JPS599845B2 - Strain rate program controlled tensile testing device - Google Patents
Strain rate program controlled tensile testing deviceInfo
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- JPS599845B2 JPS599845B2 JP53162341A JP16234178A JPS599845B2 JP S599845 B2 JPS599845 B2 JP S599845B2 JP 53162341 A JP53162341 A JP 53162341A JP 16234178 A JP16234178 A JP 16234178A JP S599845 B2 JPS599845 B2 JP S599845B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、定歪速度引張り試験装置の改良に関するもの
であり、更に詳しくは、熱可塑性樹脂、繊維、ゴム等の
高分子材料等について、試料に印加する歪速度を予かじ
め定めたプログラムに準じて制御しつつ引張り試験を行
なうための装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement of a constant strain rate tensile test device, and more specifically, the present invention relates to an improvement of a constant strain rate tensile test device. The present invention relates to a device for conducting a tensile test while being controlled according to a predetermined program.
高分子材料の力学的性質を知るために行なわれる種々の
試験の中で、最も広く行なわれているのは、引張り試験
である。Among the various tests performed to determine the mechanical properties of polymer materials, the most widely used test is the tensile test.
高分子材料の引張り試験は、低温、常温、高温の広い温
度範囲で行なわれ、それぞれの温度範囲に適した引張り
試験装置が提案されている。引張り試験で応力、伸び等
を測定するために、フィルム又はシート状の試料を2組
のクランプの間に固く締めこみ、かつ、これらのクラン
プの相互間隔を一定速度で変え、試料を一定の延伸速度
で延伸し、その際の応力・歪・時間・線図を記録する装
置は、例えば特公昭44−6744号公報に記載されて
おり、知られている。Tensile tests of polymeric materials are conducted in a wide temperature range of low temperature, room temperature, and high temperature, and tensile test apparatuses suitable for each temperature range have been proposed. In order to measure stress, elongation, etc. in a tensile test, a film or sheet sample is tightly clamped between two sets of clamps, and the mutual spacing between these clamps is changed at a constant speed to cause the sample to be stretched at a constant rate. An apparatus for stretching at a high speed and recording the stress, strain, time, and diagram at that time is known, for example, as described in Japanese Patent Publication No. 44-6744.
この公報に記載されている装置は、試料の全変形量が小
さい場合には、十分に活用できるが、試料の全変形量が
大きい場合には、装置の最大全長は、特に恒温槽を付設
している場合には、恒温槽の大きさにより限界がある。
引張り試験は高温条件下で行なわれる場合が多いが、従
来使用されている引張り試験装置の試料保持クランプは
、平行板又は模型のものであり、高温下で試料の両端を
同時に保持クランプで保持・ すると、試料は熱膨張に
よつてたるみ、延伸量の少ない領域では、応力が測定で
きないという問題がある。The device described in this publication can be fully utilized when the total amount of sample deformation is small, but when the total amount of sample deformation is large, the maximum overall length of the device may be limited, especially if a constant temperature bath is attached. There are limits depending on the size of the thermostatic chamber.
Tensile tests are often conducted under high temperature conditions, and the sample holding clamps of conventional tensile test equipment are parallel plate or model types, and both ends of the sample are simultaneously held by the holding clamps at high temperatures. Then, the sample sag due to thermal expansion, and there is a problem that stress cannot be measured in areas where the amount of stretching is small.
このような場合は、まず、試料の一端のみを保持クラン
プで保持し、試料が測定温度に達したときに、試料の反
対側を保持する。しかし、従来の平行板又は楔型のクラ
ンプは、恒温槽の扉を開けて操作する必要があり、この
操作の際に、恒温槽の温度低下を招くことはさけられず
、再度試料を測定温度まで昇温する必要がある。更に、
試料の回復可能な歪量を求めたい場合には、延伸終了後
、恒温槽の扉を開けて、試料を保持している保持クラン
プの一方を試料からはずして、試料の温度が下がつた場
合は、再度測定温度に昇温した後、試料の収縮量を測定
して、試料の回復歪量を求めている。しかし、この方法
によると、応力緩和を無視することとなるため、真の回
復歪とはほど遠い値となつてしまうという欠点がある。
最近、引張り試験装置のクランプとして、一対のロール
を相互に逆力向に回転可能としたロールクランプ(RO
tatiOnalClaJr]P)を備えた引張り試験
装置が提案されている(例えば、特公昭51一4706
8号参照)。この装置は、棒状の試料について引張り試
験をするのに適し、シートやフイルムを引張る際のクラ
ンプ機構の詳細については、何ら言及されていない。高
分子材料は、その種類によつて応力、伸び等の注質が、
時間又は歪速度によつて左右されるものがあるが、この
ような注質を有する試料について引張り試験を行なう際
には、歪速度を一定にする必要がある。In such a case, first, only one end of the sample is held with a holding clamp, and when the sample reaches the measurement temperature, the other side of the sample is held. However, with conventional parallel plate or wedge-shaped clamps, it is necessary to open the door of the thermostatic chamber to operate them, and during this operation, the temperature of the thermostatic chamber inevitably decreases, and the sample is again brought to the measurement temperature. It is necessary to raise the temperature to Furthermore,
If you want to find the amount of strain that the sample can recover from, open the door of the thermostatic chamber after stretching, remove one of the holding clamps holding the sample from the sample, and let the temperature of the sample drop. After raising the temperature to the measurement temperature again, the amount of shrinkage of the sample is measured to determine the amount of recovery strain of the sample. However, this method has the disadvantage that stress relaxation is ignored, resulting in a value that is far from the true recovery strain.
Recently, a roll clamp (RO
A tensile test device equipped with a tatiOnalClaJr]P) has been proposed (for example,
(See No. 8). This device is suitable for performing tensile tests on rod-shaped samples, and there is no mention of the details of the clamp mechanism used when pulling sheets or films. Depending on the type of polymer material, stress, elongation, etc.
Although some conditions depend on time or strain rate, it is necessary to keep the strain rate constant when performing a tensile test on a sample with such a deposit.
この要求は、一定の引張り速度によつて満たすことはで
きない。何故なら、試料を一定の引張り速度(υ)で引
張る場合には、試料は、初めの長さ(LO)からt秒経
過後の長さ(L(t))は、L(t)=LO+υ・tと
なつて標点間距離が増大するために、単位時間内におこ
る変形は徐々に減少するからである。例えば、試料の長
さが10倍になつた場合には、歪速度は、最初の歪速度
の10分の1に減少する。高分子材料からフイルムやフ
イラメントを製造したり、フイルムから更にサーモフオ
ーミング(熱成形)によつて成形品とする際に、延伸工
程がある。This requirement cannot be met by a constant pulling rate. This is because when the sample is pulled at a constant pulling speed (υ), the length (L(t)) after t seconds has elapsed from the initial length (LO) is L(t) = LO + υ - This is because the deformation that occurs within a unit time gradually decreases because the gauge distance increases as t. For example, if the length of the sample increases ten times, the strain rate decreases to one-tenth of the initial strain rate. A stretching process is involved when producing films or filaments from polymeric materials, or when forming films into molded products by thermoforming.
