Устройство для определения сил сопротивления резанию материалов Российский патент 2023 года по МПК G01N3/02 G01N3/30 G01N3/58 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения сил сопротивления резанию в результате единичных порезов испытуемых образцов материала.

Может использоваться для определения нагрузок, возникающих на режущем элементе в результате резания материала, имеющего меньшую прочность в сравнении с режущим элементом.

Известно устройство для испытания образцов материалов при воздействии нагрузок ударного типа, состоящее из двух штанг, захвата, разрабатываемого образца, ударника и колеса (патент RU 2051356 С1, МПК G01N 3/34, опубл. 27.12.1995).

Недостатком такого устройства является отсутствие возможности определять мгновенное значение возникающих нагрузок.

Наиболее близким к предполагаемой конструкции является устройство, включающее основание со стойками, молотом в виде маятника с закрепленным в нем режущим ножом и опору для крепления образцов, причем опора, выполненная в виде качалки, связана с датчиком сил и содержит подложку, на которой выполнен симметричный паз (патент RU №2158912, МПК G01N 3/34, G01N 3/58, опубл. 10.11.2000).

Такое решение позволяет повысить точность проводимых испытаний и эксплуатационные характеристики.

Вместе с тем, анализ конструкции указанного устройства показывает, что такое конструктивное решение опоры искажает показания датчика сил, особенно при определении сил сопротивления резанию материалов, имеющих меньшую жесткость по сравнению с режущим ножом.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения сил сопротивления резанию, возникающих на режущем элементе при единичном порезе, без учета жесткости материала и обеспечение возможности определения мгновенных сил сопротивления резанию.

Технический результат достигается тем, что предлагается устройство для определения сил сопротивления резанию материалов, состоящее из основания с площадкой для фиксации испытуемых образцов, двух жестко закрепленных стоек, которые шарнирно соединены между собой осью, с которой, с одной стороны шарнирно установлен маятник, а с другой стороны на маятнике шарнирно установлен режущий элемент.

Отличительным конструктивным признаком предлагаемого изобретения является то, что маятник дополнительно включает в себя шарнирно установленную кулису, шарнирно соединенную с тягой, причем датчик силы с одной стороны соединен с маятником, а с другой стороны через кулису и тягу соединен с режущим элементом, а сам режущий элемент установлен на маятнике шарнирно.

Кулиса в свою очередь имеет дополнительные крепежные отверстия для изменения диапазона регистрации возникающих нагрузок.

На фиг. 1 изображено устройство для определения сил сопротивления резанию материалов.

Устройство для определения сил сопротивления резанию материалов включает в себя опорные стойки 2, жестко установленные на основании 1 с возможностью закрепления материала, опорные стойки в свою очередь шарнирно закреплены между собой осью 3, на которой установлен маятник 4, на конце маятника установлен режущий элемент и жестко закрепленные инерционные элементы. Режущий элемент с одной стороны шарнирно установлен на маятнике, а с другой стороны соединен с тягой 6, которая в свою очередь шарнирно соединена с кулисой 8, которая одним концом шарнирно установлена на маятнике, а другим с датчиком силы 7.

Работа данного устройства осуществляется следующим образом.

Материал устанавливается и фиксируется на основании 1, маятник 4 отклоняется на угол, соответствующий необходимой скорости резания, и происходит его сброс. Режущий элемент 5 прорезает испытуемый образец, усилия, возникающие на режущем элементе 5, передаются через тягу 6, к кулисе 8, которая шарнирно соединена с датчиком сил 7 и происходит регистрация показаний.

Для изменения диапазона регистрации возникающих нагрузок на режущем элементе 5, имеется возможность изменять плечо передачи усилия, от режущего элемента 5 до кулисы 8, переставляя тягу 6 в другие крепежные отверстия.

Таким образом, предлагаемое устройство повышает точность определения сил, возникающих в процессе резания испытуемых образцов, за счет определения возникающей нагрузки, непосредственно на режущем элементе, без учета жесткости материала, и обеспечивает возможность определения мгновенных значений сил сопротивления резанию.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения сил сопротивления резанию в результате единичных порезов образцов испытуемых материалов. Устройство содержит основание, жестко установленные на основании стойки, маятник, установленный шарнирно через ось на стойки, с установленным шарнирно на маятнике режущим элементом. Маятник дополнительно включает в себя шарнирно установленную кулису, шарнирно соединенную с тягой. Датчик силы с одной стороны соединен с маятником, а с другой стороны через кулису и тягу соединен с режущим элементом. Технический результат: повышение точности определения сил сопротивления резанию, возникающих на режущем элементе при единичном порезе, без учета жесткости материала, и обеспечение возможности определения мгновенных сил сопротивления резанию. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для определения сил сопротивления резанию материалов, включающее основание, жестко установленные на основании стойки, шарнирно установленный через ось на стойках маятник, с установленным на маятнике режущим элементом, отличающееся тем, что маятник дополнительно включает в себя шарнирно установленную кулису, шарнирно соединенную с тягой, причем датчик силы с одной стороны соединен с маятником, а с другой стороны через кулису и тягу соединен с режущим элементом, а сам режущий элемент установлен на маятнике шарнирно.

2. Устройство по п. 1, отличающее тем, что шарнирно соединенные тяга и кулиса содержат дополнительные крепежные отверстия для установки тяги.