Lucrare de laborator Nr

Lucrare de laborator Nr.

Tema: Determinarea duritatii cauciucului.

Obiectivele lucrrii:

a obine deprinderi de msurare a duritaii materialelor din grupa elastomerelor;

a studia construcia i principiul de funcionare a aparatului TR.

Noiuni teoretice

Elastomerii snt obinui pornind de la polimerii liniari care au mas molecular cuprins ntre 5(105 uniti i care snt caracterizate de legturi secundare extrem de slabe ((4kJ(mol-1). Aceti polimeri snt prin urmare lichide foarte vscoase. Pentru a putea fi utilizai n calitate de cauciuc, este necesar a introduce ntre lanuri un anumit numr de legturi puni, care i confer materialului o structur tridimensional i care-i asigur reversibilitatea deformrilor mecanice. Legturilor tip-punte au caracter covalent sau ionovalent snt introduse printr-o reacie chimic numit vulcanizare, precedat de introducerea materialului n form. Exemplul de legturi-puni este prezentat n figura 5.5 n care lanurile de cauciuc natural snt legate cu puni de sulf (-S2-).

O caracteristic tehnologic foarte important a cauciucurilor este gradul nalt de deformabilitate care atinge 600 700%, sau de 6 7 lungimi iniiale.

Aceasta este funcie de structura materialului. n elastomeri, densitatea reticulaiilor, sau mai bine zis a legturilor transversale tip punte din cauze constitutive a materialului este relativ mic (sczut). Astfel, n elastomerele utilizate pentru fabricarea pneurilor pentru maini se conin cca 100 legturi puniale pentru o celul constitutiv. Segmentele de lan cuprinse ntre legturile de tip-punte nu snt legate ntre ele dect cu fore Van der Waals i ele se pot deplasa unele fa de altele sub aciunea contraciei mecanice nensemnate, fr o variaie notabil a energiei interne a sistemei. Dup cum am menionat deja, legturile puniale asigur reversibilitatea deformaiilor mecanice. Cum vom observa mai departe, modulul de elasticitate a materialului este direct proporional cu densitatea reticulaiilor.

n polimerii termoduri puternic reticulai, densitatea punilor este de 10 102 ori mai nalt dect n cazul elastomerilor. n aceste materiale, energia de coroziune dintre lanuri este mult mai nalt (20 30 kJ(mol-1). Din raionamentul acestor caracteristici fizico-chimice, polimerii termoduri ating n general o rezisten mecanic i termic net superioar celor termoplaste.Aparate i materiale necesareAparatul de tipul TR n funciune dotat cu indicator a crui precizie de msurare constituie 0,01 mm, epruvete din cauciucuri diferite cu dimensiunile 10

HYPERLINK \l "_Hlk65403772" \s "1,429,430,0,,x"

(6,08,0)30, vat, spirt.

Sarcini de lucru1. De studiat construcia i principiul de funcionare a aparatului TR.

2. De ajustat aparatul pentru executarea masurrilor.

3. De efectuat msurarea duritii pentru diferite epruvete la indicaia cadrului didactic.

4. De introdus datele n tabelul centralizator.

5. De stabilit funcia dintre duritatea materialelor din care sint efectuate epruvetele i compoziia chimic a acestora.

Destinaia aparatului de marca TR: aparatul este destinat pentru determinarea duritii cauciucurilor prin metoda apsrii bilei care se afl sub aciunea continu a sarcinii (ncrcturii).

Caracteristici tehnice:

1. Limita de msur dup scara aparatului,..0 2 mm.2. Diapazonul de lucru pentru scara de msurare a aparatului,...0,01 2 mm.3. Mrimea unei diviziuni a aparatului de msurat.....0,01 mm.

4. Sarcina de msurat ( ncrctura iniial )..50 5 gf.

5. Sarcina de lucru ( continu )...10002gf.

6. Diametrul bilei oelite.....50,0005mm.

7. Eroarea de msure a aparatului : ( (m. )

n limitele sectorului scrii 0,01 0,5mm... 5

n limitele sectorului scrii 0,5 1,0 mm... 10

n limitele sectorului scrii 1,0 2,0 mm.......

