Конусты пластометрде ығысудың қасиеттерін анықтау

Қазақстан Республикасының ауыл шаруашылығы министрлігі

КЕАҚ “Қазақ ұлттық аграрлық университеті”

“Зооинженерия және тағам өндірісінің технологиясы және қауіпсіздігі” кафедрасы

Реферат Nº1

“ Тағам массаларының реология негіздері” пәнінен

Тақырыбы: Конусты пластометрде ығысудың қасиеттерін анықтау

Алматы 2024 жыл

КІРІСПЕ

 Пластикалық және тиімді тұтқырлықпен салыстырғанда шекті кернеуі технологиялық (ылғалдылық, майлылық, температура, процестің ұзақтығы және т.б.) және механикалық (ұсақтау дәрежесі, қысым, діріл және т. б.) факторлардың өзгеруіне өте сезімтал. Сондықтан өнімнің маңызды сапалық сипаттамасын – консистенцияны бағалау үшін шектівигысу кернеуін қолдануға болады. Шекті ығысу кернеуін өлшеу үшін ең перспективалы аспаптар болып табылады, олардың принципі зерттелетін өнімге белгілі бір пішін мен өлшемді денені енгізу әдісіне негізделген.

 Пенетрация дегеніміз - жартылай қатты және қатты өнімдердің құрылымдық-механикалық сипаттамаларын өлшеу әдісі, өнімнің белгілі бір уақыт ішінде инденторлардың (конус, доп, ине, цилиндр) енуіне қарсылығын анықтау арқылы қатаң анықталған мөлшері, массасы және материалы. Осы принцип бойынша жұмыс істейтін құрылғылар пенетрометрлер деп аталады. Өлшенетін және бекітілген шамалар бойынша олар үш топқа бөлінеді:

 - тұрақты ену күшімен F (бұл кезде ену тереңдігі анықталады h);

 - тұрақты батыру тереңдігімен h (F күші өлшенеді);

 - тұрақты сүңгу жылдамдығымен (сүңгу тереңдігіне байланысты күш тіркеледі).

 Конустық пластометрлердің идеясы - тік күштің әсерінен конустың материалға батыру тереңдігінің шамасы бойынша материалдың ығысудың шекті кернеуін анықтауға болады.

 ІІ. НЕГІЗГІ БӨЛІМ

 2.1. Пластометр

 Пластометр – термосеттердің вископластикалық қасиеттерін және қатаю жылдамдығын өлшеуге арналған құрылғы.

 Өлшеу құралдары – пластометрлер – әмбебап және кернеулер мен деформациялардың кең ауқымын алуға мүмкіндік береді. Олар дизайнда салыстырмалы түрде қарапайым және жеке кезеңдерді де, бүкіл өңдеу процесін де физикалық имитациялау мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Термосеттік пластмассадан жасалған бұйымдарды өндіру әдетте жоғары қысымды, температураны және ығысу жылдамдығын пайдалануды көздейді, сондықтан негізгі технологиялық қасиеттер туралы объективті ақпарат алу тек өндіріске жақын жағдайларда сынау кезінде мүмкін болады;

 Кішігірім конструкциялық айырмашылықтары бар PNR, PVR және Polymer R-1 айналмалы пластометрлері осы талаптарға толығымен сәйкес келеді. Барлық құрылғылардың жұмысы тұрақты қысымда, температурада және деформация жылдамдығында қалыптың екі коаксиалды сфероцилиндрлік беттері арасындағы тар саңылаудағы термо-пластикалық үлгінің деформациясы кезінде айналу моментін өлшеуге негізделген. Полимер R-1 пластометрінің жұмыс блогы қалып түрінде жасалған, оның конструктивтік бөлігіне пуансон, матрица және қыздырылған торда орналасқан ротор кіреді.

 Дисперсті жүйелердегі конусты пластометрлер шекті кернеуін анықтау үшін Ребиндер жасаған конустық пластометр әдісі білімнің әртүрлі салаларында кеңінен қолданылды. Ол жүктеме әсерінен берілген жүйеге конусты батыру кинетикасын өлшеуден тұрады. Әдіс идеясы өте қарапайым: жүктің әсерінен 30° ашылу бұрышы бар металл ұшы зерттелетін топыраққа енгізіледі, құрылғы шкаласы бойынша конустың батыру тереңдігі анықталады және формула бойынша (XVI.22) кг/см2-де Рм ығысудың шекті кернеуі есептеледі.

 Л. п. Абрукова көптеген эксперименттік жұмыстардың нәтижесінде келесі әдісті ұсынады: 1 мм тесіктері бар електен өткізілген топырақ үлгісінен тәжірибе шарттарына сәйкес келетін белгілі бір концентрациядағы паста дайындалады. Паста диаметрі мен биіктігі 5 см болатын цилиндрге салынып, құрылымды қалыптастыру үшін бір тәулікке су буымен қаныққан эксикаторға қойылады. Бір күннен кейін Ребиндер конустық пластометрінің көмегімен ең кіші жүктемелерден бастап максималды конустың биіктігіне дейін біртіндеп жүктеме кезінде ығысудың шекті кернеуі анықталады.