これら工程での延伸は、歪速度や試料の温度は区々とな
る。例えば、フイルムからサーモフオーミング法によつ
て成形品を製造する場合はシートを成形可能温度に加熱
した後、シートに真空及び/又は圧空を適用してシート
を延伸させ、所望の形状に成形する。この成形の際の延
伸過程ノを引張り試験装置で再現すれば、この延伸過程
の応力・歪・時間・線図が得られる。In the stretching in these steps, the strain rate and temperature of the sample vary. For example, when manufacturing a molded product from a film by thermoforming, the sheet is heated to a moldable temperature and then vacuum and/or compressed air is applied to the sheet to stretch the sheet and form it into the desired shape. . If this stretching process during molding is reproduced using a tensile testing device, the stress, strain, time, and diagram of this stretching process can be obtained.
これらデーターは、適正シート材料の検討、適正成形条
件の検討のために活用することができる。しかし、従来
は、試料に印加する歪速度を、時間の経過とともに、任
意に変更できるプログラム制御式引張り試験装置は知ら
れていなかつた。本発明者らは、かかる状況に鑑み、装
置が大型にならず、しかも試料の着脱が容易な引張り試
験装置であつて、試料に印加する歪速度を、時間の経過
とともに、任意に変更できるプログラム制御引張り試験
装置を提供することを目的として鋭意検討した結果、本
発明を完成するに至つたものである。These data can be utilized to examine appropriate sheet materials and appropriate molding conditions. However, until now, there has been no known program-controlled tensile testing device that can arbitrarily change the strain rate applied to a sample over time. In view of this situation, the present inventors developed a tensile testing device that does not increase the size of the device and allows easy attachment and detachment of the sample, and a program that allows the strain rate applied to the sample to be arbitrarily changed over time. As a result of intensive studies aimed at providing a controlled tensile testing device, the present invention has been completed.
本発明の要旨とするところは荷重検出装置に連結した試
料固定クランプと、この試料固定側タラップに対向して
設けられた一対のロールよりなる試料引張り用ロールク
ランプとを備え、この試料引張り用ロールクランプは、
相互に逆方向に回転可能に駆動モーターに連結されてな
り、かつ、ロール間隙を接近・離隔する手段とを備えた
試料クランプ機構;時間の函数としてあらかじめ任意に
定められた歪速度を入力する任意函数発生器、入力した
任意函数を上記駆動モーターの変速範囲に入るように入
力電力を分割する函数分割器、この函数分割器から送ら
れてきた信号によつて上記駆動モーターの回転数を高速
状態から低速状態に戻す機能をもつ反転回路、上記駆動
モーターの回転数を入力函数値に制御するPIDアンプ
とからなる駆動モーターの制御機構:試料を前記駆動モ
ーターの稼動により回転される試料引張り用ロールクラ
ンプにより延伸した際に生ずる張力を検出する荷重検出
装置、およびこの試料の延伸量を検出する延伸量検出装
置よりなる検出機構;より構成されてなることを特徴と
する歪速度プログラム制御式引張り試験装置に存する。The gist of the present invention is to include a sample fixing clamp connected to a load detection device, and a sample tensioning roll clamp consisting of a pair of rolls provided opposite to the sample fixing side ramp. The clamp is
Specimen clamping mechanism connected to a drive motor so as to be rotatable in mutually opposite directions, and provided with means for approaching and separating the roll gap; optional input of an arbitrarily predetermined strain rate as a function of time; A function generator, a function divider that divides the input power so that an input arbitrary function falls within the speed change range of the drive motor, and a signal sent from the function divider to set the rotation speed of the drive motor to a high speed state. A drive motor control mechanism consisting of an inverting circuit that has the function of returning the drive motor to a low speed state, and a PID amplifier that controls the rotation speed of the drive motor to an input function value: A sample pulling roll that is rotated by the operation of the drive motor. A detection mechanism consisting of a load detection device that detects the tension generated when stretched by a clamp, and a stretching amount detection device that detects the amount of stretching of this sample; It resides in the device.
以下、本発明に係る歪速度プログラム制御式引張り試験
装置を、図面に基づいて詳細に説明するが、本発明は、
その要旨を超えない限り、以下の例に限定されるもので
はない。Hereinafter, the strain rate program controlled tensile testing device according to the present invention will be explained in detail based on the drawings.
The following examples are not intended to be limiting unless they exceed the gist thereof.
第1図は本発明に係る引張り試験装置の一例の側面略図
、第2図は第1図の一部分における平面略図、第3図は
第2図の−部分における縦断側面略図、第4図はプロツ
ク図、第5図は任意函数発生器に設定する函数の例を示
す図、第6図は任意函数発生器で発生させた函数を函数
分割器で分割し、一部を反転回路で反転させた函数の例
を示す。Fig. 1 is a schematic side view of an example of a tensile test device according to the present invention, Fig. 2 is a schematic plan view of a part of Fig. 1, Fig. 3 is a schematic vertical cross-sectional side view of the - part of Fig. 2, and Fig. 4 is a schematic side view of a tensile test device according to the present invention. Figure 5 shows an example of a function set in an arbitrary function generator, and Figure 6 shows a function generated by the arbitrary function generator divided by a function divider and partially inverted by an inversion circuit. Here is an example of a function.
図において、1は荷重検出装置、2は試料固定側クラン
プ、3は試料、4は固定ロール、5は移動ロール、6は
固定ロール駆動軸、7,rは回転軸受、8,8′はそれ
ぞれ回転軸受7,7′のブラケツトを示す。In the figure, 1 is a load detection device, 2 is a sample fixing side clamp, 3 is a sample, 4 is a fixed roll, 5 is a moving roll, 6 is a fixed roll drive shaft, 7 and r are rotary bearings, and 8 and 8' are respectively The brackets of the rotation bearings 7, 7' are shown.
9は移動ロール駆動軸、10はテーパピン、11はユニ
バーサルジョイント、12はピン、13は駆動軸、14
,15は歯車、16,15はそれぞれ駆動軸9,13の
回転軸受を示し、17,1γはそれぞれ回転軸受16,
16′のスライドブラケツトを示す。9 is a moving roll drive shaft, 10 is a taper pin, 11 is a universal joint, 12 is a pin, 13 is a drive shaft, 14
, 15 are gears, 16, 15 are rotation bearings of the drive shafts 9, 13, respectively, and 17, 1γ are rotation bearings 16, 1γ, respectively.
16' slide bracket is shown.
18は駆動軸9の案内軸、19は駆動軸9の移動軸、2
0は移動軸19の専用軸受、21は軸受20のブラケツ
ト、22は連結ロツド、23はエアシリンダー、24は
ベース板、25は支柱、26は恒温槽、27は扉、28
は試料受皿、29は試料用筒、30は試料用コツプを示
す。18 is a guide shaft of the drive shaft 9; 19 is a moving shaft of the drive shaft 9; 2
0 is a dedicated bearing for the moving shaft 19, 21 is a bracket for the bearing 20, 22 is a connecting rod, 23 is an air cylinder, 24 is a base plate, 25 is a column, 26 is a constant temperature oven, 27 is a door, 28
29 indicates a sample tray, 29 indicates a sample tube, and 30 indicates a sample tip.
