Устройство измерения твердости Советский патент 1984 года по МПК G01N3/42 

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, а именно к измерению твердости, и может &ыть использовано при статических иипытанкях твердости шариковыми инденторами.

Известно устройство для измерения твердости, в котором шарик фиксирован прижимной обоймой в оправке, служащей для крепления его в твердомере и для передачи усилий от системы нагружения на шарик tlDВ этом устройстве нагрузка на шарик прикладывается вдоль оси внедрения его в испытуемый образец, что приводит к сплю1циванию шарика и как следствие этого к появлению больших погрешностей измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения твердости, содержащее обойму, выполненную из двух соосных соединенных между собой и образующих предназначенную для заполнения рабочим телом полость частей, оправку с хвостовиком, связанную с одной частью обоймы а .в другой выполнено центральное сферическое углубление, размещенный в нем шарик и механизм для передачи давления на шарик,выполненный в виде двух штанг,жестко связанных с прижимным кольцом, взаимодействующим с рабочим телом, в качестве которого используется резиновое кольцо, приложенное к шарику по кольцевому сегменту 23.

Недостатком этого устройства является то, что дополнительная.нагрузка действует только на ту часть поверхности шарика, которая ограничена толщиной резинового кольца, в то время как большая часть поверхности шарика, нсвходящая в контакт с испытуемым образцом, остается свободной от нагрузки.

Для уменьшения сплющивания шарика при испытаниях материалов с твердостью свыше 500 НВ боковое давление должно в несколько раз превышать давление в отпечатке. Известное устройство не позволяет производить измерение твердости материалов с твердостью 500-650 НВ, так как резина начинает вытекать в сферическое углубление в обойме, которое открывается при увеличении давления.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений за счет приложения к шарику равномерной нагрузки по всей площади, свободной от контакта с испытуемым образцом.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения твердости, содержащем обойму, выполненную из двух соосных, соединенных между собой и образующих предназначенную для заполнения рабочим телом полость частей, оправку с хвостовиком, связанную с одной частью обоймы, а в другой выполнено центральное сферическое углубление, размещенный в нем шарик и механизм для передачи давления на шарик, последний выполнен в виде поршня, установленного в обойме и взаимодействующего с оправкой, и фланца, размещенного на оправке и соединенного с обоймой, в качестве рабочего тела использован гидропласт, а диаметр сферического углубления под шарик выбран из соотношения 0, 0,32 где D - диаметр шарика.

ha чертеже изображено устройство общий вид.

Устройство для измерения твердости содержит обойму 1, выполненную из двух частей, образующих полость для заполнения рабочим телом 2, одна часть обоймы связана с оправкой 3 с хвостовиком 4, предназначенным для крепления устройства в шпинделе твердомера (не показан ), в другой части обоймы выполнено центральное сферическое углубление диаметром d, размещенный в нем шарик 5, механизм для передачи давления на шарик, выполненный в виде поршня 6, установленного в обойме 1 и взаимодействующего с оправкой 3, и фланца 7, размещенного на оправке 3 и соединенного с обоймой 1. Фланец 7 прижимает оправку 3 к поршню 6, создавая предварительное давление на шарик 5. В качестве рабочего тела 2 использован гидропласт, а диаметр d сферического углубления под шарик выбран из соотношения 0,,32 где В - диаметр шарика.

Устройство работает следующим образом.

При приложении испытательной нагрузки F к оправке 3 она через поршень б создает внутри обоймы 1 гидростатическое давление PsF/S г где 5 - эффективная площадь поршня равная площади отверстия в верхней части полости.

Это давление равномерно прикладывается ко всей свободной поверхности шарика 5 и к внутренним стенкам обоймы 1. При этом шарик прижимается к сферическому углублению диаметром сЗ . А так как диаметр о сферического углубления больше диаметра отверстия в верхней части полости, то шарик 5 всегда прижат к сферическому углублению в нижней части обоймы, что предотвращает вытекание гидропласта из полости обоймы и способствует возрастанию давления в ней по мере увеличение нагрузки. Благодаря тому, что шарик прижимается к сферическому углублению в нижней части обоймы, он не будет проваливаться внутрь нее и, перемещаясь вместе с

310894814

оправкой, вдавливается в испытуемый в конечном итоге, позволит уменьшить

образец силой F .деформацию шарика, а следовательно.

Выбор диаметра «а из соотношенияи изменение радиуса его кривизны

0, 0,32 позволяет осущест-в зоне контакта с испытуемьп- образвить приложение равномерной нагруз-цом, т.е. снизить систематическую

ки по всей площади, свободной от кон- 5погрешность измерения твердости и

такта с испытуемым образцом, что,расширить диапазон измерений.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ, содержащее обойму, выполненную из двух COOCHUX, соедт1ненных между собой и образующих предназначенную для заполнения рабочим телом полость частей, оправку с хвостовиком, связанную с одной частью обоймы, а в другой выполнено центральное сферическое углубление, размещенный в нем шарик и механизм для передачи давления на гиарик, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, механизм для передачи давления на L-iaрик выполнен в виде поршня, установленного в обойме и взаимодействующего с оправкой, и фланца, размещенного На оправке и соединенного с обоймой, в качестве рабочего тела использован гидропласт, а диаметр d сферического углубления под шар1гк выбран из соотношения: 0,24Dlcl 0,32D , где D - диаметр шарика.§ (Л 00 со 4 00