Устройство для измерения сопротивления исследуемого материала сверлению



Устройство для измерения сопротивления исследуемого материала сверлению
Устройство для измерения сопротивления исследуемого материала сверлению
Устройство для измерения сопротивления исследуемого материала сверлению

 


Владельцы патента RU 2607064:

Общество с ограниченной ответственностью "Новые лесные технологии" (RU)

Изобретение относится к устройствам для исследования и анализа свойств материалов путем определения величины сопротивления их просверливанию и может быть использовано для определения физико-механических характеристик древесины растущих деревьев, пиломатериалов, деревянных строительных конструкций различного назначения. Устройство содержит буровое сверло с электродвигателем его вращения, размещенные на каретке, установленной на направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения, переднюю стенку, ограничители смещения бурового сверла в радиальном направлении и датчик частоты вращения выходного вала электропривода подачи каретки, связанный с программно-аппаратным комплексом. Кроме того, устройство снабжено датчиком тока электродвигателя вращения бурового сверла и штоками, при этом ограничители перемещения бурового сверла в радиальном направлении выполнены в виде пластин, размещенных между упомянутыми кареткой и передней стенкой с возможностью перемещения по направляющим, каждая из упомянутых пластин жестко соединена с концами по меньшей мере двух штоков, противоположные концы которых соединены с упомянутой кареткой с помощью ограничителя, а датчик тока электродвигателя вращения бурового сверла связан с упомянутым программно-аппаратным комплексом. Использование изобретения позволяет повысить точность измерений, а также снизить вес и габариты конструкции устройства. 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для исследования или анализа свойств материалов путем определения величины сопротивления их просверливанию и может быть использовано для определения физико-механических характеристик древесины растущих деревьев, пиломатериалов, деревянных строительных конструкций различного назначения.

Известно устройство для измерения сопротивления сверлению, включающее два раздельных привода на подачу и вращение бурового сверла, телескопический механизм ограничения смещения бурового сверла в радиальном направлении, находящиеся в его корпусе. Устройство комплектуется отдельным блоком для электропитания приводов, записи и распечатки результатов измерений [1].

Недостатком устройства является то, что ограничители смещения бурового сверла в радиальном направлении изготовлены в виде телескопического механизма с полыми трубками. Данный механизм стабилизации сверла имеет сложную относительно массивную конструкцию, что увеличивает вес устройства. При поломке режущего инструмента телескопический механизм значительно усложняет процесс извлечения и замены бурового сверла и его обломков. Также в виду особенностей конструкции механизм стабилизации является недостаточно жестким и не обеспечивает максимальную прямолинейность бурового сверла при работе.

Известно устройство для измерения сопротивления сверлению, включающее два раздельных электрических привода на подачу и вращение бурового сверла, каретку и винтовую передачу механизма подачи. Величина сопротивления сверлению определяется с помощью датчика тока и/или датчика скорости вращения бурового сверла и/или угла поворота электрического двигателя, а также устройства сбора данных и электронной вычислительной машины [2].

Недостатком устройства является то, что ограничители перемещения бурового сверла в радиальном направлении выполнены в виде кареток, которые связаны между собой и кареткой привода вращения сверла упругими связующими элементами, и служат для перемещения и втягивания в зацепление ограничителей с винтовой передачей при обратном ходе каретки. Износ винтовой передачи, растяжение или обрыв упругих связующих элементов могут повлечь за собой неполадки и отказ работы механизма подачи в момент перехода ограничителей с плоской на резьбовую часть винтового вала при обратном ходе каретки привода вращения бурового сверла.

Известно устройство для измерения сопротивления сверлению, включающее единый двигатель на вращение и подачу бурового сверла, телескопический механизм ограничения смещения бурового сверла в радиальном направлении в виде U-образных пластин. Привод подачи сверла осуществляется с помощью редуктора и винтовой передачи. Источниками постоянного тока являются аккумуляторные батареи, расположенные внутри корпуса устройства.

Эта конструкция устройства для измерения сопротивления сверлению взята за прототип.

Недостатком является то, что устройство имеет единый привод на вращение и подачу сверла, что снижает точность измерений. Телескопический механизм стабилизации сверла в виде U-образных пластин значительно проще и надежнее телескопического механизма с полыми трубками, однако масса устройства все равно остается достаточно высокой, а особенности механизма стабилизации не позволяют значительно снизить габаритные размеры самого устройства.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений свойств исследуемых материалов, повышение надежности и жесткости механизмов конструкции, снижение веса и габаритных размеров устройства.

Это достигается тем, что ограничители перемещения бурового сверла в радиальном направлении изготовлены в виде пластин, размещающихся распределенно между кареткой и передней стенкой устройства и перемещающихся по направляющим; каждая из пластин жестко соединена с двумя или более штоками с одного их конца; противоположный конец каждого штока соединен с кареткой с помощью ограничителя, например, в виде втулки, фиксирующей ход перемещения каждой из пластин относительно каретки.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства для измерения сопротивления исследуемого материала сверлению без кожуха, вид слева; на фиг. 2 - кинематическая схема устройства для измерения сопротивления исследуемого материала сверлению.