31,32はサーボ・モーター 35,36はタコジェ
ネレーター、39,40,41,42は減速機、43,
44,45,46はクラツチ、47はブレーキ、48は
スリツト円板、49はパルスセンサー、50はプリセツ
トカウンタ一51はD/A変換器、52は延伸量出力端
子、53はストレインメーター、54は荷重出力端子、
55は電磁弁、56は圧空源、57はスイツチ、58は
クラツチ・ブレーキ・電磁弁手動操作器、59はクラツ
チ43,44,45,46とブレーキ4Tとに連結され
る端子を示す。31, 32 are servo motors, 35, 36 are tacho generators, 39, 40, 41, 42 are reducers, 43,
44, 45, 46 are clutches, 47 is a brake, 48 is a slit disk, 49 is a pulse sensor, 50 is a preset counter, 51 is a D/A converter, 52 is a stretching amount output terminal, 53 is a strain meter, 54 is the load output terminal,
Reference numeral 55 indicates a solenoid valve, 56 a compressed air source, 57 a switch, 58 a clutch/brake/electromagnetic valve manual operator, and 59 a terminal connected to the clutches 43, 44, 45, 46 and the brake 4T.
60は任意函数発生器、62はスイツチ、63は函数分
割器、64は切替信号発生器、65は反転回路、66は
切替回路、67,68はPIDアンプ、69,70はサ
ーボアンプ、71はクラツチ43,44,45,46と
に結合される端子、72,73は10gアンプをそれぞ
れ示す。60 is an arbitrary function generator, 62 is a switch, 63 is a function divider, 64 is a switching signal generator, 65 is an inverting circuit, 66 is a switching circuit, 67 and 68 are PID amplifiers, 69 and 70 are servo amplifiers, and 71 is a Terminals 72 and 73 coupled to clutches 43, 44, 45 and 46 respectively represent 10g amplifiers.
本発明に係る歪速度プログラム制御式引張り試験装置は
、荷重検出装置1と、この荷重検出装置に連結された試
料固定側クランプ2を備え、更に、この試料固定側クラ
ンプ2に対向して一対のロール4,5よりなる試料引張
り用ロールクランプを)備えている。The strain rate program controlled tensile test device according to the present invention includes a load detection device 1 and a sample fixing side clamp 2 connected to the load detection device, and further includes a pair of sample fixing side clamps 2 facing the sample fixing side clamp 2. A sample tensioning roll clamp consisting of rolls 4 and 5 is provided.
荷重検出装置1は、第1図に示したように、一方は支柱
25により支持され、他方に試料固定側クランプ2が備
えられている。As shown in FIG. 1, the load detection device 1 is supported by a column 25 on one side, and is provided with a sample fixing side clamp 2 on the other side.
試料固定側クランプ2は、楔型、平行板型、偏心ロール
型等従来知られている構造のものを採用することができ
る。本発明に係る装置は、試料3の一方の端を、試料固
定クランプ2で固定し、他方を一対のロールクランプで
固定し、ロール4,5を相互に逆力向に回転させて、試
料を引張る構造にされている。一対のロールのうち一方
のロールは、固定ロールと呼ばれ、回転は自由にできる
が、他の動きができないようにされている。固定ロール
4は、駆動軸6に取付けられて、回転軸受7,γとブラ
ケツト8,8′とでベース板24に取付けられている。
他方のロール5は、回転できるだけでなく、試料を固定
ロール4側に押しつけたり、試料3から離隔することが
できるようにされている。一対のロールは、試料をはさ
んで回転するようにされている。The sample fixing side clamp 2 can be of a conventionally known structure such as a wedge type, a parallel plate type, or an eccentric roll type. The apparatus according to the present invention fixes one end of the sample 3 with the sample fixing clamp 2 and the other with a pair of roll clamps, and rotates the rolls 4 and 5 in opposite force directions to hold the sample. It has a tensile structure. One of the pair of rolls is called a fixed roll, which can rotate freely but cannot make any other movements. The fixed roll 4 is attached to a drive shaft 6 and attached to a base plate 24 by rotary bearings 7, γ and brackets 8, 8'.
The other roll 5 can not only rotate, but also press the sample against the fixed roll 4 side or separate it from the sample 3. The pair of rolls are configured to rotate with the sample sandwiched therebetween.
移動ロール5は駆動軸9に連結されており、この駆動軸
9は回転軸受16に取付けられている。駆動軸9の一方
の端にはテーパピン10、ユニバーサルジョイント11
が備えられており、回転軸受16とともにスライドブラ
ケツト17に組込まれている。ユニバーサルジョイント
11の他端はピン12、駆動軸13に連結されており、
駆動軸13は回転軸受15とともにブラケツト1rに組
込まれていて、自由に回転できるようにされている。駆
動軸6と駆動軸13とは、歯車14,15で同時に回転
できるようにされている。すなわち、駆動軸6を何らか
の手段で回転させると、歯車14が回転し、この回転が
歯車15によつて駆動軸13に伝達され、結果として、
固定ロール4と移動ロール5とを、同時に回転できるこ
とになる。このような引張りロールクランプは、一方を
固定ロールとし他方を移動ロールとするが、移動ロール
を固定ロールに対して接近・離隔する手段は、次のよう
な構造より組立てることができる。The moving roll 5 is connected to a drive shaft 9, and this drive shaft 9 is attached to a rotation bearing 16. A taper pin 10 and a universal joint 11 are attached to one end of the drive shaft 9.
is provided, and is incorporated into the slide bracket 17 together with the rotation bearing 16. The other end of the universal joint 11 is connected to a pin 12 and a drive shaft 13.
The drive shaft 13 is incorporated into the bracket 1r together with a rotary bearing 15, so that it can rotate freely. The drive shaft 6 and the drive shaft 13 are configured to rotate simultaneously by gears 14 and 15. That is, when the drive shaft 6 is rotated by some means, the gear 14 rotates, this rotation is transmitted to the drive shaft 13 by the gear 15, and as a result,
The fixed roll 4 and the moving roll 5 can be rotated simultaneously. In such a tension roll clamp, one side is a fixed roll and the other side is a moving roll, and the means for moving the moving roll toward and away from the fixed roll can be assembled using the following structure.
すなわち、移動ロール5の上方又は下方であつて固定ロ
ール4の軸心に直角の方向に、移動ロール案内軸18を
設け、この移動ロール5に連接し、かつ、固定ロール4
の軸心に直角の方向に、移動ロール接近・離隔用圧空シ
リンダー機構を備えるとよい。この場合、移動ロール案
内軸18は、移動ロール5の下方に設ける場合には、そ
の直下に設ける必要はなく、第3図に示したように、駆
動駆9のスライドブラケツト17の下側に設け、スライ
ドブラケツト17内の駆動軸9、回転軸受16ごと移動
するようにするのが好ましい。移動ロール接近・離隔用
圧空シリンダー機構は、第2図に示したように、駆動軸
9のスライドブラケツト17に連接した移動軸19、連
結ロツド22、エアシリンダー23とより構成し、移動
軸19はベース板24に取付けた軸受20により支持さ
せ、ブラケツト21で保護するのがよい。エアシリンダ
ー23のヘツド側に圧空を送入すると、シリンダー内の
ピストンは、第2図右側に移動させられ、その動きは、
連結ロツド22移動軸19を介して、駆動軸9のスライ
ドブラケツト17に達する。That is, a moving roll guide shaft 18 is provided above or below the moving roll 5 in a direction perpendicular to the axis of the fixed roll 4, and is connected to the moving roll 5.
