Устройство для определения прочности материалов Советский патент 1992 года по МПК G01N3/48 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения прочности материалов при динамическом вравлива- нии наконечника в испытываемую поверхность, и может быть использовано для испытания кладочного и других растворов, а также мелкозернистых бетонов.

Известен прибор для определения - прочности материалов, содержащий корпус со взводнопусковым механизмом, нагружающий механизм в виде пружины растяжения, наконечник со штоком и индентор

Недостатком прибора является невозможность глубокого внедрения шарикового индентора в испытываемый материал, что не позволяет использование его при определении прочности кирпичной кладки и других тонких слоев и снижает точность измерения„

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для определения прочности материалов, содержащее цилиндрический корпус с воз душным клапаном, расположенный в нем ударный узел в виде полого поршня с выемками в стенках, шток-индентор, шары, установленные с возможностью взаимодействия с выемками поршня, упор в виде градуированной рейки, отверстия для выпуска воздуха при ударе 2J„

Однако в этом устройстве также отсутствует заостренный стержень с опорным элементом перпендикулярности повышающие точность производимых измерений и позволяющие использовать устройство для определения прочности кирпичной кладки и других материалов с тонн слоямио Кроме того, в указанном устройстве отсутствует регулятор давления, обеспечивающий точность заданного рабочего давления

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей„

Цель достигается тем, что в уст- РОЙСТВР для определения прочности материалов, содержащем цилиндрический корпус с воздушным клапаном и с выпускными отверстиями, ударный узел в виде полого поршня, полого штока с гнездами вдоль его оси, установлен ного внутри полого штока сердечника с сужением, и шаров размещенных в гнёздах и выемке и предназначенных для взаимодействия с сужением, и регулятор давления воздуха, последний выполнен в виде установленного в корпусе поршня с микрометрическим винтом и в виде дополнительных выемок вдоль оси полого поршня, дополнительных гнезд вдоль оси полого штока и дополнительных сужений оси сердечника с

В устройстве в качестве силовоз- будителй используется сжимаемый воз дух, поэтому корпус устройства выполнен в виде цилиндра, внутри которого расположен полый поршень, используемый в качестве ударного узла и передающий энергию удара через шток и упорный диск заостренному «стержню, а тот, в свою очередь, пе0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

редает энергию этого удара на испытываемый материале

Перемещением с помощью микрометрического винта поршня регулятора давления воздуха в цилиндрическом корпусе обеспечивают точность заданного рабочего давления воздуха

На чертеже представлено устройство для определения прочности мате- риаловр разрез.

Устройство для определения прочности материалов содержит корпус 1 в виде цилиндра с крышкой 2 и воздушным клапаном 30 Внутри корпуса 1 расположен полый поршень kt в стенках которого выполнены выемки 5 Поршень k связан со штоком 6 посредством шаров 7, размещенных в гнездах 8 штока и выемках 5 в стенках поршня „ Внутри штока 6 смонтирован сердечник 9, выполненный сужающимся на одном концео Сужение 10 сердечника 9 служит для освобождения шаров 7 из выемок 5 в стенках поршня Ь, при этом освобождается поршень для выполнения удара На упругом конце сердечника 9 имеются выступы 11„ В центральном отверстии 12 штока 6 между сердеч- : ником 9 и упорным диском 13 размещена пружина Выступы 11 перемещаются в отверстии 12 штока 6„

В крышке 2 корпуса 1 выполнены отверстия 15о На штоке 6 по его длине размещены несколько пар гнезд, а на подпружиненном сердечнике 9 со стороны сужающегося конца 10 выполнены выемки 5, расположенные соответственно гнездам 8„

На свободном конце штока 6 закреплена обойма 16, закрывающая выступы сердечника 9, исключая таким образом случайную сработку устройства„

В обойме 1б расположен упорный диск 13, а на противоположном конце обоймы 16 находится торцовая гайка

17,через центральное отверстие которой проходит заостренный стержень

18,контактирующий одним концом со штоком б через упорный диск 13, а другим, заостренным - с испытываемым материаломо Диаметр головки торцовой гайки 17 больше диаметра обоймы 1б0 На обойме 1б закреплен перемещаемый опорный элемент 19 перпен- ( дикулярностио На одном конце опорного элемента 19 имеется диск 20 с отверстием для прохождения заостренного стержня 18, а другой его конец заужен и обойма 16 для него служит направляющей, в то время как уширенная часть торцовой гайки 17 является ограничителем перемещения опорного элемента 19 перпендикулярности„ На опорном элементе 19 закреплен измеритель 21 глубины внедрения стержня 18„ На противоположном конце цилиндрического корпуса 1 расположен регулятор 22 давления воздуха в виде поршня с микрометрическим винтом 23 и отсчетной шкалой 24.