 2.2. Құрылымы:

 Дисперсті орталардың реологиялық параметрлерін анықтауға арналған конустық пластометр, оның негізі, күш сенсорының серпімді элементіне тігінен төмен қаратып бекітілген конус, зерттелетін үлгісі бар тостағанша, қозғалтқыш және редуктор, мақсатымен ерекшеленетін өлшеу дәлдігін арттыру үшін оның құрамында конусқа бекітілген өзек, тісті рельсі бар қуыс шпиндель, қозғалыс сенсоры, салыстыру құрылғысы, электронды бағдарламалық зонд, күшейткіш, өзін-өзі жазғыш және негізге тік бекітілген тіреу бар, конус өзек пен серпімді элемент арқылы электр қозғалтқышына беріліс қорабы арқылы қосылған қуыс шпиндельге бекітілген, күш сенсоры бір ұшымен шпиндельге, ал екінші ұшымен өзекке, қозғалыс сенсоры бір ұшымен өзекке, ал екінші ұшымен Тік тірек пен тостаған негізі арқылы қосылады.зерттеу үлгісімен және қозғалыс сенсоры мен бағдарламалық құрал сенсорының кірістері күшейткіш арқылы шығысы электр қозғалтқышына қосылған салыстыру құрылғысына қосылған, ал өзін-өзі жазу құрылғысы күшейткіш сенсорының шығысына қосылған.

 Жұмыс істеу принципі, механизмі.

 Ребиндер конустық пластометрінің жұмыс принципі есептеу схемасынан айқын көрінеді . Конустық индентор P күшімен сыналатын ортаға енгізіледі және осы күш пен ортаның ішкі қарсылық күштерінің әсерінен тепе-теңдікке жетеді. Конусты енгізу тереңдігі және белгілі тік күш пен көмір арқылы өлшенеді.Конус шинасы Материалтанудағы қаттылықты өлшеуге арналған ортаның, аспаптардың қасиеттерінің реологиялық көрсеткіштерін есептейді. Металдардың қаттылық көрсеткіштерін ағынның немесе уақыттың беріктігінің шекті кернеуімен байланыстыруға тырысқанда, белгілі бір қиындықтар туындайтыны және эмпирикалық деректерді пайдалану қажеттілігі туындайтыны белгілі.

2.3. Конусты пластометрде ығысудың қасиеттерін анықтау

Дисперстік жүйелердегі шекті ығысу кернеуін анықтау үшін Ребиндер әзірлеген конустық пластометр әдісі білімнің әртүрлі салаларында кең қолданыс тапты. Ол жүктің әсерінен конустың берілген жүйеге батыру кинетикасын өлшеуден тұрады. Әдістің идеясы өте қарапайым: жүктің әсерінен зерттелетін топыраққа ашылу бұрышы 30° болатын металл ұшы енгізіледі, конустың батыру тереңдігі аспаптық шкаласы арқылы анықталады және максималды ығысу кернеуі Рм кг/см2 формуласымен есептеледі.

 Топырақтану саласында көптеген зерттеушілер үлкен тәжірибелік мәліметтерді пайдалана отырып, конус әдісін сұйықтағы қатты фаза концентрациясының өте кең ауқымды өзгерістерінде қолдануға болатынын нанымды түрде көрсетті. Абрукова Л.П. Көптеген тәжірибелік жұмыстардың нәтижесінде ол келесі әдісті ұсынады: 1 мм тесіктері бар електен өткізілген топырақ үлгісінен белгілі концентрациядағы паста дайындалады, бұл тәжірибе шарттарына сәйкес келеді. Паста диаметрі және биіктігі 5 см болатын цилиндрге салынып, құрылымды қалыптастыру үшін бір тәулікке су буымен қаныққан эксикаторға орналастырылады. Бір күннен кейін Rebinder конустық пластометрін қолданып, ақырындап ығысу кернеуі ең аз жүктемелерден бастап конустың толық биіктігіне дейін бірте-бірте жүктелу кезінде анықталады.

 Конустық пластометрдің келесі құрылғысы бар кәдімгі шыныаяқ таразылары металл корпусқа орналастырылған, осылайша таразы шыныаяқтары корпустың үстіңгі панелінде орналасады. Оң жақ шыныаяқтың үстінде конусы бар болт (4) металл штангаға бұрандалы, оны әртүрлі биіктікке дейін бұрауға болады. Оң жақ таразы табағы жіп арқылы конусқа батыру тереңдігі индикаторындағы көрсеткіге жалғанған. Конустың биіктігі 1,7 см, шкаладағы бөлу мәні 0,1 мм.

