Устройство для определения твердости Советский патент 1992 года по МПК G01N3/42 

Изобретение относится к измерительой технике и может быть использовано для перативного контроля твердости материаов.

Известно устройство для определения вердости, содержащее корпус, боек, ин- ентор в виде шарика, закрепленного в орпусе соосно с бойком, и эталонный стерень, установленный между индентором и бойком, при этом размеры поперечного сеения стержня в два или более раз больше иаметра индентора.

Недостатком устройства является непостоянство скорости удара по бойку, наносимого ручным молотком, что приводит к значительным ошибкам измерения твердости.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения твердости, состоящее из корпуса, размещенного в нем узла нагруже- ния, снабженного штоком с рабочей пружиной и взводно-спускным механизмом, эталонного стержня, установленного между индентором и штоком.

Недостатком данного устройства является недостаточная воспроизводимость (точность) результатов испытаний из-за нестабильности работы взводно-спускного механизма, а также малая производительность ручного измерения диаметров отпечатков.

Целью изобретения является повышение точности определения твердости.

Сущностью изобретения является то, что устройство для определения твердости, содержащее корпус, размещенные в нем узел нагружения, шток и двусторонний ин- дентор и установленный между ним и штоком эталонный стержень, состоит из втулки с пазом для эталонного стержня, подпружиненный в осевом направлении, двух соосно установленных пар катушек, одна из которых жестко закреплена в корпусе, а другая размещена во втулке, охватывающими ин- дентор с двумя жестко закрепленными на нем пластинами, каждая из которых установлена с возможностью взаимодействия с соответствующей парой катушек, и блока регистрации, соединенного с катушками, а узел нагружения выполнен в виде снабженного возвратной пружиной и регулятором хода штока и охватывающей.его закрепленной в корпусе электромагнитной катушки.

На чертеже показано устройство, разрез.

Устройство содержит корпус 1, размещенный в нем узел нагружения, эталонный стержень 2, установленный между узлом нагружения и двусторонним индентором 3. Устройство снабжено индуктивным преобразователем контактной деформации, якорь которого выполнен в виде подвижного двустороннего индентора 3 с двумя закрепленными на нем пластинами 4 и 5.

Нижняя пластина 4 взаимодействует с парой катушек 6, жестко закрепленных в корпусе 1, и имеет возможность осевого

0 перемещения на глубину внедрения индентора 3 в испытуемую поверхность 7. Это позволяет измерять глубину внедрения индентора в испытуемую поверхность.

Верхняя пластина 5 взаимодействует с

5 парой катушек 8, размещенных в подвижной втулке 9. Втулка подпружинена в осевом направлении пружиной 10 и снабжена поперечным пазом для эталонного стержня 2. Втулка 9 установлена в корпусе 1 с воз0 можностью осевого перемещения относительно индентора 3 на глубину отпечатка на эталонном стержне 2. Это дает возможность измерять глубину отпечатка на эталонном стержне. При этом перемещение

5 втулки 9 в момент удара компенсируется пружиной 10, что позволяет постоянно поджимать двусторонний индентор 3 к поверхности отпечатков на эталонном стержне 2 и испытуемой поверхности 7,

0 Сигналы разбаланса пар катушек 6 и 8, пропорциональные глубинам отпечатков, передаются в блок регистрации 11, поотносительней величине которых определяют твердость испытуемой поверхности. Узел

5 нагружения состоит из снабженного возвратной пружиной 12 и регулятором 13 хода 14 и охватывающей шток и закрепленной в корпусе 1 электромагнитной катушки 15. В верхней части корпуса 1 установлена с воз0 можностью осевого перемещения спусковая крышка 16, подпружиненная пружиной 17 и снабженная винтом-ограничителем 18. Спусковая крышка 16 взаимодействует с микровыключателем 19, замыкающим элек5 трическую цепь электромагнитной катушки 15.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают нижним сре0 зом корпуса 1 на испытуемую поверхность 7. Прикладывают усилие к спусковой крышке 16, что обеспечивает предварительное . поджатие (усилием пружины 17) устройства к испытуемой поверхности 7 (дотого момен55 та пока выбирается зазор 5), при этом крышка 16 нажимает на чувствительный элемент микровыкючателя 19, электрическая цепь, включающая электромагнитную катушку 15, замыкается и шток 14, втягиваясь в катушку 15, наносит удар по эталонному стержню 2.