It is preferable to provide a compressed air cylinder mechanism for approaching and separating the moving rolls in a direction perpendicular to the axis of the moving rolls. In this case, when the movable roll guide shaft 18 is provided below the movable roll 5, it is not necessary to provide it directly below the movable roll 5, but as shown in FIG. It is preferable that the drive shaft 9 and rotation bearing 16 in the slide bracket 17 are moved together. As shown in FIG. 2, the moving roll approaching/separating compressed air cylinder mechanism is composed of a moving shaft 19 connected to a slide bracket 17 of a drive shaft 9, a connecting rod 22, and an air cylinder 23. It is preferable that it be supported by a bearing 20 attached to a base plate 24 and protected by a bracket 21. When compressed air is supplied to the head side of the air cylinder 23, the piston inside the cylinder is moved to the right in Figure 2, and the movement is as follows:
The connecting rod 22 reaches the sliding bracket 17 of the drive shaft 9 via the moving shaft 19.
その結果、駆動軸9のスライドブラケツト17は、移動
ロール案内軸18に沿い、駆動軸6側に移動し、移動ロ
ール5は固定ロール側に押しつけられる。エアシリンダ
ー23の連結ロツド22側に圧空を送入すると、シリン
ダー内のピストンを、逆に左側に移動させることができ
る。本発明に係る歪速度プログラム制御式引張り試験装
置は、試料に印加する歪速度を、時間の経過とともに任
意に変更できるプログラム制御手段を備えている。As a result, the slide bracket 17 of the drive shaft 9 moves toward the drive shaft 6 along the movable roll guide shaft 18, and the movable roll 5 is pressed against the fixed roll. When compressed air is introduced into the connecting rod 22 side of the air cylinder 23, the piston within the cylinder can be moved to the left. The strain rate program controlled tensile test device according to the present invention is equipped with a program control means that can arbitrarily change the strain rate applied to the sample over time.
試料に印加する歪速度を、時間の経過とともに任意に変
更できるプログラム制御手段は、(イ)試料引張り用ロ
ールクランプの回転を、複数台のサーボモーターと、変
速範囲の異なる複数個の減速機とを、選択的に組み合わ
せて、広範囲に変速させる機構と、(口X{)のクラン
プの回転を広範囲に変速させる機構を、試験の目的に応
じあらかじめ定めた函数に従つて変更する機構とによつ
て構成され 5る。The program control means that can arbitrarily change the strain rate applied to the sample over time is: (a) The rotation of the roll clamp for pulling the sample is controlled by multiple servo motors and multiple reducers with different speed change ranges. and a mechanism that changes the speed of the clamp (mouth It is composed of 5 parts.
試料引張り用ロールクランプの回転数を広範囲にわたつ
て変速させるには、複数台のサーボモーターと、変速範
囲の異なる複数個の減速機とを選択的に組み合わせれば
よい。In order to vary the rotation speed of the sample pulling roll clamp over a wide range, a plurality of servo motors and a plurality of speed reducers with different speed change ranges may be selectively combined.
引張り試験では、ロールクランプの回転数を制御して試
験が行なわれるが、回転数Nは、変速範囲が広く、かつ
、精度の高いことが要求される。In the tensile test, the test is carried out by controlling the rotational speed of the roll clamp, and the rotational speed N is required to have a wide variable speed range and to be highly accurate.
本発明に係る装置では、この要求を満たすべく、複数台
のサーボモーターを設置する。第4図では、2台のサー
ボモーター31,32を備えた例を示した。これらサー
ボモーターは、各々の変速範囲を1×N〜10×Nの範
囲程度に限定して、回転精度の高い範囲を使用するのが
好ましい。これらサーボモーターには、変速範囲の異な
る複数個の減速機を組み合わせる。In the apparatus according to the present invention, a plurality of servo motors are installed in order to meet this requirement. FIG. 4 shows an example including two servo motors 31 and 32. It is preferable that each of these servo motors has a variable speed range of 1×N to 10×N and uses a range with high rotation accuracy. These servo motors are combined with a plurality of reducers having different speed change ranges.
第4図では、サーボモーター1台当り、2個の減速機を
組み合わせる例を示した。サーボモーター31には、回
転数Nを、1/10Sに減速する減速機39と、1A0
に減速する減速機40を、サーボモーター32には、1
/102に減速する減速機41と、1/1に減速する減
送機42とを組み合わせると、最終的にロールクランプ
に与える回転数を、0.001×N〜10×Nの範囲で
、連続して変速することができる。たとえば、サーボモ
ーター31と減速機39を組み合わせると、0.001
×N〜0.01×Nまでの回転数が得られるし、サーボ
モーター32と減速機41とを組み合わせると、0.0
1XN〜0.1XNまでの回転数が得られる。FIG. 4 shows an example in which two reduction gears are combined for one servo motor. The servo motor 31 includes a reducer 39 that reduces the rotation speed N to 1/10S, and a 1A0
The servo motor 32 includes a reducer 40 that decelerates the speed.
By combining the speed reducer 41 that decelerates to /102 and the speed reducer 42 that decelerates to 1/1, the final rotational speed given to the roll clamp can be continuously controlled in the range of 0.001 x N to 10 x N. You can change gears by changing the speed. For example, when the servo motor 31 and reducer 39 are combined, the
A rotation speed of ×N to 0.01 × N can be obtained, and when the servo motor 32 and reducer 41 are combined, the rotation speed is 0.0
Rotational speeds from 1XN to 0.1XN are obtained.
サーボモーター31と減速機40とを組み合わせると、
0.1×N〜1XNまでの回転数が得られ、サーボモー
ター32と減速機42とを組み合わせると、1×N〜1
0×Nの回転数が得られる。口ールクランプの回転数は
、クラツチ43,44,45,46を切替えることによ
り0.001×N〜10XNの範囲で、連続的に変速す
ることができる。When the servo motor 31 and reducer 40 are combined,
A rotation speed of 0.1×N to 1XN can be obtained, and when the servo motor 32 and reducer 42 are combined,
A rotation speed of 0×N is obtained. The rotational speed of the clamp can be changed continuously within the range of 0.001×N to 10×N by switching the clutches 43, 44, 45, and 46.
すなわち、2台のサーボモーターを交互に、上記減速機
42を介して、ロールクランプに繋ぐことにより、サー
ボモーターの変速範囲はN〜10Nの10倍であるにも
かかわらず、それよりも充分広範囲の回転数を、ロール
クランプに与えることができる。サーボモーター31,
32には、それぞれタコジェネレーター35,36を連
結し、夫々のタコジェネレーターは、サーボモーターが
N〜10Nで回転すれば、V〜10ボルトの電圧を発生
し、10gアンプ72,73を介して、0〜1ボルトと
なつて対数的に変化してサーボアンプ69,70にフイ
ードバツクするようにされている。In other words, by connecting two servo motors alternately to the roll clamp via the speed reducer 42, even though the speed range of the servo motors is 10 times N to 10 N, it is sufficiently wider than that. can be applied to the roll clamp. Servo motor 31,
32 are connected to tachogenerators 35 and 36, respectively, and each tachogenerator generates a voltage of V to 10 volts when the servo motor rotates at N to 10N, and via 10g amplifiers 72 and 73, The voltage varies logarithmically from 0 to 1 volt and feeds back to the servo amplifiers 69 and 70.
本発明に係る装置は、試料引張り用ロールクランプの回
転を、上述の機構によつて広範囲に変更できるほか、土
述の機構を、試験の目的に応じて、あらかじめ定めた函
数に従つて、歪速度を変更する機構を備えている。試料
に印加する歪速度は、任意函数発生器60にあらかじめ
設定しておく。The device according to the present invention can change the rotation of the sample tensioning roll clamp over a wide range using the above-mentioned mechanism. Equipped with a mechanism to change speed. The strain rate applied to the sample is set in the arbitrary function generator 60 in advance.
