Zespół
mgr inż. Wojciech Kujawski

Istota wynalazku

Powłoki nakładane na powierzchnie przedmiotów lub obiektów powinny m.in. być zdolne do pokrywania rys/pęknięć i posiadać zdolność cyklicznego rozciągania i ściskania bez utraty właściwości izolacyjnych.

Urządzenie zapewnia:
- prędkość tworzenia szczeliny pomiędzy stołami V=0,05 mm/min
- pomiar szczeliny z dokładnością 0,01 mm
- cykliczną pracę rozciągania i ściskania powłoki o dowolnych dedykowanych wielkościach szczelin do 5 mm ±0,01 mm,
- badania w zakresie temperatur od -20ºC do +80ºC.

Urządzenie składa się ze stołu stałego, stołu ruchomego, suportu z układem dwóch zespolonych ze sobą motoreduktorów i silnika elektrycznego, wałka napędowego z jednej strony osadzonym współosiowo enkoderem, z drugiej sprzęgniętego ze śrubą dwugwintową, nakrętek specjalnych, konsoli ruchomej i konsoli stałej, łącznika łączącego konsolę ze stołem ruchomym, podstawy komory termicznej, centrali sterującej.

Na stołach montowane są dwie próbki np. płyty betonowe. Płyty pokrywa się badaną powłoką. Na podstawę komory nakłada się pokrywę komory. Wnętrze komory klimatyzuje się do wymaganej temperatury. Śruba dwugwintowa 6 posiada na ½ długości gwint o skoku 4,00 mm i na ½ długości gwint o skoku 4,25 mm. Obrót śruby o 360º powoduje wsunięcie śruby (z jednoczesnym przemieszczeniem suportu) o wartość skoku tj. 4,00 mm oraz przesunięcie konsoli ruchomej o różnicę skoku tj. o 0,25 mm. (Gdyby obie nakrętki posiadały ten sam skok odległość pomiędzy nimi pozostałaby niezmienna). Konsola ruchoma poprzez łącznik przesuwa stół ruchomy o wartość 0,25 mm/obr. Enkoder sprzęgnięty ze śrubą dwugwintową dzieli obrót o 360º na 2000 części i sygnalizuje obrót śruby o każdą działkę czyli 1/2000. Sygnał przetwarzany jest na wartość liczbową przemieszczenia. Dokładność pomiaru powstałej szczeliny, bez uwzględnienia dokładności wykonania śruby (śruba i nakrętki wykonane metodą szlifowania i docierania) wynosi 0,25/2000 mm, czyli 0,000125 mm.

Innowacyjność polega na zastosowaniu śruby dwugwintowej o skoku 4,00 mm i 4,25 mm. W zastosowanym rozwiązaniu prędkość przesuwu stołu ruchomego czyli tworzenia szczeliny wynosi V=0,05 mm/min uzyskiwana jest poprzez obrót śruby z prędkością obrotową Vobr = 72º/min oraz zastosowanie enkodera do pomiaru wartości przesuwu i pomiaru prędkości stołu. Dla porównania w przypadku zastosowania do przesuwu śruby pociągowej o skoku 4,00 mm prędkość obrotowa wynosiłaby Vobr=4,5º/min, czyli 16x mniejsza. Prędkość obrotowa Vobr=72º/min zapewnia płynny obrót śruby bez zacięć, zatarć co zapewne wystąpiłoby w przypadku prędkości Vobr=4,5º/min. Cały napęd realizujący prędkość przesuwu i szerokość szczeliny znajduje się poza komorą termiczną, co zapewnia brak wpływu czynnika temperatury wewnątrz komory klasę dokładności urządzenia.

Potencjał komercjalizacji

1) W urządzeniach do badania powłok izolacyjnych stosowanych w budownictwie w szczególności do zabezpieczeń przed wodą i wilgocią murów, mostów, fundamentów, konstrukcji stalowych itp. Powłoki izolacyjne do zabezpieczania budowli i jej elementów przed działaniem wody i wilgoci spełniają bardzo ważną rolę w zakresie żywotności obiektu, bezpieczeństwie i jego użytkowaniu. Jedną z właściwości powłok jest zachowanie ich ciągłości na pokrytych rysach, pęknięciach także w przypadku cyklicznego ich rozciągania i ściskania wynikającego z zmiany szerokości rysy, szczeliny (zmiany temperatury, drgania). Dodatkowo powłoki te powinny zachować swoje właściwości także w przypadku pracy w skrajnych temperaturach. Urządzenie będące przedmiotem wynalazku pozwala na ocenę spełnienia wymagań stawianych w zakresie zdolności powłok do pokrywania rys przy cyklicznym rozciąganiu i ściskaniu także w skrajnych temperaturach i jest czynnikiem determinującym przy wprowadzaniu takiego wyrobu na rynek. Zastosowanie powłok o właściwych cechach ma duże znaczenie dla gospodarki w zakresie wynikającej z ochrony obiektów budowlanych.
2) W urządzeniach, maszynach wymagających bardzo małych prędkości przesuwu i wymagających precyzyjnych wartości przemieszczeń, także w przypadku przenoszenia przez śrubę dużych obciążeń. Zasada śruby dwugwintowej z różnicą skoków gwintu może być zastosowana niezależnie od średnicy śruby jak i wielkości skoku.