Преобразователь для контроля твердости электроакустическим методом Советский патент 1982 года по МПК G01N3/40 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно, к устройствам для измерения твердости материалов i

Известен твердомер, содержащий преобразователь в виде штока из магнитострикционного материала, подвтИУКной системы, индентора, закреплен- . ного на штоке, и пьезодатчика,}.

Однако из-за расположения пьезо датчика ниже пучности механических напряжений штока данный преобразо- . ватель отличается пониженной чувствительностью. :

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является преобразователь дляконтроля твердости электроакустическим методом, содержащий корпус; размещенную в нем и взаимодействукяцую с ним подвижную систему, контактирующую с ней пружину, закреп- . ленные на подвижной системе пьезоэлемент и шток с наконечником, выполненный из магнитострикционного материала, и катушку возбуждения, охватываклдую .

Недостатком преобразователя яв- . ляется низкая точность измерений

из-за механического контакта подвижной системы и корпуса.

Цель изобретения - повышение точности .

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе для контроля твердости электроакустическим методом, содержащем корпус, размещённую в нем взаимодействующую с ним подвижную систему, контактирующую с ней пружину, закрепленные на подвижной системе пьезоэлемент и шток с наконечником, выполненный из магнитострикционного материала, и катушку .

15 возбуждения, пружина выполнена конической,, шток - с плоским центрирующим уступом, взаимодействурцим и пьезоэлементом, и в корпусе выполнен конический поясок, взаимодейству20ющий со штоком.

На чертеже представлен преобразователь.

Преобразователь содержит корпус 1, размещенную в нем пружину 2,подвижную систему 3, жестко закрепленные на ней пьезоэлемент 4 и шток 5 с наконечником б, выполненный из магнитострикционного материала, катушку 7 возбуждения, охватывающую шток 30 5, пружину 8. Шток 5 выполнен с плосКИМ центрирующим уступом 9, взаимодействующим с пьезоэлементом 4 и в корпусе 1 выполнен конический поясок 10, взаимодействующий со штоком 5 или наконечником 6. Пружина 8 имеет коническую форму и является центрирующим элементом. Верхним пояском пружина 8 упирается в корпус 1, нижним - через подщипник 11 качения в верхний торец подвижной систе /1ы 3, размещенной с зазором относительно корпуса 1. Пьезоэлемент 4 через изолирующую прокладку 12 взаимодействуе с уступом 9 штока 5. В нижней части корпуса 1 размещена подпружиненная втулка 13, предназначенная для установки преобразователя на контролируе мую поверхность. Преобразователь под ключается в схему электроакустического твердомера, состоящую из источ ника 14 питания, усилителя 15, преобразователя 16 частоты и индикатора 17. Преобразователь работает следующи образом. После подключения -преобразователя к электрической схеме твердомера и возбуждения в штоке 5 магнитострикци онных колебаний, он устанавливается втулкой 13 на контролируемую поверхность . Корпус 1 усилием руки перемещается в направлении к месту контроля (. ход приближения). При этом подвижная система 3 преобразователя опи рается о корпус 1 в верхней части через центрирующую пружину 8, а в нижней - о конический поясок 10. Пос ле касания наконечником 6 контролируемой поверхности подвижная система 3 перемещается вверх на величину хода Д до упора в торец корпуса 1. При этом наконечник 6, опираясь о контролируемую поверхность и перемещаясь вместе с подвижной системой 3, выходит из контакта с пояском 10 и под действием пружины 8 углубляется в контролируемую поверхность. В этом положении подвижная система 3 центрируется вдоль оси преобразователя посредством пружины 8 в верхней части преобразователя, а внизу - через наконечник 6 о углубление, возникающее в контролируемой поверхности при вдавливании наконечника. i В случае поворота преобразователя вокруг центральной оси при его установке на изделие подвижная сиетема, опираясь о подшипник 11 и поворачиваясь относительно корпуса 1, не изменяет своего положения относительно контролируемой поверхности. При удалении преобразователя с места контроля подвижная система 3 под действием пружины 8 опускается вниз и наконечник 6 прижимается к пояску 10. Преобразователь принимает первоначальное положение и подготовлен для .проведения очередного контроля. Размещение подвижной системы 3 преобразователя в корпусе 1 с зазором относи ельно его внутренней поверхности, а также выполнение пружины 8 в виде центрирующего элемента и предусмотрение конического пояска 10 в нижней части корпуса 1 позволяет передавать усилие вдавливания непосредственно на участок контроля, при этом исключается отрицательное влияние трения между подвижной системой 3 и корпусом 1 преобразователя на твердость изделия. Размещение между пружиной 8 и подвижной системой 3 подшипника 11 качения обеспечивает возможность поворота подвижной системы 3 при установке преобразователя на изделие, исключает скручивание штока 5 и недопустимое изменение формы вмятины на контролируемой поверхности. .Размещение пьезоэлемента 8 между торцовыми поверхностями подвижной системы 3 и штока 5, т.е. в пучности механических напряжений штока 5 при его колебаниях, позволяет повысить чувствительность преобразователя к изменениям величины твердости контролируемого изделия. , Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность контроля твердости электроакустическим методом при ручной установке преоб зазователя на.участок контроля в 1,5 - 2 раза. Формула изобретения Преобразователь для контроля твердости электроакустическим методом, содержащий корпус, размещенную в нем и взаимодействующую с ним подвижную систему, контактирующую с ней пружину, закрепленные на подвижной системе Пьезоэлемент и шток с наконечником, выполненный из магнитострикционного материала, и катушку возбуждения, охватывающую шток, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, пружина выполнена конической, шток - с плоским центрирующим уступом, взаимодействующим с пьезоэлементом, и в корпусе выполнен конический поясок, взаимодействующий со штоком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 603876, кл.С 01 N 3/48, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР № 637637, кл.С 01 N 3/44, 1977( прототип) .