任意函数発生器60に設定する函数の例を、第5図に示
した。第5図イは、歪速度が初期には放物線状の曲線を
描いて上昇し、中期で最大値に達し、後期には初期と逆
の曲線を描いて下降する例を、第5図口は、歪速度が時
間に比例して増加する例を、第5図ハは、歪速度は中程
までは時間に比例して増加し、中程で最大値に達し、後
半には前半とは逆に、歪速度が時間に比例して減少する
例を、第5図二は、歪速度は初期には時間に比例して増
加し、中期で最大値のまま維持し、終期には初期とは逆
に、歪速度を時間に比例して減少する例を、それぞれ示
した。任意函数発生器60に設定する函数は、ここに示
した4種類に限られるものではなく、試験の目的に応じ
て、指数函数としたり、種々変更しうるのは勿論である
。試料に印加される歪速度は、任意函数発生器60に設
定された、歪速度一時間函数に従つて、時間とともに変
わるが、その最大値が、各サーボモーターの変速範囲よ
りも大きい値となる領域まで、ロールクランプを回転さ
せるため、設定値を、各サーボモーターの変速範囲に相
当する値に、分割させている。An example of functions set in the arbitrary function generator 60 is shown in FIG. Figure 5 A shows an example in which the strain rate rises in a parabolic curve in the early stage, reaches the maximum value in the middle stage, and decreases in the latter stage in a curve opposite to the initial stage. , Figure 5 (c) shows an example in which the strain rate increases in proportion to time.The strain rate increases in proportion to time up to the middle, reaches the maximum value in the middle, and in the second half it becomes the opposite of the first half. Figure 5.2 shows an example in which the strain rate decreases in proportion to time.In the early stage, the strain rate increases in proportion to time, remains at its maximum value in the middle stage, and at the end stage is different from the initial value. On the contrary, examples are shown in which the strain rate is decreased in proportion to time. It goes without saying that the functions set in the arbitrary function generator 60 are not limited to the four types shown here, and can be changed in various ways, such as an exponential function, depending on the purpose of the test. The strain rate applied to the sample changes over time according to the strain rate one-hour function set in the arbitrary function generator 60, and the maximum value thereof is larger than the speed change range of each servo motor. In order to rotate the roll clamp up to this range, the set value is divided into values corresponding to the speed change range of each servo motor.
このため、個々のサーボモーターは、それらの有する回
転数変化範囲で、夫々分割された歪速度一時間函数に従
つて回転させることができる。この分割は、函数分割器
63で行なわせる。函数分割器63は、更に、分割した
設定値を、例えばO〜1ボルトというサーボモーターの
変速範囲に相当する値にして、フイードバツク信号とと
もに、サーボアンプの加え合わせ点に供給する。任意函
数発生器に、第5図のイで表わされる函数を設定し、こ
の函数に従つてロールクランプを回転させるとすれば、
この函数はO−P−Q−R一Sの過程では、ロールクラ
ンプは低速状態から高速状態に向つて回転し、S−T−
U−一Wの過程では、高速状態から低速状態に向つて回
転する。Therefore, the individual servo motors can be rotated in accordance with the divided strain rate one-hour functions within their rotational speed change ranges. This division is performed by a function divider 63. The function divider 63 further converts the divided set value into a value corresponding to the speed change range of the servo motor, for example from 0 to 1 volt, and supplies it to the addition point of the servo amplifier together with the feedback signal. If we set the function represented by A in Figure 5 in the arbitrary function generator and rotate the roll clamp according to this function,
In the process of O-P-Q-R-S, the roll clamp rotates from a low-speed state to a high-speed state, and the S-T-
In the U-1W process, the motor rotates from a high speed state to a low speed state.
この回転を、2台のサーボモーターを交互に使用して実
現する。すなわち、一方のサーボモーターは、(0−P
),(Q−R),(S−T)及び(U−)の区間を分担
し、他方のサーボモーターは、ノ(P−Q),(R−S
),(T−U)及び(V−W)の区間を分担する。This rotation is achieved by alternately using two servo motors. That is, one servo motor is (0-P
), (Q-R), (S-T) and (U-), and the other servo motor shares the sections of (P-Q), (R-S).
), (T-U) and (V-W).
夫々の区間におけるサーボモーターの回転数は、N−1
0N回転または10N−N回転である。(0−P)及び
(−W)区間では1A03、(P−Q)、及び(U−)
区間においては1/102、(Q−R)及び(T−U)
区間においては1/10、.更には(R−S)及び(S
−T)区間においては1Aの減速比の減速機を介して、
ロールクランプを回転させることにより、前記のとおり
0.001N〜10Nの回転範囲が得られる。一方のサ
ーポモータ一は、設定された函数のある区間で、N〜1
0N回転または10N−N回転だけ回転し終えると、次
の分担区間に達するまでに、Nまたは10N回転に減速
あるいは増速して待機している必要がある。The rotation speed of the servo motor in each section is N-1
0N rotation or 10N-N rotation. 1A03 in the (0-P) and (-W) sections, (P-Q), and (U-)
In the section, 1/102, (QR) and (T-U)
In the section, 1/10, . Furthermore, (R-S) and (S
-T) section, through a reducer with a 1A reduction ratio,
By rotating the roll clamp, a rotation range of 0.001N to 10N is obtained as described above. One of the servo motors is N to 1 in a certain section of the set function.
After completing 0N rotations or 10N-N rotations, it is necessary to decelerate or accelerate to N or 10N rotations and wait before reaching the next assigned section.
このため、一力のサーボモーターがある分担した区分で
の作動が済むと、他方のサーボモーターが函数の続きの
区分で、その区分の函数に従つて作動している間に、こ
の函数を逆に辿つて回転し、次に分担する区分の出発時
点の回転数であるNまたは10N回転として待機する。
このように、サーボモーターに函数を逆に辿らせて出発
時点になる前に、あらかじめNまたは10N回転にして
待期させるために、反転回路を使う。Therefore, once the servomotor of one force has completed its operation in a given section, this function can be reversed while the other servomotor is operating in the next section of the function according to the function of that section. , and waits at N or 10N rotations, which is the number of rotations at the start of the next division to be assigned.
In this way, an inversion circuit is used to cause the servo motor to reverse the function and wait for N or 10 N rotations before reaching the starting point.
すなわち、函数分割器から直接PIDアンプおよびサー
ボアンプを経て回転するサーボモーターは、ロールクラ
ンプを回転させ、反転回路を介してPIDアンプおよび
サーボアンプを経て回転するサーボモーターは、ロール
クランプには繋がらず、函数を逆に辿つて、Nまたは1
0N回転とされた状態で待期することになる。あらかじ
め定めた函数に従つて歪速度を変更する機構は、次のよ
うな手順で稼動させることができる。In other words, the servo motor that rotates from the function divider directly through the PID amplifier and servo amplifier rotates the roll clamp, and the servo motor that rotates through the PID amplifier and servo amplifier via the inverting circuit is not connected to the roll clamp. , tracing the function backwards, N or 1
The engine will wait in a state where the rotation is set to 0N. A mechanism for changing the strain rate according to a predetermined function can be operated by the following procedure.