EMBED Equation.3 20

8. Gabaritele aparatului (mm.)...150 x 150 x 350

9. Masa aparatului..7,8 kg.

Construcia i principiul de funcionare a aparatului TR

Aparatul de tipul TR pentru msurarea duritii cauciucului este compus din: batiu i mecanizmul de msurat ( vezi desenul ).

Batiul are o baz metalic rotund 3, pe care se gsesc 2 coloane filetate 4 asamblate n partea superioar cu discul 8. La discul 18 este unit deintorul 16 al indicatorului 9. Pentru a instala indicatorul la poziia 0 se mic discul 18 n sus sau n jos cu ajutorul piulielor 13, unite ntre ele cu lanul 6. De discul 12 este suspendat bara 5 care este unit rigid cu sarcina 19. Captul superior al barei 5 este de form hexagonal 11 care este n diametru mai mare ca bara i are ca destinaie de a sprijini bara 5 de discul 12.

n timpul rotirii piulielor 7 discul 12 coboar i greutatea sarcinii 19 se transmite captului 14 unde este situat bila 15, care intr n contact cu modelul-prob.

Captul 14 cu tija 2 snt unite articulat cu tija 10 a indicatorului 9. Dup artrile indicatorului se msoar adncimea cufundrii bilei n modelul studiat. Pentru a instala aparatul n poziia de lucru orizontal ne folosim de indicatorul 17.

Pregtirea aparatului pentru msurat

Aparatul se instaleaz cu ajutorul a 3 uruburi de reglare pe o suprafa neted de metal 1. Poziia de lucru a aparatului se socoate atunci cnd bila de aer din indicatorul 17 se gsete la mijloc, iar tija 2 cu bara 5 au un joc regulat. Sarcina 19 n acest timp trebuie s atrne doar de discul 12. Suprafaa 1 trebuie s fie aezat pe suprafaa neted a bncii.

Strategia lucrrii

Msurarea duritii

Rotind rotiele13 (dup acele ceasornicului) se aduce n contact bila cu suprafaa epruvetei, dup care, dac rotim n continuare rotiele obinem fixarea acului indicatorului n poziia 0 - zero.

Rotind rotiele 7 vom efectua coborrea greutii 19 peste capul de ncercare 14, n acelai timp i jocul dintre discul 12 i captul hexagonal 11 trebuie s fie de 4-5 mm. Msurarea adncimii scufundrii bilei cu indicatorul 9 se efectueaz dup 30 secunde de la nceputul rotirii acului. Rotirea rotielor 7 n sens contrar rotirii acelor de ceasornic ridic sarcina de pe capul de ncercare 14, apoi rotirea rotielor 13 n aceeai direcie ridic bila de pe epruvet, aducnd aparatul n poziia iniial. Numrul de msurri pentru fiecare epruvet trebuie s nu fie mai mic ca 3. Indicii duritii cauciucului la acest aparat snt: adncimea i numrul duritii.

Adncimea scufundrii bilei (n mm) se determin imediat dup scara indicatorului. Apoi se determin duritatea epruvetei ncercate dup tabela numerelor de duritate.

Verificarea aparatului

n procesul exploatarii aparatului, periodic trebuie verificat exactitatea fixrii lui dup nivel, contactul strns al bucei flexibile.

Dupa demontarea si repararea obligatorie a aparatului, controlarea aparatului de masurat se face cu ajutorul masurrilor n plan neted i paralel.

Epruvete pentru msurat

Epruvetele pentru cercetare la duritate prezint nite plci netede cu grosimea de 6-8 mm. Dimensiunile epruvetelor trebuie sa ne permit s lum msurri n trei puncte cu distana ntre ele i de la margine de 1 cm.

Reguli de folosire, ingrijire i pstrare

Dup finisarea experienei, aparatul trebuie ters cu o crp umed i pus n cutie. Cutia cu aparatul se va pstra ntr-un loc uscat i aerisit.