Устройство работает следующим образом о

В зависимости от исследуемого материала устанавливается одна из фиксированных энергий удара Для гтого шары 7 размещаются в соответствующей паре гнезд 8 штока 60 Точное значение энергии обеспечивается перемещением регулятора 22 микрометрическим винтом 23 с возможностью определения положения регулятора 22 по отсчету на шкале 240

Опорный элемент 19 перпендикулярности подводят к испытываемому материалу так, чтобы диск 20 опорного элемента 19 соприкасался с поверхностью испытываемого материала, обеспечивая в то же время перпендикулярность продольной оси устройства к поверхности испытываемого материала Легким нажатием на торец цилиндра со прикасают острие стержня 18 с испыты ваемым материалом При увеличении усилия нажатия шток б и, следовательно, поршень 4 начинают перемещаться в глубь цилиндра, увеличивая давление воздуха„ После соприкосновения крышки 2 с выступом сердечника 9 последний начинает перемещаться до тех пор, пока сужающаяся часть сердечника 9 не разместится напротив гнезд 8, в которых расположены упорные шары При этом шары 7, постоянно контактирующие с поверхностью сердечника, перемещаются в гнездах 8 в глубь тела штока 6, освобождая поршень ka Освободившись от шаров 7, поршень А начинает движение под дей10

15

20

25

30

35

40

45

50

ствием сжатого воздуха и наносит удар по штоку 6 и контактирующему с ним через упорный диск 13 стержню 18 с заостренным концом, передающему в свою очередь энергию этого удара на испытываемый материале На измерителе 21 перемещения фиксируется отсчет в положениях, когда острие стержня 18 после легкого нажатия касается поверхности материала после выполнения удара,,

Разница отсчетов соответствует глубине внедрения заостренного стержня 18 в материал,,

Устройство выводят из контакта с исследуемым материалом и придают ему вертикальное положение штоком б вниз При этом шток 6 под действием собственной массы перемещается вниз внутри полости поршня 4 до положения, когда гнезда 8 штока 6 с шарами 7 разместятся напротив выемок 5 в стенках поршня 4. Шары 7 под действием подпружиненного сердечника 9 входят в выемки 5 поршня 4.

Формупа изобретения

Устройство для определения прочности материалов, содержащее цилиндрический корпус с воздушным клапаном и с выпускными отверстиями, ударный узел в виде полого поршня с выемкой на его внутренней поверхности, установленного внутри полого поршня полого штока с гнездами вдоль его оси, установленного внутри полого штока сердечника с сужением и шаров, размещенных в гнездах и выемке и предназначенных для взаимодействия с сужением, и регулятор давления воздуха, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, регулятор давления воздуха выполнен в виде установленного в корпусе поршня с микрометрическим винтом и в виде дополнительных выемок вдоль оси полого поршня, дополнительных гнезд вдоль оси полого штока и дополнительных суже- ний оси сердечника,,

„, ,, ф

. Составитель В08ыхристенко Редактор Т.Юрчикова Техред М.Моргентал Корректор И.Шулла

Заказ 1202 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

CVI

Изобретение относится к испытательной технике,, Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей. Цель достигается тем, что внутри корпуса 1, выполненного в виде цилиндра с крышкой 2 и снабженного воздушным клапаном 3, расположен ударный узел, представляющий собой полый поршень 4 с выемками 5 в стенках, взаимодействующими с шарами 7, размещенными в гнездах 8 штока 6, на свободном конце которого расположены заостренный стержень 18 с минимальным размером-сечения рабочего органа, равным 0,5 минимального размера испытываемого материала, контактирующий одним концом со штоком 6 через упорный диск 13, а другим, заостренным, с испытываемым материалом, обойма 1б с направляющей для заостренного стержня, торцовой гайкой 17 и передвижным опорным элементом 19 перпендикулярности с установленной на нем измерителем 21 глубины внедрения стержня 18 в испытываемый материал, а на противоположном конце цилиндрического корпуса 1 расположен регулятор 22 давления воздуха в виде поршня с микрометрическим винтом 23. Кроме того, на штоке по его длине дополни- - тельно размещены гнезда 8, а на подпружиненном сердечнике со стороны сужающегося конца выполнены дополнительные выемки 5, позволяющие разместить шары 7 в гнездах поршня 4 при фиксированных положениях УДа- ра, 1 ил о СО С ел 00 со ел ю