任意函数発生器60に、第5図のイで表わされる函数を
設定し、その出力を函数分割器63に入力すると、入力
電圧は函数分割器63により、0〜1ボルトづつに分割
されて、次の反転回路65又はPIDアンプ67,68
に供給される。When the function represented by A in FIG. 5 is set in the arbitrary function generator 60 and its output is input to the function divider 63, the input voltage is divided by the function divider 63 into 0 to 1 volts. Next inverting circuit 65 or PID amplifier 67, 68
supplied to
分割は、切替信号発生器から出される信号に従つて行な
われ、同時にこの信号によりクラツチ43,44,45
,46及び切替回路66を選択又は切替える動作が行な
われる。すなわち、函数イが、函数分割器63に供給さ
れると、この函数は0→1(0−P),1→2(P−Q
),2→3(Q7R),3→4→3V(R−S−T),
3→2(T−U),2→1V(U−)及び1→0(−
W)の7つに分割される。The division takes place in accordance with a signal issued by a switching signal generator, which simultaneously switches the clutches 43, 44, 45.
, 46 and the switching circuit 66 are selected or switched. That is, when function A is supplied to the function divider 63, this function is divided into 0→1(0-P), 1→2(P-Q
), 2 → 3 (Q7R), 3 → 4 → 3V (R-S-T),
3→2(T-U), 2→1V(U-) and 1→0(-
W) is divided into seven parts.
分割された様子を、第6図に01,12,23,343
,32,21,10として実線で示した。分割された函
数は、そのまま切替回路66の接点A及びDに供給きれ
る経路と、反転回路65を経て切替回路66のB及びC
に供給される経路とに分けられる。反転回路65では、
分割された函数をうけて、極性を反転させると共に、リ
ミツタにより土の1ボルト近辺と、下の0Vボルト近辺
を切断し、更にO〜1ポルトにして出力する。このよう
にして反転回路65を経た函数を第6図に01,12,
23,343,32,21,10として点線で示した。Figure 6 shows how 01, 12, 23, 343 are divided.
, 32, 21, and 10 are shown as solid lines. The divided functions are supplied to contacts A and D of the switching circuit 66 as they are, and to B and C of the switching circuit 66 via the inverting circuit 65.
It can be divided into two routes: In the inverting circuit 65,
In response to the divided function, the polarity is reversed, and the limiter cuts off the ground near 1 volt and the bottom near 0 V volt, and outputs the voltage from 0 to 1. The functions passed through the inversion circuit 65 in this way are shown in FIG. 6 as 01, 12,
23, 343, 32, 21, and 10 are indicated by dotted lines.
これら基準電圧の0〜1Vボルトは、サーボモーター3
1,32の回転数をN〜10Nに制御する。函数がO〜
1Vボルトの間で時間と共に変化している間、すなわち
函数分割器63の出力が、第6図の01で示した範囲に
おいては、切替回路はA,C側がオンになつており、P
IDアンプ67及びPIDアンプ68には、夫々第5図
の01函数及び01函数が基準値として供給され、夫々
フイードバツク電圧と比較され、その結果サーポモータ
一31,32は、夫々01函数及び01函数に追従して
、夫々N→10N回転及び10N→N回転で回転する。
このとき、クラツチは43のみが負荷とつながつており
、他は切れた状態となつている。すなわち、負荷機構に
は、減速機39で1/103に減速されて、0.001
×N〜0.01XN回転で、01函数に追従した回転が
伝達される。函数が1ボルトに達すると、函数分割器6
3の出力は、第6図の12函数に変わり、同時に切替回
路66の接点はB,Dに切替わり、クラツチは45のみ
が負荷とつながつており、他は切れた状態になつている
。そしてサーボモーター32の回転は、減速機41で1
/102に減速されて、12函数に追従して、0.01
×N〜0.1×N回転とされて、負荷機構に伝達される
。クラツチ43,44,45,46は、函数が1ボルト
、2ボルト、・・・・・・になる毎に、切替信号発生器
64から発信される信号を受けて、切り替えられる。任
意函数発生器60に設定された函数の分割は、切替信号
発生回路64のシーケンス回路で、函数分割器63の入
力増幅器のバイアスを切替えることにより、実施できる
。These reference voltages of 0 to 1V volts are applied to the servo motor 3
1 and 32 are controlled to N to 10N. The function is O~
While the output of the function divider 63 is changing over time between 1 V volts, that is, in the range indicated by 01 in FIG. 6, the A and C sides of the switching circuit are on, and the P
The 01 function and the 01 function shown in FIG. 5 are supplied as reference values to the ID amplifier 67 and the PID amplifier 68, respectively, and are compared with the respective feedback voltages. Following this, they rotate by N→10N rotations and 10N→N rotations, respectively.
At this time, only clutch 43 is connected to the load, and the others are in a disconnected state. In other words, the load mechanism is decelerated to 1/103 by the reducer 39 and has a power of 0.001.
Rotation that follows the 01 function is transmitted by ×N to 0.01XN rotations. When the function reaches 1 volt, the function divider 6
The output of 3 changes to the 12 function shown in FIG. 6, and at the same time, the contacts of the switching circuit 66 switch to B and D, and only the clutch 45 is connected to the load, and the others are disconnected. The rotation of the servo motor 32 is controlled by a speed reducer 41.
/102, following the 12 function, 0.01
xN to 0.1 x N rotations and is transmitted to the load mechanism. The clutches 43, 44, 45, 46 are switched in response to signals sent from the switching signal generator 64 each time the function becomes 1 volt, 2 volts, . . . . Division of the function set in the arbitrary function generator 60 can be performed by switching the bias of the input amplifier of the function divider 63 using the sequence circuit of the switching signal generation circuit 64.
第5図には、函数y=f(t)は、O≦y≦4の例を示
した。このようにして、任意函数発生器に任意の函数を
設定することにより、ロールクランプをそれに追従した
回転させることができる。FIG. 5 shows an example where the function y=f(t) satisfies O≦y≦4. In this way, by setting an arbitrary function to the arbitrary function generator, the roll clamp can be rotated in accordance with the arbitrary function.
試料に与えられる歪速度は、ロールクランプの回転数に
比例するので、歪速度を任意のプログラムに追従し変化
させることができるわけである。試料はロールクランプ
に挟まれて延伸されるのであるから、結局、試料はあら
かじめプログラムされた歪速度で延伸される。試料3の
延伸量は、駆動軸6にスリツト円板48を取付け、円板
のスリツトをパルスセンサ49が検出し、プリセツト・
カウンター50が積算する。Since the strain rate applied to the sample is proportional to the rotational speed of the roll clamp, the strain rate can be changed to follow any program. Since the sample is stretched between roll clamps, the sample is ultimately stretched at a preprogrammed strain rate. The amount of stretching of the sample 3 is determined by attaching a slit disk 48 to the drive shaft 6, and detecting the slit in the disk by a pulse sensor 49.
The counter 50 adds up.
スリツト円板48のスリツト数は、口ール4の円周と特
定の関係にするのがよい。例えば、ロールの円周を10
0ミリメートル、スリツト円板のスリツト数を100と
すると、1スリツトが1ミリメートルを表わすことにな
る。試料3の延伸量は、プリセツト・カウンター50に
積算される量を、D/A変換器51でアナログ量に変換
して、延伸量出力端子52につなぎ、記録又は制御のた
めに使われる。The number of slits in the slit disk 48 is preferably set in a specific relationship with the circumference of the opening 4. For example, the circumference of the roll is 10
If the diameter is 0 mm and the number of slits in the slit disk is 100, then one slit represents 1 mm. The amount of stretching of the sample 3 is determined by converting the amount accumulated in a preset counter 50 into an analog value using a D/A converter 51, connecting it to a stretching amount output terminal 52, and using it for recording or control.
