Устройство для определения твердости материалов Советский патент 1991 года по МПК G01N3/42 

Изобретение относится к механическим методам испытаний материалов, в частности к определению твердости древесины.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей за счет получения сопоставимых результатов измерений в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

На фиг,1 показано устройство для определения твердости материалов, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку,

Устройство содержит корпус 1 с Т-образным основанием, нагружающим узел, состоящий из винта 2 и рукоятки 3. Внутри корпуса 1 помещен индикатор нагрузки, включающий динамометр 4 на сжатие и индикатор 5 часового типа. Нижняя опора динамометра 4 опирается на головку инден- тора 6. Индентор 6 помещен в стакан 7 и может быть выполнен со сферическим или коническим наконечником. В нижней части корпуса 1 размещен индикатор 8 глубины

внедрения индентора 6. Струбцина состоит из плавки 9 и губок. На привалочной плоскости скобы 9 выполнен сквозной продольный паз, в котором размещено Т-образное основание корпуса 1. Одна из сторон планки 9 выполнена в виде направляющей, боковые стороны которой снабжены сквозными продольными пазами с впадинами Губки струбцины содержат планку 10 упорную с коническим упором 11 и планку 12 зажимную с зажимным механизмом 13, состоящим из рукоятки и винта. Упор винта 14 выполнен конической формы. Верхние части планок 10 и 12 выполнены в виде направляющих со сквозными продольными пазами с впадинами. Длину I паза губок струбцины устанавливают по уравнению

с ю

ю XI

-т,

+$

- h0 + АI,

где h0 - расстояние от оси фиксирующих элементов губок струбцины до торца объекта измерения; d - максимальный размер объекта измерения, замеренный в его торцовой плоскости перпендикулярно оси фиксирующих элементов губок струбцины; Д| - ширина впадины под шпонку в продольном пазу губок струбцины.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений комлевая часть ствола, например пень, оставшийся после валки дерева, подготавливается к проведению измерений, для чего ствол очищается от коры и на боковой поверхности делается тангенциальный срез. Торцовая поверхность также подготавливается для измерения, зачищается до получения гладкой поверхности. Затем на торцовую поверхность пня устанавливается устройство и закрепляется посредством струбцины, вращение винта 14, Предварительно упорная планка 10 переставляется в направляющей планки 9 и фиксируется шпонкой 15 в зависимости от диаметра пня. При этом шпонки 15 фиксируются в нижних впадинах направляющих планок 10 и 12. Передвижением вдоль сквозного паза, расположенного на привалочной плоскости планки 9 Т-образного основания корпуса 1 со стаканом 7, в котором находится индентор 6, последний помещается в одну из крайних точек вдоль диаметра пня. Далее индентор 6 опускается на пень и вращением рукоятки 3 выбирается зазор между динамометром 4 и винтом 2. Устанавливаются на нуль шкалы индикаторов 5 и 8 и под действием усилия Р, создаваемого медленным вращением винта 2, индентор 6 вдавливается в древесину на требуемую глубину, В этот момент по шкале индикатора 5 снимается отсчет с точностью до 0,01 мм и по тарировочной кривой определяется усилие внедрения индентора 6. Достижение заданной глубины вдавливания устанавливается по индикатору 8 и по рискам на инденторе 6. Вращением рукоятки 3 в обратную сторону индентор 6 поднимается над точкой измерений и корпус 1 прибора передвигается вдоль паза планки 9 к следующей точке измерения, Получив ряд значений торцовой твердости древесины вдоль диаметра пня, устройство поворачивается относительно осей конических упоров на 90° и на боковой поверхности пня также производится ряд измерений твердости по диаметру пня. Для поворота устройства ослабляется винт 14 до тех пор, пока шпонки 15 не выйдут из впадин направляющих планок 10 и 12. Затем планка 9 с устройством поднимается над поверхностью пня на максимальную высоту и поворачивается вместе с планками 10 и 12 относительно осей конических упоров на 90°. После этого планка 9 с прибором прижимается к

тангенциальному срезу на боковой поверхности пня, шпонки 15 фиксируются в ближайших впадинах на направляющих планках 10 и 12 и зажимаются в них вращением винта 14. Порядок измерения твердости в этой плоскости такой же, как и в торцовой, влажность древесины в точках измерений определяется при этом с помощью переносного электронного влагомера.

С целью получения сравнимых реэультатов испытаний для пней различного диаметра и высоты, а также для определения влияния твердости древесины наусилие резания, на пне выполняется ряд последовательных продольных и поперечных срезов,

состоящих один от другого на 5-10 см, в зависимости от диаметра и высоты пня, причем за точку отсчета поперечных срезов берутся уровень почвы, а продольных - сердцевина пня, При выполнении очередного среза одним из известных способов измеряется изменение усилия резания по диаметру ствола, а затем с помощью устройства определяется твердость древесины в различных точках на плоскости среза.

Формула изобретения

Устройство для определения твердости материалов, содержащее корпус, размещенные в нем нагружающий узел, связанный с ним индентор, индикатор нагрузки и.

предназначенную для взаимодействия с образцом струбцину, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, струбцина выполнена из трех планок с продольными пазами с впадинами, на первой из них размещен с возможностью перемещения вдоль планки корпус, а две упругие установлены перпендикулярно к первой, конических упоров, один и которых жестко связан с второй планкой, а

другой установлен на третьей перпендикулярно к ее оси с возможностью перемещения, и шпонок, размещенных в продольных пазах планок.

///у///////////////////////////////7/

Щиг1

10

Изобретение относится к механическим методам испытаний материалов, в частности к определению твердости древесины. Цель изобоетения - расширение эксплуатационных возможностей за счет получения сопоставимых результатов измерении в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Устройство снабжено струбциной, обеспечивающей при одном ее зажиме измерение твердости вдоль линий, размещенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях.2 ил.

ьс/г 1

1

ГГ

LL

I

тг

-t

Г