转矩流变仪的应用

ZJL—200计算机控制转矩流变仪一、转矩流变仪的用途：转矩流变仪可以用来研究热塑性材料的热稳定性、剪切稳定性、流动和固化行为，其最大特点是能在类似实际加工过程的条件下连续、准确可靠地对体系的流变性能进行测定。

可以完成的典型实验有XLPE材料的交联特性测定，PVC 材料融合特性以及热稳定性的测定，材料表观粘度与剪切速率关系的测定等。

二、转矩流变仪主要功能：1）主机:接收和发送数据信号控制温度和机械传动机构。

2）挤出机：螺杆在固定温度的机筒挤压熔融料样顺着螺旋旋转方流向口模3）混炼器：一定形状的转子在定温度定容积的腔体中均匀混合料样。

4）计算机软件：监测和控制温度、压力、传动机构并实时勾画压力--时间；温度--时间；扭矩—时间等曲线。

5）其它：可增配牵引单元、三辊压延、吹膜机、自动称重、自动测量等测试功能。

三、转矩流变仪性能指标1）电机功率：3.0 kW2）转速范围：0.1~120 rpm3）速度控制精度：0.3%F.S.4）转矩测量范围：0 ~ 200Nm5）转矩测量精度：0.1%F.S6）熔体压力测量范围：0.1~100Mpa7）压力测量精度：0.5 %F.S.8）温度控制范围（五路控温）：室温~300℃9）温度控制精度：+1.0℃10）混练机最大容量：50ml11）塑料单螺杆挤出机（材料38CrMOALA）（1）螺杆长径比：L/D 25：1（2）毛细管模具（内径1.27mm、长径比20：1、30：1、40：1）13）图形显示：转速、转矩、温度、压力、扭矩14）主机+挤出机外型尺寸：1600mm×450mm×1300mm（长×宽×高）15）主机+混炼器外型尺寸：1600mm×450mm×1300mm（长×宽×高）16）电压：AC380V 6kW四、转矩流变仪主要配置1、测控主机1）驱动电机及驱动器1套2）减速机1套3）扭矩传感器1个4）测控温度表5块5）测控电路（含压力、温度、扭矩、转速、放大电路等）1套2、混炼器单元1）加热板（含加热元件）3块2）压料装置1套3）转子（Roller型）2支3、挤塑机单元1）单螺杆（长径比：L/D 25：1）1套2）螺筒1套3）装料装置1套4）加热装置5路4、试验软件1）聚合物熔体测量数据处理软件1套2）挤出机数据处理软件1套3）混合器数据处理软件1套5、模具毛细管模具内径1.27mm、长径比：20：1 1只30：1 1只40：1 1只6、清华同方品牌计算机1套7、HP彩色喷墨打印机1台平行异行双螺杆挤出机（材料：GH113高温钢+MJ合金高温钢）：1）螺杆类型：平行异向双螺杆2）螺杆直径：42mm3）长径比：7：14）温度范围：室温~300℃5）控温精度：1%F.S6）转矩测量范围：0~200N.m7）转矩测量精度：1%F.S五、曲线示例混炼机计算机挤出机图a PVC融合(单曲线) 图b PVC热稳定图c XLPE交联。

返回转矩流变仪及其在塑料加工中的应用洪王暄迎思海亭理工大学1. 转矩流变仪的组成与特点转矩流变仪是在Brabender塑化仪的基础上发展起来的一种综合性聚合物材料流变性能测试实验设备。

其突出特点是可以在接近于真实加工条件下，对材料的流变行为进行研究。

目前已经在塑料加工性能研究、配方设计，材料真实流变参数测量等方面获得了重要应用。

随着转矩流变仪应用的日益广泛，其组成和性能也在不断发展，呈现多功能、高性能、高精度、自动化等趋势。

转矩流变仪主要由测控主机和功能单元两大部分组成。

测控主机提供了转矩流变仪的基本工作环境，完成各种数据采集与记录，以及为各功能单元提供动力和控制。

功能单元是实现各种测量的功能部分，目前已广泛应用的有，双转子混炼器、单螺杆挤出机、平行双螺杆挤出机、锥型双螺杆挤出机、杂质测量仪、口模膨胀测量仪、各种挤出加工模具等。