試料3が延伸されて生ずる力は、試料固定側クランプ2
を荷重検出装置1に連結し、これをストレインメーター
53と連結し、荷重出力端子54につなぎ、記録又は制
御のために使われる。The force generated when the sample 3 is stretched is applied to the sample fixing side clamp 2.
is connected to the load detection device 1, connected to the strain meter 53, and connected to the load output terminal 54, which is used for recording or control.
スイツチ57を、Gの自動の方からHの手動の方に切換
えれば、クラツチ43,44,45,46、ブレーキ4
7、電磁弁55を、クラツチ・ブレーキ電磁弁手動操作
回路58によつて、手動操作が可能となる。クラツチ手
動操作スイツチは、クラツチ43,44,45,46用
に夫々独立に設けてあり、任意のクラツチのスイツチを
オンとすれば、電磁ブレーキ47を切り、ロールクラン
プ機構を駆動機構につないで、任意の回転速度(歪速度
)でロール4,5を回転させることができる。If the switch 57 is changed from G (automatic) to H (manual), clutches 43, 44, 45, 46, brake 4
7. The solenoid valve 55 can be manually operated by the clutch/brake solenoid valve manual operation circuit 58. Clutch manual operation switches are provided independently for the clutches 43, 44, 45, and 46, and when the switch of any clutch is turned on, the electromagnetic brake 47 is turned off, the roll clamp mechanism is connected to the drive mechanism, The rolls 4 and 5 can be rotated at any rotation speed (strain speed).
クラツチのスイツチをオフとすれば、電磁クラツチを切
り、電磁ブレーキを掛けて、ロールクランプ機構と駆動
機構を切り離し、ロールクランプの回転を強制的に止め
ることができる。電磁弁のスイツチをオンとすれば、圧
空をエアシリンダー23のヘツド側に送つて、移動ロー
ル5を固定ロール4側へ押圧することができる。When the clutch switch is turned off, the electromagnetic clutch is disengaged, the electromagnetic brake is applied, the roll clamp mechanism and the drive mechanism are separated, and the rotation of the roll clamp can be forcibly stopped. When the solenoid valve is turned on, compressed air can be sent to the head side of the air cylinder 23 to press the moving roll 5 toward the fixed roll 4 side.
電磁弁のスイツチをオフとすれば、圧空をエアシリンダ
ー23の連結ロツド22側に送つて、移動ロール5を固
定ロール4から離隔することができる。本発明に係る試
験装置によつて引張り試験を行なう場合には、手動操作
によつてロール4,5の間隔を広げ、試料3を手で試料
固定側クランプに保持させ、次に電磁弁のスイツチをオ
ンにして試料3をロールクランプ4,5ではさみ、試料
の装着を行なう。クラツチとブレーキのスイツチをオフ
としておいて、ロール駆動機構を所定の回転数で回転さ
せてから、クラツチのスイツチをオンとしてロールクラ
ンプを回転させる。直ちにスイツチ57をGの自動に切
替え、スイツチ62をFに入れれば、7歪速度をあらか
じめ定めた函数に従つて、時間とともに変更しながらの
引張り試験が可能となる。本発明に係る装置では、歪速
度をプログラムで制御した引張り試験のほかに、試料の
回復歪量を求めることができる。When the solenoid valve is turned off, compressed air can be sent to the connecting rod 22 side of the air cylinder 23 to separate the moving roll 5 from the fixed roll 4. When carrying out a tensile test using the testing apparatus according to the present invention, the distance between the rolls 4 and 5 is widened by manual operation, the sample 3 is held in the sample fixing side clamp by hand, and then the solenoid valve switch is turned on. Turn on the sample 3 and clamp it between the roll clamps 4 and 5 to mount the sample. The clutch and brake switches are turned off, the roll drive mechanism is rotated at a predetermined number of rotations, and then the clutch switch is turned on to rotate the roll clamp. If the switch 57 is immediately switched to G (automatic) and the switch 62 is set to F, it becomes possible to perform a tensile test while changing the strain rate over time according to a predetermined function. With the apparatus according to the present invention, in addition to performing a tensile test in which the strain rate is controlled by a program, it is possible to determine the amount of recovery strain of a sample.
本発明装置によつて試料の応力緩和を測定するには、ス
イツチ62をEにセツトし、任意函数発生器60で設定
延伸量に達するまでの速度をセツトし、あらかじめ任意
のパルスをプリセツトカウンタ一50にセツトしておき
、延伸量検出部から発信したパルスをカウントし、予め
セツトしたカウント状態においてプリセツトカウンタ一
から出される信号で、ブレーキ47が作動し、電磁クラ
ツチをきり、ロール4,5の回転を停止させればよい。To measure the stress relaxation of a sample using the apparatus of the present invention, set the switch 62 to E, set the speed until the set stretching amount is reached using the arbitrary function generator 60, and set an arbitrary pulse to the preset counter in advance. The brake 47 is activated by the signal output from the preset counter 1 in the preset counting state, and the electromagnetic clutch is released. 5 should be stopped.
この場合、スイツチ57はGの自動側に切替えておく。
試料の回復歪量を測定するには、スイツチ59の端子を
電磁弁にも連結しておいて、応力緩和の測定の場合のよ
うにして、ロール4,5の回転を停止させ、プリセツト
カウンタ一50から発信される信号によつて、エアシリ
ンダー23の電磁弁55を切り替え、移動ロールを固定
ロール4から離隔する。In this case, the switch 57 is set to the G automatic side.
To measure the amount of recovery strain of the sample, connect the terminal of the switch 59 to the solenoid valve, stop the rotation of the rolls 4 and 5, and set the preset counter as in the case of measuring stress relaxation. The solenoid valve 55 of the air cylinder 23 is switched by a signal transmitted from the air cylinder 23 to separate the moving roll from the fixed roll 4.
その結果、試料の一端は自由となつて、試料は歪を回復
し、回復歪量を測定することができる。スイツチ57を
Gに切替えておけば、自動的に操作される。本発明に係
る定歪速度プログラム制御式引張りノ試験装置は、次の
ような利点を有し、その工業的利用価値は極めて大であ
る。As a result, one end of the sample becomes free, the sample recovers its strain, and the amount of recovered strain can be measured. If the switch 57 is set to G, it will be automatically operated. The constant strain rate program controlled tensile test device according to the present invention has the following advantages, and its industrial utility value is extremely large.
1エアシリンダーの空気圧を調節することによつて、試
料をクランプする力を任意に変えることができるので、
試料が延伸されて厚みが減少しても、常に一定の圧力で
試料をクランプすることができる。1 By adjusting the air pressure of the air cylinder, the force for clamping the sample can be changed arbitrarily.
Even if the sample is stretched and its thickness decreases, the sample can always be clamped with a constant pressure.
2エアシリンダーと電磁弁の組合せによつて試料をタラ
ップする機構を採用しているので、電気スイツチのオン
・オフだけで、迅速かつ容易に、試料の着脱が可能であ
る。2.Since the sample ramp mechanism is adopted using a combination of an air cylinder and a solenoid valve, the sample can be quickly and easily attached and detached by simply turning on and off an electric switch.
3高温引張り試験を行なう場合も、恒温槽の扉を開けな
いで、試料をクランプしたり、クランプを外したりする
ことができるので、高温の引張り試験で、精度の高い各
種データーを得ることができる。3. Even when performing high-temperature tensile tests, the sample can be clamped and unclamped without opening the door of the thermostatic chamber, making it possible to obtain various highly accurate data during high-temperature tensile tests. .
