Установка для исследования стойкости материалов Советский патент 1980 года по МПК G01N3/34 

Изобретение относится к средствам исследования стойкости материалов и может быть использоваио для испытания материалов, работающих в условиях ударных нагрузок, трения металла о металл и цикличных тепловых воздействий, натьример, материалов, применяемых для изготовления горячештамповочного инстру мента. Известна установка для исследования поверхностного взаимодействия контактирующих тел, содержащая вакуумную камеру и размещенные в ней корпус, уст- ройства для крепления подвижной и неподвижной контактирующих деталей, нагружающее устройство, выполненное в вид плоской пружины, привода и кулачка, получающего вращение от привода и периодически воздействующего на плоскую пружину, связанную с устройством для крепления подвижной контактирующей детали, контрольно-измерительную аппарату ру Ш. Известная установка не позволяет исследовать образцы на ударо- и износостойкость от трения металла о металл. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является установка для исследования стойкости материалов, содержащая станину, держатель для закреплен испытуемого образца, привод его пер0у(шцения, нагреватель, тепловой экран, охлаждающее устройство и жестко закрепленный на держателе упор Я1« Однако эта установка не обеспечивает испытания образцсФ на стойкость против износа трением. Цепь изобретения - приближение условий испытания к эксплуатационным. Это достигается тем, что предлагаемая установка оснащена подпружиненной плятсА, на которой размещены кронштейны, а также рычажной системой, закрепленной на кронштейнах и взаимодействующей с упором, при этом держатель с приводом и рычажная система смонтированы на подгпружиненной плите. На фиг. 1 изображена описываемая установка, вид сбоку на фиг. 2 - то же вид спереди. Установка для исследования стойкости содфжит станину 1 с закрепленной на ,ней верхней плитой 2, шарнирно закрепле Hjno на верхней плите 2 качающуюся пли ту 3 с двумя кронштейнами 4, упругий элемент 5, отжимающий Качающуюся пли ту 3 от верхней плиты 2, ограничитель 6, ограничивающий ход качающейся плиты 3, закрепленный на качающейся плите 3 силовой привод 7 с упором 8, держателем 9 и образцом, 10, на кронштейнах 4 шарнирно закреплены подпружиненные рычаги 11, защелки 12 и рычаги 13, защелки 12 шарнирно связаны с приводом 14, а тягами 15 с рычагами 13, охлаждающее устройство 16, тепловой экран 17, деталь, имитирующую заготовку 18, нагреватель 19. Установка для исследования стойкости работает следующим образом. Заготовку 18 нагревают до температуры горячего деформирован)яя металлов нагревателем 19, В держателе 9 закреп ляют образец 1О из исследуемого материала. В исходнсал состоянии образец Ю находится над тепловым экраном 17 и изолирован им от заготовки 18,. подпружиненные рычаги 11, защелки 12 и рычаги 13 находятся в положении, указанн на фиг. 2 топстыми линиями. Срабатьша силовой привод 7, и одновременно откры вается тепловой экран 17. Офазеи 10 движется вниз до тех пор, пока упор 8 не коснется подпружиненных рычагов 11 которые удерживаются в горизонтальнее положении защелками 12. Образец 10 почти касается заготовки 18 и находитч в этом положении в течение времени, соответствующего времени нахождения заготовки в натуральном штампе до начала ее деформирования. Срабатывает привод 14. При защелки 12 и рыч ги 13 занимают положение, показанное на фиг. 2 тонкими линиями. Снимаются блокировки с рычагов 11, и образец 10 ударяет по заготовке 18 В результате этого качающаяся плита 3, сжимая упру гий элемент 5, поднимается вверх, поворачиваясь на шарнире. Образец 10 скользит по заготовке 18 в горизонталь ной плоскости. Этим имитируется процесс горячего деформирования метатшов, заключающийся в приложении ударной на рузки и течении деформируемого металл по поверхности гравюры штампа. По окончании процесса деформирования силовой привод 7 поднимает обреюец 10 вверх до тех пор, пока упор 8 не коснегся рычагов 13. В таком положении образец 10 находится в течение времени, соответствующего времени нахождения поковки в штампе с момента окончания ее деформирования до снятия со штампа. Одновременно с этим качающаяся плита 3 под действием упругого элемента 5, поворачиваясь на шарнире, опускается вниз до ограничителя 6. Р 1чаги 11 под действием пружин занимают горизонтальное положение, касаясь упора 8. Срабатывает привод 14. Рычаги 11, защелки 12 и рычаги 13 занимают положение, показан-, ное на фиг. 2 толстыми линиями. Упор 8 освобождается от рычагов 13. Под дейст вием силового привода 7 образец Ю поднимается а исходное состояние. Тепловой экран 17 изолирует образец от заготовки 18. При необходимости осуществляют охлаждение образца 10 с охлаждающего устройства 16. Наличие в установке качающейся плиты и системы рычагов и упоров позволяет максимально приблизить условия испытания стойкости материалов к эксплуатационным. Установка имитирует полный цикл процесса горячей штамповки металлов, а именно: нагрев заготовки до температуры штамповки, нахождение горячей заготовки в штампе, деформирование заготсязки в штампе, нахождение поковки в штампе до ее извлечения, охлаждение штампа, Установка для исследования стойкости является широк оуниверсальной. Температура заготовки, усилие силового привода, время нахождения образца над заготовкой, зазор между образцом и заготовкой меняются в широких пределах и независимо друг от друга. Кроме этого, на предлагаемой установке можно проводить раздельно исследования стойкости материалов против удара, истирания и действия высоких температур. Применение описываемой установки для. исследования стойкости штамповых сталей значительно сокращает эксперйментапьньрс работ благодаря одновременному применению трения и цикличных силовых и то 1пературных воздействий, а также максимально приближает получаемые экспериментальным путем результаты стойкости материалов к фактической стойкости Ц1тамп ж в производственных условиях. Формула из р е т е н и я Установка для исследования стойкости материапов, преимущественно в условиях работы горячепрессового инструмента, содержащая расположенные на станине держатель для закрепления испытуемого образца, привод его перемещения, нагреватель, тепловой экран, о слаждаюшее уст ройство и закрепленный на держателе упср отлич ающаяся тем, что, с целью приближения условий испытания к эксплуатационным, она снабжена шарнирно закрепленной на станине подпружиненной 7 356 плитой, на которой размещены кровоптейвы, а также рычажной системой, закрепленной на кронштейнах и взаимодействующей с упором, при этом держатель с приводом н {аычажная система смонтированы на подпружиненной плите. ИстЫники информации, принятые во внимание щт Э1к:пертизе 1.Авторское свидетепьство СССР № ЗЭО415. кп, Q 0114 3/56, 1967. 2.Бепьсквй Е. И. Стойкость кузнечных штампов. Минск, Наука и техника , 1975,, с. 1О5-.1О8 (прототип).