Прибор для определения удельного веса твердых тел Советский патент 1942 года по МПК G01N9/08 G01N9/18 

Металлокерамические твердые сплавы в развитии современной техники являются одним из важнейших факторов, так как они определяют эффективность работы значительного количества рабочих-машин-орудий. Однако современные Металлокерамические твердые сплавы типа РЭВ победитов, альфа и др. весьма не однородны по качеству, что является большим недостатком.

Унификацию качества твердых сплавов, получаюш,ихся различными в силу ряда не преодоленных еще технически.х трудностей, практически можно было бы осуществить путем рассортировки разносортной смеси сплавов на определенные группы-сорта.

Производственный опыт и лабораторная практика показывают, что твердость по Роквеллу, по Виккерсу, по Шору и т. д. характеризует работоспособность твердых сплавов меньше, чем удельный вес сплава. Однако колебания удельного веса невелики, и так как пластинки твердого сплава, как правило, имеют небольшой вес (порядка двух десятков граммов), то приходится определять удельный вес сплава на аналитических весах.

Общее количество пластинок твердого сплава исчисляется десятками миллионов штук; максимально возможная производительность при определении удельного веса-не более 40-50 пластинок на человека в рабочий день. Следовательно, определение качества твердого сплава в производстве, даже только выборочное, осуществимо лишь при условии создания специального высокопроизводительного прибора.

Предлагаемый прибор пригоден для определения удельного веса не только металлокерамических сплавов; его можно применять во всех случаях, когда требуется быстрое и точное определение удельного веса мелких объектов.

№ 61074-2Принципиальная схема определения удельного веса тела нредлагаемым прибором состоит в том, что производится два взвешивания: одними весами-для определения веса тела в воздухе, другими - для определения, веса в воде или другой жидкости (гидростатические весы). В :соответствии с весом в первой среде передвигается диаграмма, а соответственно весу в другой среде передвигается указатель над диаграммой (возможна и обратная схема: по положению указателя на диаграмме производится отсчет искомого удельного веса). Для этого подвижные указатели или соответственно подвижные диаграммы связаны с индикаторами веса тела в воздухе или жидкости.

На фиг. 1 изображена схема расположения диаграммы и двух указателей; на фиг. 2 - устройство прибора; на фиг. 3 форма выполнения прибора с электромагнитным приспособлением; на фиг. 4 - обпдая схема прибора автоматического действия; на фиг. 5 - форма выполнения прибора с применением логометра.

При взвешивании тела, например куска твердого сплава, в одной среде (например, в воздухе) передвигается диаграмма Л или указатель Б на ней (см. фиг. 1); в соответствии с изменением веса при взвешивании куска в другой среде (например, в воде) передвигается диаграмма А под указателем В или указатель В над диаграммой А. Направление второго движения по отношению к первому должно происходить под углом, равным углу между осями координат диаграммы (для круговой диаграммы одно движение должно совершаться по прямой или по дуге, а другое движение должно быть врашением цилиндра около оси диаграммы). На диаграмме А по оси абсцисс отложены веса, полученные при взвешивании в воздухе, а по оси ординат - веса, полученные при взвешивании в воде, и проведены кривые удельного веса, соответствуюшие разным сочетаниям указанных весов.

Поскольку удельные веса практически необходимо определять в небольшом интервале, у целых партий пластинок каждой формы и каждого размера колебания веса невелики, поэтому достаточно для получения требуемой точности взять из большой диаграммы только часть ее, изображенную на фиг. 1. Кроме того, при каждом взвешивании можно не менять уравновешиваюший груз или другое усилие от нуля до веса пластинки в данной среде, а лип1ь изменять его в пределах колебаний веса пластинок в данной партии.

Непрерывное передвижение диаграммы А или указателей по диаграмме в соответствии с весом пластинки и в соответствии с изменением веса при переносе в другую среду можно осуществить различными способами. Одна из форм возможного устройства показана на фиг. 2.

