Прибор для автоматического определения твердости по бринеллю Советский патент 1980 года по МПК G01N3/40 

1

Изобретение относится к испытательной технике и касается приборов для определения твердости.

Известен прибор для автоматического определения твердости, содержащий шпиндель с индентором,нагружаю-щу о систему,. проекционную оптическую систему и экран с фотодатчиками 1 .

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная отсутствием четкой границы отпечатка, спроектированного на экран.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату является прибор для автоматического определения твердости по Бринеллю, содержащий корпус, нагружающее устройство, связанный с ним шток с индентором, устройство для автоматического измерения размера отпечатка L2J .

Однако измерение твердости в известном твердомере не обеспечивает достаточной точности воспроизведения общепринятой шкалы твердости при испытании по Бринеллю.

Целью изобретейия является повышение точности определения твердости по Бринеллю при автоматическом измерении диаметра восстановленного отпечатка.

Цель достигается тем, что устройство для автоматического измерения

5 размера отпечатка выполнено в виде каретки, устанавливаемой на нагружающем штоке и перемещаемой с постоянной скоростью в плоскости, перпендикулярной оси штока, установленных

10 на ней индентора, щупа и датчика

его вертикальных перемещений, генератора постоянной частоты, в цепь которого включены датчик и счетчик импульсов .

5 На фиг. 1 изображена принципиальНсШ схема прибора. На фиг. 2 - блоксхема системы измерения отпечатка. Прибор состоит из нагружающего устройства 1, механизма 2 подъёма

20 образца, механизма 3 вертикальных перемещений и электропанели 4.

Нагружающее устройство 1 включает в себя привод 5 нагружения, содержащий электродвигатель 6, червяк 7,

25 червячное колесо 8, на валу которого жестко закреплены цилиндрические шестерни 9 и 10. На втором валу привода 5 нагружения свободно установлены цилиндрическая шестерня 11 с электрической муфтой 12, кулачок 13 и цилиндрическая шестерня 14 с электромагнитной муфтой 15. Шестерни 10 и 14 связаны между собой через паразитную шестерню 16. Кулачок 13 опирается на толкатель 17, соединенный с пружиной 18, контактирующей с роликом 19, рас положенным на рычаге 20. Рычаг 20 через толкатель 21 опирается на динамометрическую скобу if. связанную со шпинделем 23, установленным в направляющих 24. Скоба 22 и шпиндель 23 прижимают ся к толкателю 21 пружинами 25. На скобе 22 установлен контактный датчи 25. На скобе 22 установлен контактны датчик 26. Рычаг 20 контактирует с винтом 27, к которому он прижимается пружиной 28. На переднем конце шпинделя 23 установлены направляющие 29, по которым перемещается каретка 30 посредством двигателя 31, редуктора с шестернями 32, 33 и винта 34, проходящего через гайки 35 и 36. Винт 34 установлен в опорах 37 и 38. Подвижная каретка 30 контактирует с упо ром 39 и конечным выключателем 40. На подвижной каретке 30 установлен -индентор 41, а На опоре 42 каретки 30 - рычаг 43, несущий на одном конце щуп .44 и вторым - упирающийся в измерительный штифт электроконтактного датчика 45. Контакт рычага 43 и измерительного штифта датчика 45 обеспечивается пружиной 46. На направляющих 29 установлен конечный выключатель 47, ограничивающий ход каретки 30, Взаимное расположение индентора 41 и щупа 44 таково, что ось первого и вершина щупа лежат .в одной плоскос ти, параллельной направлению движени каретки 30. На корпусе нагружающего устройств 1 установлен ограничитель 48. Электроконтактный датчик 45 элект рически связан с реле 49 (фиг.2), нормально закрытые контакты которого находятся в цепи генератора постоянной частоты, и преобразователем хода 51 ЭВМ 52 с электропечатающим устройством 53. Механизм 2 подъема образца состои из опоры 54, направляющих 55, ходово го винта 56, редуктора 57 с двигателем 58 и муфтой 59 предельного момен тй и предметного стола 60. Механизм 3 вертикальных перемещений состоит из ходового винта 61, : гайки 62, редуктора 63 и двигателя 64 с муфтой 65 предельного момента. Прибор работает следукядим образом На стол 60 устанавливается образе включается двигатель 58, и стол поди мается на требуемую высоту. Затем включается двигатель 64 механизма 3 вертикальных перемещений нагружающего устройства 1, и происходит опуска ние нагружающего устройства 1 до момента соприкосновения ограничите- ля 48 с поверхностью образца. Муфта 65 срабатывает, и движение нагружакщего устройства 1 прекращается. Цуп 44 опирается на испытываемую поверхность образца, а между вершиной индентора 41 и испытуемой поверхностью образца имеется зазор. Спустя определенное время, задаваемое аппаратурой электропанели 4 , электродвигатель 64 выключается, и включается двигатель 6 привода 5 нагружения. Одновременно с этим подается напряжение на муфту 12, которая связывается с кулачком 13. Кулачок 13, поворачиваясь, давит на толкатель 17, действуквдий в свою очередь через пружину 18 на ролик 19 рычага 20. Рычаг 20 действует через толкатель 21 на скобу 22 с закрепленным на ней шпинделем 23. Шпиндель 23 перемещается до момента соприкосновения индентора 41 с образцом, после чего начинается деформация скобы 22. При достижении деформации скобы 22 требуемой величины, определяемой испытательной нагрузкой, датчик 26 подает команду на выключение муфты 12. После выдержки индентора 41 под нагрузкой происходит возвращение кулачка 13 в исходное положение, и отключается двигатель G. Затем аппаратура электропанели 4 подает напряжение на двигатель 31 вращающего винта 34, который начинает перемещать каретку 30. В начале переметения каретки щуп 44 контактирует с недеформированной отпечатком поверхностью испытываемого изделия, и размыкания контактов датчика 45 не происходит. При дальнейшем перемещении каретки 30 щуп 44 подводится к краю отпечатка и при пересечении его границы опускается, поворачивая рычаг 43 вокруг оси 42 по часовой стрелке. При этом происходит размыкание контактов датчика 45, и посредством реле 49 соединяется выход генератора 50 с входом 51 ЭВМ 52. Происходит счет импульсов, вырабатываемых генератором 50 до тех пор, пока щуп 44 не коснется противоположного края отпечатка. При этом рычаг 43 повернется в исходное положение и включит датчик 45, происходит размыкание электрической цепи между ге.нератором 50 и входом 51 ЭВМ 52. Сумма импульсов, накопленная в ЭВМ 52, является мерой величины диаметра отпечатка. К абсолютным размерам переходят, умножая сумму импульсов на коэффициент, зависящий от скорости перемещения каретки 30 и частоты, вырабатываемой генератором 50. Формула изобретения Прибор для автоматического определения твердости по Бринеллю,. содержащий корпус, нагружающее устройство, связанный с ним шток с индентором, устройство для автоматического измерения размера отпечатка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, устройство для автоматического измерения размера отпечатка выполнено в виде каретки, установленной на нагружгшлцем штоке с возможностью перемещения с постоянной скоростью в плоскости, перпендикулярной оси штока, установленных на ней индентора, щупа и датчика его вертикальных перемещений, генератора постоянной частоты, в цепь которого включены датчик и счетчик

импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 243229, кл. G 01 N 3/40, 1968.

2.Патент Франции 1587098,

0 кл. G 01 N.3/40, 1967 (прототип)