Устройство для измерения усилия разрушения образцов Советский патент 1982 года по МПК G01L1/00 

Изобретение относится к исследованию химических и физических свойств веществ и может найти применение при испытании на прочность отпрессованных образцов из порошкаферрита.

Известны устройства для измерения усилия, содержащие сильфон, используемый в качестве чувствительного э.пемента, а также манометр C JНаиболее близким к изобретению является устройство для измерения усилия разрушения образца, примененное в гидравлическом прессе для изготовления и испытания керамических образцов. Устройство содержит сильфон , на который передается усилие, нагружающее образец при испытании его на прочность, соединенный с сильфоном манометр с контрольной стрелкой, а также датчик-реле давления, подающий команду на обратный ход ползуна пресса при сбросе нагрузки в момент разругчения образца t2.

Однако известное устройство характеризуется постепенной потерей точности, вызванной утечками из контура силоизмерителя, что приводит к необходимости периодической прдкачки жидкости и последующей тарировке

невысокой усталостной прочностью сильфона, что Ограничивает срок его службы и недостаточной точностью измерения в связи с существенным гисте - резисом.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что чувствительный элемент вы10полнен. &, виде пружины, размещенной внутри плунжера, к которому прикреплена зубчатая рейка, сопряженная с шестерней, связанной с сельсином-датчиком, электрически соединенным с

15 сельсином-приемником, который посредством ведущей и ведомой полумуфт, выполненных из электроизоляционного материала, связан с указателем усилия , при этом ведущая полумуфта уста20новлена на сельсине-приемнике и снабжена двумя металлическими пальцами, а ведомая, полумуфта расположена на оси стрелки указателя усилия, имеет две торцовые выемки и снабжена двумя

25 контактами, расположенными на уровне оси одного из пальцев ведущей полумуфты.

На фиг. 1 показан чувствительный элемент, установленный в столе гид30 равлического пресса дп,я изготовления и испытания образцов, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1/ на фиг. 3 сельсин-приемник и указатель усилия разрез; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. З; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 4. Устройство содержит чувствительный элемент 1, выполненный в виде пружины, .например спиральной цилинд рической, установленной в центральной части стола 2 гидравлического пресса, плунжер 3 с хвостовиком 4, размещенным в центральном отверстии подштамповой плиты 5. К верхнему тор цу плунжера 3 присоединен хвостовик зубчатой рейки 7. Рабочая часть рейки размещена в пазу 8 плунжера 3. В зацеплении с рейкой 7 находится шестерня 9, жестко связанная с вали ком 10, который установлен с возмож ностью вращения в корпусе 11, присое диненном к столу пресса 2. В этом же корпусе смонтирован сельсин-датчик 12, валик которого соединен с жесткой муфтой с валиком 10. Укйзатель усилия содержит корпус 13 со стенкой 14, выполненной из прозрачного материала, например органического стекла, валик 15, установленный в подшипниках 16 и 17, стрелку 18, естко связанную с валиком 15, сектор 19 со шкалой-усилия, прикреплен ной к корпусу 13. На правой консоли валика закреплена головаса 20, а на левой консоли-полумуфта ведомая 21, выполненная из электроизоляционного материала, например текстолита, в которой закреплены контакты 22 и 23 Полумуфта имеет две торцовые выемки 24 и 25 (фиг. 4К Указатель усилия устанавливается на станине пресса в месте, удобном для обозрения.К кор пусу 13 присоединен кронштейн 26, в котором размешен сельсин-приемник 27. На валике последнего установлена полумуфта ведущая 28 из электроизоляционного материала, например текстолита, в которую запрессованы паль цы 29И 30. Во фланце 31 кронштейна 26 выполнены два радиальных отверсти в которых размещены колодки 32 и 33 и пружины 34 и 35. Сельсин-датчик и сельсин-приемник соединены в схему, соответствующую индикаторному режиму их работы. КонтАкты 22 и 23 включены последователь но с катушкой реле управления гидроцилиндром пресса. Устройство для измерения усилия разрушения образцов работает следующим образом. Приспособление.для базироЬания испытуемого образца устанавливается на прессе так, что его шток упирается в хвостовик 4 плунжера 3. Валик указателя усилия 15 при помощи головки 20 поворачивают до установки стрелки 18 на нулевое деление шкалы. при этом палец 29 замыкает контакты 22 и 23. Усилие, нагружающее образец при испытании, через плунжер 3 передается на пружину 1, которая получает упругую осадку, пропорциональнуй величине усилия. При посредстве рейки 7 и шестерни 9 осадка пружины преобразуется в угловое пе-ремещение ротора сельсина-датчика 12, направленное против часовой стрелки, если смотреть со- стороны обращен.ного наружу торца сельсина-датчика. Поскольку сельсин-датчик 12 и сельсинприемник 27 включены в схему, соответствующую режиму, ротор сельсинаприемника поворачивается на угол, равный по величине и направлению углу поворота сельсина-датчика. При помощи полумуфты 28, пальцев 29 и 30 и полумуфты 21 угловое перемещение валика сельсина-приемника передается валику 15 и стрелке 18. Таким образом, угол поворота стрелки 18 пропорционален усилию, нагружающему образец в процессе испытания. После разрушения образца пружина 1, возвращаясь в исходное состояние, поворачивает с помощью рейки 7 и шестерни 9 ротор сельсина-датчика по часовой стрелке, что приводит к такому же повороту ротора сельсила-приемника. При этом полумуфта 28 свободно поворачивается относительно полумуфты 21, вследствие наличия на последней торцовых выемок 24 и 25, что сопровождается размыканием- контактов 22 и 23. Стрелка 18 при этом останавливается в положении, соответствующем максимальному усилию, достигнутому при испытании, и удерживается в этом положении за счет момента трения между колодками 32 и 33 и полумуфтой 21. При размыкании контактов 22 и 23 обесточивается катушка реле, и переключает пресс на обратный ход ползуна. После воз вращения пружины 1 в исходное положение и установки стрелки 18 на нулевое деление с замыканием контактов 22 и 23 цикл испытаний образца на прочность может быть повторен. Использование устройства для измерения усилия разрушения образцов позволяет повысить точность измерения усилия за счет исключения таких факторов, как гистерезис и утечка жидкости, повысить надежность и долговечность устройства за счет исключения сильфона, лимитирующего надежность известного устройства и уменьшить расходы за счет исключения периодической подкачки жидкости и повторных тарировок. Формула изобретения Устройство для измерения усилия разрушения образцов, содержащее чувствительный элемент и указатель усилия стрелочного типа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, чувствительный элемент выполнен в виде пружины, размещенной внутри плунжера, к которому прикреплена зубчатая рейка, сопряженная с шестерней, связанной с сельсином-датчиком, электрически соединенным с сельсином-приемником, который посредством ведущей и ведомой полумуфт, выполненных из электроизоляционного материала, связан с указателем усилия, при этом ведущая полумуфта установлена на сельсине-приемнике и снабжена двумя металлическими пальцами, а ведомая Полумуфта расположена на

оси стрелки указателя усилия, имеет две торцовые выемки и снабжена двумя контактами, расположенными на уровне оси одного из пальцев ведущей полумуфты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Сильфоны, расчет и проектирование. Под ред. Л.Е. Андреевой. М., Машиностроение, 1975.

2.Корнилов В.В. Разработка и исследование гидравлического пресса для изготовления и испытания керамических образцов. - Отчет по НИР

Рыбинского авиационного технологического института, 1978, с. 5 (про тотип).

If у 2f--M «

LJA

Е

/ /////.

ss

35

Фиг.В

32