На коромысло 1 весов действует пружина 2 в соответствии с перемещением траверзы 3, которая связана с поводком 4, поворачивающим барабан 5, несущим диаграмму А. Аналогичным образом пружиной 6 уравновешивается изменение веса твердого сплава в другой среде (воде), и по диаграмме А передвигается движок 7 в вертикальном направлении (указатель В}, соединенный с траверзой 8.

По другой форме выполнения (см. фиг. 3) коромысло каждых весов соединяется с осью подводной части гальвано.метра, вращающий момент которого уравновешивает соответствующую часть сил, действующих на пластинку твердого сплава, положенную на весы. В соответствии с развиваемым вращающим моментом тех или других весов передвигаются при одном взвешивании диаграмма А или движок Б, а при другом - движок В.

В дальнейшей форме выполнения (см. фиг. 4) к коромыслу / подвешен якорь 9 из ферромагнитного металла, перемещающийся в соленоиде JO, через который пропускается ток. В соответствии с силой тока, проходящего через соленоид, в него втягивается якорь 9 и уравновещивает силу тяжести испытуе.мой пластинки, нодвешенной на втором плече коромысла /. То же происходит с коромыслом /о гидростатических весов в отношении якоря J1 и соленоида 12.

Пропорционально изменению силы втягивания якоря 9 враш,ается барабан 13 с диаграммой Л; пропорционально силе втягивания якоря // передвигается по диаграмме А стрелка (указатель) В. показывающая искомый удельный вес.

На конце барабана 13 по окружности помещается реохорд 14, по котооому ходит контакт 15. К концам реохорда через контакты 16 и 17 подводится ток, снимаемый с потенциометра контактами 18 и 19.

Сила тока в реохорде 14 устанавливается по вольтметру 20. При повороте барабана 13 в ту или иную сторону контакт 15 перемещается по реохорду МНЕ соленоиде /О сила тока изменяется в соответствии с поворотом барабана 13 с диаграммой А.

Перемещением контакта 18 по потенциометру можно установить по вольтметру 20 разность потенциалов, при которой ток, посылае.мый в соленоид 10 в разных положениях контакта 15, будет втягивать якорь с усилием, соответствующим точке диаграммы А, находящейся под концом указателя В, при данном положении контакта 15 относительно барабана 13.

Указатель В может перемещаться параллельно образующей барабана 13 над диаграммой А движением контакта 2 по реохорду 22 (этот реохорд включен в аналогичную описанной схемы потенциометра 24, 25 и 26) соответственно току, втягивающему якорь // в соленоид 12 с силой, отвечающей положению указателя В на диаграмме А.

Таким образом, в результате двух движений (барабана 13 и контакта 21) на диаграмме А под концом указателя В можно прочесть как удельный, так и абсолютный вес испытуемой пластинки.

Управлением указанными движениями можно осуществлять от руки или же автоматически с помощью контактов, приводимых в действие концами указательных стрелок 27 и 28 весов или плечами коромысла. Принципиальная схема одной из возможных форм управления посредством контактов показана на фиг. 4.

В этой схеме один полюс источника тока подводится к стрелке (в показанном на фигуре положении стрелки цепь разомкнута - система в равновесии). При отклонении стрелки цепь замыкается через один из контактов 29, 30, от которых ток подается к соответствующему электродвигателю или д)угому механизму 31, вращающую ведущую ось 32 (и 33) вправо или влево до тех пор, пока действие соленоида 12 (соответственно соленоида 10) не нарущит контакта в точке 29 или 30.

При такой системе управления качение коромысла может давать повторный контакт в точках 29 и 30 и через .механизм 31 передвигать контакт 21 Б ту или иную сторону, смещая конец указателя В с точки, соответствующей истинному удельному весу на диагра.мме А. Для устранения вредных повторных контактов в точках 29, 30 в цепь введены соленоиды 34, 35 с двумя парами контактов 36, 37 и 38, 39.