Энергия удара зависит от величины хода штока 14 и регулируется регулятором хода 13, дополнительное регулирование энергии может осуществляться изменением силы тока, протекающего по обмоткам электромаг- нитной катушки 15.

В процессе удара происходит одновременное внедрение индентора 3 в испытуемую поверхность 7 и поверхность эталонного стержня 2. При этом нижняя пластина 4 перемещается вместе с ин- дентором 3 относительно испытуемой поверхности 7 (а также корпуса 1 с жестко закрепленной в нем парой катушек 6) на глубину h0 внедрения индентора 3 в испы- туемую поверхность 7. Сигнал разбаланса катушек 6, пропорциональный глубине Н0 поступает в блок регистрации 11. Пластина 5 индентора 3 в момент удара перемещается в направлении испытуемой поверхности

7на величину И0, а втулка 9 с парой катушек

8- на величину h0-h3, где пэ - глубина внедрения индентора 3 в эталонный стержень 2.

Таким образом, перемещение пластины 5 относительно пары катушек 8 равно Нэ, т.е. глубине внедрения индентора 3 в эталонный стержень 2, Сигнал разбаланса пары катушек 8, пропорциональный глубине h3, также поступает в блок регистрации 11. В процессе нагружения и внедрения инден- тор 3 при помощи пружины 10 удерживается в лунках отпечатков, образовавшихся на испытуемой поверхности 7 и эталонном стержне 2, а сигналы разбаланса пар катушек 6 и 8. пропорциональные глубинам от- пёчатков, поступают в блок регистрации 11,

Пружина 12 возвращает шток 14 в исходное положение. Твердость испытуемой поверхности определяют по отношению сигналов пар катушек 6 и 8, соответствующему отношению глубин отпечатков на поверхности эталонного стержня 2 и испытуемой поверхности 7.

Для выполнения следующего испытания необходимо переставить устройство на новый участок испытуемой поверхности 7 и переместить в пазу втулки 9 эталонный стержень 2.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1.Устройство для определения твердости, содержащее корпус, размещенные в

нем узел нагружения, шток и двусторонний индентор и установленный между ним и штоком эталонный стержень, отличающееся- тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено втулкой с пазом для эталонного стержня, подпружиненной в осевом направлении, двумя соосно установленными парами катушек, одна из которых жестко закреплена в корпусе, а другая размещена во втулке, охватывающими индентор двумя жестко закрепленными на инденторе пластинами, каждая из которых установлена с возможностью взаимодействия с соответствующей парой катушек, и блоком регистрации, соединенным с катушками.

2.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что узел нагружения выполнен в виде охватывающей шток и закрепленной в корпусе электромагнитной катушки.

Изобретение относится к измерительной технике для оперативного контроля твердости. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит корпус 1, размещенные в нем узел нагружения, шток 14, двусторонний индентор 3 и установленный между ним и штоком 14 эталонный стержень 2, втулку 9 с пазом для эталонного стержня, подпружиненного в осевом направлении, две соосно установленные пары катушек 6 и 8, одна из которых (6) жестко закреплена в корпусе 1, а другая (8) размещена во втулке 9, охватывающие индентор 3 две жестко закрепленные на инденторе пластины 4 и 5, каждая из которых установлена с возможностью взаимодействия с соответствующей парой катушек, и блок регистрации 11, соединенный с катушками 6 и 8, а узел нагружения выполнен в виде снабженного возвратной пружиной 12 и регулятором 13 хода штока 14 и охватывающей его закрепленной в корпусе 1 электромагнитной катушки 15 1 з.п. ф-лы. 1 ил, (Л С XI XI оо О Д О