Tabelul

Adncimea de scufundare a bilei, cmNumrul de duritate, kgf/cm2 (HB)Adncimea de scufundare a bilei, cmNumrul de duritate, kgf/cm2 (HB)Adncimea de scufundare a bilei, cmNumrul de duritate, kgf/cm2 (HB)

0,001636,940,04314,810,0857,49

0,002318,470,04414,490,0867,41

0,003212,310,04514,150,0877,32

0,004159,240,04613,850,0887,24

0,005127,390,04713,550,0897,16

0,006106,160,04813,270,097,08

0,00790,990,04913,000,0917,00

0,00879,620,0512,730,0926,92

0,00970,770,05112,500,0936,84

0,0168,690,05212,250,0946,77

0,01157,900,05312,020,0956,70

0,01253,080,05411,800,0966,63

0,01349,000,05511,580,0976,57

0,01445,500,05611,370,0986,50

0,01542,460,05711,170,0996,43

0,01639,810,05810,980,16,37

0,01737,470,05910,800,1016,30

0,01835,390,0610,620,1026,24

0,01933,520,06110,440,1036,18

0,0231, 350,06210,270,1046,11

0,02130,330,06310,110,1056,07

0,02228,950,0649,950,1066,01

0,02327,690,0659,800,1075,95

0,02426,540,0669,650,1085,90

0,02525,480,0679,510,1095,84

0,02624,500,0689,370,115,79

0,02723,590,0699,230,1115,74

0,02822,750,079,100,1125,69

0,02921,960,0718,970,1135,64

0,0321,230,0728,890,1145,59

0,03120,550,0738,730,1155,54

0,03219,900,0748,610,1165,49

0,03319,300,0758,490,1175,44

0,03418,790,0768,380,1185,40

0,03518,200,0778,270,1195,35

0,03617,690,0788,170,125,31

0,03717,210,0798,060,1215,26

0,03816,760,087,960,1225,22

0,03916,330,0817,860,1235,18

0,0415,920,0827,760,1245,13

0,04115,540,0837,670,1255,10

0,04215,170,0847,580,1265,06

0,1275,020,1524,190,1773,60

0,1284,980,1534,160,1783,58

0,1294,940,1544,140,1793,56

0,1304,900,1554,110,1803,54

0,1314,860,1564,080,1813,52

0,1324,830,1574,060,1823,50

0,1334,790,1584,030,1833,48

0,1344,750,1594,010,1843,46

0,1354,720,1603,980,1853,44

0,1364,680,1613,960,1863,42

0,1374,640,1623,930,1873,41

0,1384,610,1633,910,1883,39

0,1394,580,1643,880,1893,37

0,1404,550,1653,860,1903,35

0,1414,520,1663,840,1913,33

0,1424,490,1673,810,1923,32

0,1434,450,1683,790,1933,30

0,1444,420,1693,770,1943,28

0,1454,390,1703,750,1953,27

0,1464,360,1713,720,1963,25

0,1474,330,1723,700,1973,23

0,1484,300,1733,680,1983,22

0,1494,270,1743,660,1993,20

0,1504,250,1753,640,2003,18

0,1514,220,1763,62

Evaluarea cunotinelor

a)Raportul explicativ va conine:

Descrierea succint a structurii elestomerilor Schema aparatului de msurat duritatea elestomerilor cu indicarea prilor constructive principale Rezultatele msurtorilor

Concluzii privind rezultatele obinute

b)Sudentul va putea s rspund oral la urmtoarele ntrbri

De ce n cazul msurrii duritii cauciucurilor pe suprafaa epruvetelor supuse cercetrii sub aciunea identorului nu se formeaz amprente?

Explicai motivul din care adncimea de scufundare a capului de msurare n epruveta cercetat servete ca indice al duritii cauciucurilor?

De ce este necesar s lum msurtorile dup 30 secunde de aciune a idendorului asupra suprafeei de msurat?

Cum se explic faptul c, n cazul msurrii duritii cauciucurilor nu se aplic metoda Vikers?

Care sunt componenii de baz a elestomerilor?

Care este esena procesului de vulcanizare a cauciucului?

Bibliografie

1.Topal Pavel Studiul materialelor, USB A.Russo, 2005, cap.5.

2. Nicolae Popescu Studiul materialelor Cimilia, TipCim, 1993.

3. . . , . . . , , 1983, III . 381-384.Fig. Aparatul TR

EMBED PBrush

Fig. 5.5. Structura legturilor tip-punte (reticule) obinute la vulcanizarea cauciucului natural cu sulful.

EMBED PBrush

_1139215212.unknown

_1139215408.unknown

_1139215439.unknown

_1139215334.unknown

_1139215322.unknown

_1139215054.unknown

_1139215148.unknown

_1139214575.unknown