 Анықтау барысы. Таразының оң жақ табасына белгілі бір ылғалдылықтағы топырақ пастасы бар таразы бөтелкесін немесе тостағанды ​​қояды, ол таразының сол жақ табақшасындағы салмақтармен теңестіріледі. Конустың ұшы топырақ пастасының бетіне шығарылады, ал индикатор көрсеткі нөлдік белгіде. Жоғары ылғалданған пасталар үшін 2 г жүктеме қолданылады (құрғақ үлгі үшін көбірек) және 5 секунд ішінде көрсеткі позициясының өзгеруі немесе конустың батыру тереңдігі индикатор шкаласында белгіленеді. Өлшеу уақыты 5 сек. конустың әсіресе жылдам енуі жүктің алғашқы 5 секундында орын алатындығына байланысты. Әрі қарай, топырақ пастасында конустың орнын өзгертпей, жүктемені тағы 2 г-ға арттырыңыз және конустың батыру тереңдігін ескеріңіз. Жүктеме конус толық тереңдікке батырылғанша немесе конус ыдыстың түбіне жеткенше артады.

 Жоғарыдағы формуланы пайдаланып, шекті ығысу кернеуі Рm (кг/см2, кПа) есептеледі. Топырақтың максималды ығысу кернеуінің жүктемеге тәуелділігі суретте көрсетілгендей болады.

 Топырақ пастасының беріктігі Pm мәнімен анықталады, одан кейін оның өзгерістері шамалы және қисық Х осіне параллель өтеді Бұл мысалда тау топырағы үлгісі. Сұр орман топырағының беріктігі шығымдылықтағы ылғалдылық 0,15 кг/см2, яғни. Бұл топырақ құрылымының бұзылуы орын алған максималды жүктеме. Тау топырағының үлгісі. B Ap қарағанда төзімді, оның беріктігі 0,33 кг/см2. Суретте көрсетілген қисықтардың жүруі. гранулометриялық құрамы орташа саздақты топырақтарға тән. Төменгі суретте жеңіл сазды топырақтарға тән жүктемеге Рм тәуелділіктерін көрсетеді.

  Ребиндер пластометрі ауадағы құрғақ толтырғыштардың да, ылғалданғандардың да беріктігін анықтауға мүмкіндік береді. Қажетті өлшем бірлігі таразының оң жақ табанындағы стендке қойылып, теңестіріледі. Конус қондырғының бетіне шығарылады, содан кейін олар таразының сол жақ табасына салмақ түріндегі жүктемені қондырғы бұзылғанға дейін немесе конус тірек бетіне жеткенше бере бастайды. Күш Ребиндер формуласы арқылы есептеледі.

 Суреттен көрініп тұрғандай, толтырғыштардың беріктігі пасталардың беріктігінен айтарлықтай төмен, бұл шын мәнінде күтуге болады, өйткені беріктік қасиеттері ең алдымен топырақ бөлшектерінің контактілерінің санына байланысты және одан да көп олардың саны агрегатқа қарағанда пастада. Агрегаттардағы күрт қатаю пасталарға қарағанда төмен ылғалдылық деңгейінде байқалады.

 ҚОРЫТЫНДЫ

 Өнертабыс дисперсті орталардың параметрлері реологиялық анықтау құрылғыларына жатады.Конустық пластометр белгілі ,оның ішінде үлгі шыныаяқ, конус бар, жүктемелері бар табақ және құрылғы осы жүктемелердің әсерінен конустың максималды батырылуын өлшеу үшін.Мұндай құрылғы үлгілердің пластикалық беріктігін айтарлықтай қателікпен өлшеуге мүмкіндік береді Конустық пластометр белгілі конусты, сыналушы бар тостағанды қоса алғанда үлгі, Профильді сына батыру үлгісінің тапсырмалары, сына жылжыту жетегі, серіппе және конустың орналасу индикаторы.Құрылғы өлшеудегі қосымша қателікпен сипатталады серіппені деформациялау арқылы күш салу.Белгілі конустық пластометр негізден,шыңымен тігінен нығайтылған конустан тұрады төменгі жағында, өте қатты көрсеткіш динамометрі түріндегі күш сенсорының серпімді элементін қысу үшін жұмыс істейді, және зерттелетін үлгісі бар шыныаяқтар, қосулытөменнен конусқа жылжитын жұдырықша, қозғалтқышпен басқарылады редуктор арқылы. Барлық сүңгу процесінде шекті тереңдікке дейін пайда болатын өлшеу жүргізіледі көрсеткі индикаторы (динамометр) көмегімен күш салу. Максималды 20 кг/с күші серіппенің қысылуына байланысты конустың ығысуына сәйкес келеді 0,2 мм динамометр, бұл Сүңгуірдің шекті тереңдігінің 4% үлгісі.

 ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

• https://racechrono.ru/fizika-pochv/3946-opredelenie-soprotivleniya-sdvigu-metodom-konicheskogo-plastometra-chast-1.html
• Еркебаев М.Ж., Кулажанов Т.К., Медведков Е.Б. Основы реологии пищевых продуктов. - Алматы, 2006. - С. 145 - 151.
• Мачихин Ю.А. Реометрия пищевого сырья и продуктов: Справочник. - М.: Агропромиздат, 1990.- C. 175 - 180.