各功能单元以积木形式与测控主机相连，并在相应软件的支持下，实现具体的实验、测量和分析功能。

下面详细描述各部分的结构和性能。

1.1 测控主机组成与性能测控主机主要由计算机、数据测控系统、动力系统及转矩测量系统构成。

其组成框图如图1.1所示：图1.1 测控主机原理图其中计算机通过运行相应软件，完成各种操作和数据处理。

在计算机上运行的软件有两类，一类是测控软件，它提供了一个人机交互的接口，操作者可以在其提供的虚拟仪器界面上完成绝大多数的仪器操作，另外该软件还完成测量数据的显示和保存任务。

另一类是数据处理软件，它与各功能单元配合完成各种测量和分析。

测控主机和测控软件界面如图1.2和1.3所示。

图1.2 测控主机图1.3 测控软件界面数据测控系统是以单片微型计算机为核心的电子系统，完成温度、压力、转速、转矩等数据的采集以及实现电气、温度及转速控制。

动力系统为功能单元提供工作动力，由电动机和减速机组成。

转矩测量系统可以测量动力系统的输出转矩，并以此数据描述物料与各功能单元作用时的粘度变化，并进一步表征熔体的流变性。

转矩流变试验胡圣飞编一、试验原理及目的高分子材料的成型过程，如塑料的压制、压延、挤出、注射等工艺，化纤抽丝，橡胶加工等过程，都是利用高分子材料熔体进行的。

熔体受力作用，不但表现有流动和变形、而且这种流动和变形行为强烈地依赖于材料结构和外界条件，高分子材料的这种性质称为流变行为（即流变性）。

测定高聚物熔体流变性质，根据施力方式不同，有多种类型的仪器，转矩流变仪是其中的一种。

它由微机控制系统、混合装置（挤出机、混炼器）等组成。

测量时，测试物料放入混合装置中，动力系统驱使混合装置的混合元件（螺杆、转子）转动，微处理机按照测试条件给予给定值、保证转矩流变仪在实验控制条件下工作。

物料受混合元件的混炼、剪切作用以及摩擦热、外部加热作用，发生一系列的物理、化学变化。

在不同的变化状态下，测试出物料对转动元件产生的阻力转矩、物料热量、压力等参数。

其后，微处理机再将物料的时间、转矩、熔体温度、熔体压力、转速、流速等测量数据进行处理，得出图、表形式的实验结果。

利用转矩流变仪不同的转子结构、螺杆数、螺杆结构、挤出模具以及辅机，可以测量高分子材料在凝胶、熔融、交联、固化、发泡、分解等作用状态下的转矩—温度时间曲线，表观粘度—剪切应力（或剪切速率）曲线，了解成型加工过程中的流变行为及其规律。

还可以对不同塑料的挤出成型过程进行研究，探索原材料与成型工艺、设备间的影响关系。

总之，对于成型工艺的合理选择，正确操作，优化控制，获得优质、高产、低耗制品以及为制造成型工艺装备提供必要的设计参数等，都有非常重要的意义。

高分子材料的流变性除受高聚物结构及有关复合物组成的影响外，采用混合器测量流变性质时的实验条件也是十分重要的影响因素。

二、试验用原材料硬质PVC粒状复合物或混配物PVC 100 60 56.52174ACR丙烯酸酯共聚物 4 2.4 2.26CPE氯化聚乙烯 6 3.6 3.39钙锌复合稳定剂 4.5 2.7 2.54硬脂酸0.5 0.3 0.2869 64.99174三、主要仪器设备RM-200C转矩流变仪，主要分三部分：主机、电气控制柜、混合或挤出装置。

