6	1,73	1,82	71,0	0,56	4.0	238,6	0,01
5	50	314,0	28,0	1,79	1,76	87,9	0,62	3,5	347,2	0,01
6	50	314,0	28,4	1,76	1,78	89,2	0,63	3,5	347,2	0,01