Для того чтобы привести систему в действие при одном из крайних положений стрелки 27 или 28, нажимают кнопку 57 или 39 или же обе кнопки сразу. Ток идет по соответствующему соленоиду .:/или 55, втягиёает сердечник, замыкает контакт 36 или 38, и механизм 31 приводит в действие соответствующиг элементы прибора. Как только контакт 29,

-3-№ 61074

№61074-430 прервет ток в соленоиде 34, 35, контакт 36, 38 разомкнется и отпустит якорь; при повторном замыкании контакта 29, 50 цепь будет разомкнута, и ток в механизм 31 не пойдет до тех пор, пока вновь не будут одновременно замкнуты контакты 29 и 37, 29 и 36 (или 30 и 29, 30 и 38).

Контакты 2.9, 30 можно связать непосредственно коромыслом, что в некоторых конструкциях более удобно. Систему управления механизмом 31 посредством контактов 29- 30 можно заменить одной из известных систем управления с помощью фотоэлементов, имеющего больщие преимущества в смысле надежности и долговечности системы.

В конечном счете определение удельного веса на приборе, изображенном на фиг. 4, сводится к следующим движениям: положить кусочек сплава на чащку одних весов, нажать кнопку контакта 37, выждать некоторое время, переложить сплав на другие весы, нажать кнопку контакта 39, выждать время движения стрелки В, прочесть удельный вес на барабане -4 и положить сплав в ящик в соответствии с удельным весом.

В форме выполнения, представленной на фиг. 5, к одному коромыслу весов подвещивается чащка 40, на которую кладут взвещиваемое тело. Взвещивание производится путем уравновещивания веса тела в воздухе втягиванием сердечника 41 в обмотку 42 соленоида. Проходящий через обмотку ток пропускается через рамку 44 логометра; сила тока, уравновещивающая вес тела, устанавливается при помощи потенциометра 45. Затем под чащку 40 весов подводится сосуд 46 с жидкостью. Чашку погружают в жидкость, и производится взвеЩивание жидкости, при котором коромысло уравновешивается катущкой 47 соленоида, питаемого током от второго потенциометра 48, проходящим через вторую рамку 43 логометра. В результате указатель В показывает на щкале Л отнощение сил уравновешивающих токов, пропорциональное удельному весу исследуемого тока.

Предмет изобретения

1.Прибор для определения удельного веса твердых тел путем взвещивания испытуемого тела в воздухе и в жидкости, например в воде, отлича ющийся применением диаграммы зависимости удельного веса тел от их веса в воздухе и в жидкости с указателями, где указатели передвижные относительно неподвижных, параллельных осям координат диаграммы, .или относительно подвижной диаграммы, или же передвижная относительно одного передвижного указателя диаграмма связаны с индикаторами веса тела, перемещающими диаграмму или движки в зависимости от веса тела в воздухе и жидкости для отсчета удельного веса тела непосредственно по положению указателей на диаграмме..

2.Форма выполнения прибора по п. 1, отличающаяся тем, что барабан с диаграммой связаны через уравновешивающую стандартный вес тела пружину с плечом коромысла весов, определяющих вес тела в воздухе, а указатель через пружину связан с коромь1слом гидростатических весов.

3.Форма выполнения прибора по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я, тем, что коромысла весов определяющих вес в воздухе и в жидкости, соединены с подвижной системой электроизмерительного прибора, связанной с диаграммой и движком.

4.Форма выполнения прибора по п. 1, отличающаяся тем, что для уравновешивания веса тела на весах их второе плечо связано с сердечником соленоида. HtpSEi -l .™ -5№ 61074 ™- ;;r,r

5

Pue.f

Ю2г

B9C 6 воздухе

Фие.г

/ ,1

Фаг. 5

jjVUXrifVUXnJVinJVVWV -

i/a.45