4試料に印加する歪速度を、時間の函数として任意に変
更できるため、高分子材料からフイルムやフイラメント
を製造したり、フイルムをサーモフオーミングする際に
、高分子材料に印加される延伸過程を再現することがで
き、得られる各種データーは、適正材料の検討、適正成
形条件の検討のために活用することができる。4 The strain rate applied to the sample can be arbitrarily changed as a function of time, so when producing films or filaments from polymeric materials or thermoforming films, the stretching process applied to the polymeric material can be controlled. It can be reproduced, and the various data obtained can be used to examine appropriate materials and appropriate molding conditions.
第1図は本発明に係る引張り試験装置の一例の側面略図
、第2図は第1図皿一部分における平面略図、第3図は
第2図の一部分における縦断面略図、第4図はプロツク
図、第5図は任意函数発生器に設定する函数の例を示す
図、第6図は任意函数発生器で発生させた函数を函数分
割器で分割し、一部を反転回路で反転させた函数の例を
示す。
1・・・・・・荷重検出装置、2・・・・・・試料固定
側クランプ、3・・・・・・試料、4・・・・・・固定
ロール、5・・・・・・移動ロール、6・・・・・・固
定ロール駆動軸、9・・・・・・移動ロール駆動軸、1
1・・・・・・ユニバーサルジョイント、13・・・・
・・駆動軸、14,15・・・・・・歯車、18・・・
・・・駆動軸9の案内軸、19・・・・・・駆動軸9の
移動軸、22・・・・・・連結ロツド、23・・・・・
・エアシリンダー、26・・・・・・恒温槽、31,3
2・・・・・・サーボ・モーター、35,36・・・・
・・タコジェネレーター、39,40,41,42・・
・・・・減速機、43,44,45,46・・・・・・
クラツチ、47・・・・・・ブレーキ、48・・・・・
・スリツト円板、49・・・・・・パルスセンサー 5
0・・・・・・プリセツトカウンタ一、51・・・・・
・D/A変換器、52・・・・・・延伸量出力端子、5
3・・・・・・ストレインメーター、54・・・・・・
荷重出力端子、55・・・・・・電磁弁、56・・・・
・・圧空源、57・・・・・・スイツチ、58・・・・
・・クラツチ・ブレーキ・電磁弁手動操作器、60・・
・・・・任意函数発生器、62・・・・・・スイツチ、
63・・・・・・函数分割器、64・・・・・・切替信
号発生器、65・・・・・・反転回路、66・・・・・
・切替回路、67,68・・・・・・PIDアンプ、6
9,70・・・・・・サーボアンプ、72,73・・・
・・・10gアンプ。Fig. 1 is a schematic side view of an example of the tensile test device according to the present invention, Fig. 2 is a schematic plan view of a portion of the plate shown in Fig. 1, Fig. 3 is a schematic vertical cross-sectional view of a portion of the plate shown in Fig. 2, and Fig. 4 is a block diagram. , Figure 5 is a diagram showing an example of a function set in the arbitrary function generator, and Figure 6 is a diagram showing an example of a function generated by the arbitrary function generator, divided by a function divider, and partially inverted by an inversion circuit. Here is an example. 1...Load detection device, 2...Sample fixing side clamp, 3...Sample, 4...Fixed roll, 5...Movement Roll, 6... Fixed roll drive shaft, 9... Moving roll drive shaft, 1
1...Universal joint, 13...
... Drive shaft, 14, 15... Gear, 18...
... Guide shaft of drive shaft 9, 19 ... Movement axis of drive shaft 9, 22 ... Connection rod, 23 ...
・Air cylinder, 26... Constant temperature bath, 31,3
2... Servo motor, 35, 36...
...Tacho generator, 39,40,41,42...
...Reducer, 43, 44, 45, 46...
Clutch, 47...Brake, 48...
・Slit disk, 49...Pulse sensor 5
0...Preset counter 1, 51...
・D/A converter, 52... Extension amount output terminal, 5
3...Strain meter, 54...
Load output terminal, 55...Solenoid valve, 56...
...Compressed air source, 57...Switch, 58...
・・Clutch・Brake・Solenoid valve manual operation device, 60・・
...Arbitrary function generator, 62...Switch,
63...Function divider, 64...Switching signal generator, 65...Inverting circuit, 66...
・Switching circuit, 67, 68...PID amplifier, 6
9,70...Servo amplifier, 72,73...
...10g amplifier.
Claims (1)
試料固定側クランプに対向して設けられた一対のロール
よりなる試料引張り用ロールクランプとを備え、この試
料引張り用ロールクランプは、相互に逆方向に回転可能
に駆動モーターに連結されてなり、かつ、ロール間隙を
接近・離隔する手段とを備えた試料クランプ機構;時間
の函数としてあらかじめ任意に定められた歪速度を入力
する任意函数発生器、入力した任意函数を上記、駆動モ
ーターの変速範囲に入るように入力電力を分割する函数
分割器、この函数分割器から送られてきた信号によつて
上記駆動モーターの回転数を高速状態から低速状態に戻
す機能をもつ反転回路、上記駆動モーターの回転数を入
力函数値に制御するPIDアンプとからなる駆動モータ
ーの制御機構;試料を前記駆動モーターの稼動により回
転される試料引張り用ロールクランプにより延伸した際
に生ずる張力を検出する荷重検出装置、およびこの試料
の延伸量を検出する延伸量検出装置よりなる検出機構;
より構成されてなることを特徴とする歪速度プログラム
制御式引張り試験装置。1 Equipped with a sample fixing clamp connected to a load detection device, and a sample tensioning roll clamp consisting of a pair of rolls provided opposite to this sample fixing side clamp, and the sample tensioning roll clamps are arranged in opposite directions. a sample clamping mechanism rotatably connected to a drive motor and having means for approaching and separating the roll gap; an arbitrary function generator for inputting an arbitrarily predetermined strain rate as a function of time; A function divider divides the input power so that the input arbitrary function is within the speed change range of the drive motor, and the rotation speed of the drive motor is changed from high speed to low speed according to the signal sent from this function divider. A drive motor control mechanism consisting of a reversing circuit that has the function of returning the drive motor to an input function value, and a PID amplifier that controls the rotation speed of the drive motor to an input function value; the sample is stretched by a sample pulling roll clamp that is rotated by the operation of the drive motor. a detection mechanism consisting of a load detection device that detects the tension generated when the sample is stretched; and a stretching amount detection device that detects the amount of stretching of the sample;
A strain rate program controlled tensile testing device characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53162341A JPS599845B2 (en) | 1978-12-29 | 1978-12-29 | Strain rate program controlled tensile testing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53162341A JPS599845B2 (en) | 1978-12-29 | 1978-12-29 | Strain rate program controlled tensile testing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5590839A JPS5590839A (en) | 1980-07-09 |
| JPS599845B2 true JPS599845B2 (en) | 1984-03-05 |
Family
ID=15752706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53162341A Expired JPS599845B2 (en) | 1978-12-29 | 1978-12-29 | Strain rate program controlled tensile testing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599845B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5821219B2 (en) * | 1978-12-12 | 1983-04-27 | 三菱化成ポリテック株式会社 | Constant stress creep tester |
-
1978
- 1978-12-29 JP JP53162341A patent/JPS599845B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5590839A (en) | 1980-07-09 |
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