转矩流变仪的工作原理转矩流变仪是一种测试材料流变性能的仪器，主要用于测试各种材料的力学性能和变形特性，例如塑料、橡胶、涂料、纺织品等。

本文将对转矩流变仪的工作原理进行详细解析。

一、概述转矩流变仪测量的是所测试物质的流变性能。

所谓流变性能，指的是物质在受到外力（如剪切力、扭转力等）作用下的变形特性。

不同材料在受到不同外力时，其变形特性表现不同，因此需要使用不同的流变测试方法和仪器。

转矩流变仪主要通过旋转扭转试样来测量流变性能，同时可以测量材料的动态弹性模量、流体阻力力、压缩弹性模量等力学性能。

该仪器广泛应用于塑料、橡胶、涂料、纺织品等材料的研究和生产中，对提高产品的质量和性能至关重要。

二、结构和工作原理转矩流变仪的主要结构包括电机、传动装置、拉伸装置、刻度盘、显示和控制系统等。

下面将详细介绍其工作原理和各部分组成。

1、电机及传动装置转矩流变仪使用电机驱动扭矩盘旋转，使得试样受到扭矩作用，从而改变材料的形状。

电机的转速也是测试中的一个重要参数，可根据需要调节。

传动装置包括电机与扭矩盘之间的传动系统，主要由带动皮带、齿轮和轴承等组成。

这些部件既要保证工作顺畅，又要保证传动精度和稳定性，以减小误差。

2、拉伸装置拉伸装置是用来夹住样品并施加相应的载荷的。

其主要部分是夹具，可以根据需要更换不同类型的夹具。

夹具的设计要能够适应不同形状和尺寸的测试物质，并且能够确保试样与扭矩盘之间的离心力被最小化。

3、刻度盘刻度盘用于显示材料在受到外力作用时的变形情况。

它是用来记录扭矩盘的扭转角度，并输出其相关数据。

通常情况下，一次测试需要记录多个数据点，以便后续的数据处理和分析。

4、显示和控制系统转矩流变仪的显示和控制系统主要分为两个部分：数据采集系统和控制系统。

数据采集系统用来记录测试中产生的数据，并将其转换成所需要的形式，包括数字化和图形化输出。

控制系统则控制测试的过程，包括测试条件、采集方式、数据处理等。

三、应用范围1、塑料制品生产。

转矩流变仪的原理及应用1. 转矩流变仪的原理转矩流变仪是一种用于测量材料在转动中所产生的转矩变化的仪器。

其基本原理是利用一对对称固定的力制动装置，将被测物体制动，测量产生的制动力矩，从而推断出物体所受的转矩大小。

转矩流变仪的原理可以分为以下几个步骤：•力制动：转矩流变仪通过施加一对对称的制动力来制止被测物体的转动。

制动力的大小受到调节器的控制，可通过转动调节器来改变制动力大小。

•测量制动力矩：在物体被制动时，由于受到制动力的作用，物体会产生相应的制动力矩。

转矩流变仪会通过传感器来测量产生的制动力矩的大小。

•数据处理和显示：测得的制动力矩数据会被转矩流变仪进行处理，并通过显示屏或输出接口以数字或图形的形式展示出来。

2. 转矩流变仪的应用转矩流变仪的应用非常广泛，以下是一些常见的应用领域：2.1 汽车工业在汽车工业中，转矩流变仪被广泛应用于发动机、传动系统、转向系统等部件的测试与研发过程中。

通过测量转矩的变化，可以评估各部件的性能、效率以及耐久性等指标，从而对汽车的性能进行优化和改进。

2.2 航空航天工业在航空航天工业中，转矩流变仪可用于测试飞机发动机、涡轮机、涡轮增压器、液压泵、涡轮传感器等关键部件的性能和可靠性。

通过测量转矩的变化，可以评估部件的负载情况，预测寿命，并进行故障分析和故障诊断。

2.3 医疗器械领域在医疗器械领域，转矩流变仪被广泛用于测试和评估各种医疗器械的性能和质量。

例如，使用转矩流变仪来测量人工心脏、人工关节等医疗器械的转矩变化，以评估其操作稳定性和耐久性。

2.4 材料科学研究转矩流变仪在材料科学研究中也扮演着重要的角色。

通过测量材料在转动过程中的转矩变化，可以评估材料的流变性质，如粘弹性、塑性等特性。

这对于材料的研究和开发具有重要意义。

2.5 其他应用领域除了上述应用领域外，转矩流变仪还广泛应用于机械工程、电子工程、船舶工程、石油和化工工程等领域。

在这些领域中，转矩流变仪可以用于测试和评估各种设备、部件和产品的性能、质量和可靠性。