Устройство для измерения сопротивления исследуемого материала сверлению состоит из:

бурового сверла 1, приводимого во вращение электрическим двигателем 2; каретки 3, установленной на направляющих 4 и осуществляющей возвратно-поступательное движение посредством электропривода подачи 5 и винтового вала 6; штоков 7, соединенных с кареткой с помощью ограничителей 8, выполненных, например, в виде втулок 9; направляющего подшипника 10, который служит опорой винтового вала 6; ограничителей бурового сверла в радиальном направлении 11, изготовленных в виде пластин, перемещающихся по направляющим 4 и жестко соединенных с двумя или более штоками 7 с одного их конца; передней стенки устройства 12; соединительной муфты 13, установленной между электрическим двигателем 2 и буровым сверлом 1; муфты 14, соединяющей электропривод подачи 5 и винтовой вал 6; датчика частоты вращения выходного вала электропривода подачи 15 и датчика тока 16, потребляемого электрическим приводом 2, например, на эффекте Холла, установленного на задней стенке устройства 17.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени буровое сверло 1 неподвижно и находится внутри корпуса устройства для измерения сопротивления сверлению. После позиционирования устройства относительно исследуемого материала оператор включает электрический двигатель вращения 2 бурового сверла 1, который закреплен на опорно-направляющей каретке 3 и питается, например, от аккумулятора. Крутящий момент от электрического двигателя 2 передается через муфту 13 буровому сверлу 1. Подача бурового сверла 1 осуществляется после включения электропривода подачи 5, например, постоянного тока, закрепленного неподвижно в корпусе устройства. При этом крутящий момент через соединительную муфту 14 передается винтовому валу 6, второй конец которого установлен в направляющем подшипнике 10. Каретка с закрепленным на ней электрическим двигателем 2 вращения бурового сверла начинают перемещаться по винтовом валу, осуществляя внедрение бурового сверла 1 в исследуемый материал. Прямолинейность движения каретки 3 достигается за счет ее перемещения по специальным направляющим 4. Ограничители перемещения бурового сверла в радиальном направлении 11, изготовленные в виде пластин, размещающихся равномерно между кареткой 3 и передней стенкой устройства 12, перемещаются по направляющим 4. Они жестко соединены с двумя или более штоками 7 с одного их конца. Каждый из штоков 7 противоположным концом соединен с кареткой 3 с помощью ограничителя 8, например, в виде втулки 9, фиксирующей ход перемещения каждой из пластин относительно каретки 3.

Определение свойств исследуемого материала, например, сопротивления сверлению, плотности может осуществляться с использованием датчика тока 16, потребляемого электрическим двигателем 2, например, на эффекте Холла и датчика частоты вращения выходного вала электропривода подачи 15. Сигналы с датчиков поступают на устройство сбора данных, например аналого-цифровой преобразователь, далее на электронную вычислительную машину, где производится их обработка, преобразование, отображение и хранение.

Устройство для измерения сопротивления исследуемого материала сверлению, содержащее буровое сверло с электродвигателем его вращения, размещенные на каретке, установленной на направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения посредством винтовой передачи и электропривода подачи каретки, переднюю стенку, ограничители смещения бурового сверла в радиальном направлении и датчик частоты вращения выходного вала электропривода подачи каретки, связанный с программно-аппаратным комплексом для сбора, обработки и вывода данных на ЭВМ, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком тока электродвигателя вращения бурового сверла и штоками, при этом ограничители перемещения бурового сверла в радиальном направлении выполнены в виде пластин, размещенных между упомянутыми кареткой и передней стенкой с возможностью перемещения по направляющим, каждая из упомянутых пластин жестко соединена с концами по меньшей мере двух штоков, противоположные концы которых соединены с упомянутой кареткой с помощью ограничителя в виде втулки, фиксирующей ход перемещения каждой из упомянутых пластин относительно каретки, а датчик тока электродвигателя вращения бурового сверла связан с упомянутым программно-аппаратным комплексом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к исследованию материалов путем определения их химических или физических свойств, в частности к исследованию прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий, а именно путем измерения высоты отскакивания ударного тела.

Изобретение относится к области физики и может быть использовано для исследования и/или анализа материалов путем определения их физических или химических свойств.

Изобретение относится к определению механических характеристик однородных покрытий, а именно к определению модуля упругости покрытий посредством вдавливания в поверхность материала цилиндрического индентора, и может быть использовано для определения модуля упругости покрытий на подложках из различных материалов.

Изобретение относится к технике контроля и исследования материалов и изделий и может быть использовано для определения параметров рельефа поверхности (линейные размеры, шероховатость), механических (твердость, модуль упругости) и трибологических (коэффициент трения, износостойкость, время жизни покрытий) характеристик материалов с субмикронным и нанометровым пространственным разрешением.

Изобретение относится к способам определения механических свойств материалов путем вдавливания индентора в поверхность образца с заданной нагрузкой, а именно к способам определения статического модуля упругости Юнга.

Изобретение относится к технике испытания твердых материалов на микротвердость. .

Изобретение относится к устройствам для исследования или анализа материалов путем определения их твердости и может быть использовано для определения физико-механических характеристик растущих деревьев, пиломатериалов, деревянных строительных конструкций и т.п.

Изобретение относится к технике контроля и исследования материалов и изделий и может быть использовано для определения параметров рельефа поверхности и механических характеристик материалов с субмикронным и нанометровым пространственным разрешением.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для оценки твердости почвы. .

Изобретение относится к области хранения и учету круглых лесоматериалов в штабелях на лесопромышленных складах и лесных терминалов предприятий лесопромышленного комплекса.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для сбора, обработки и измерения листьев березы для проведения индикации загрязненности воздуха по флуктуирующим листьям березы.

Изобретение относится экологии и может быть использовано для сравнительной индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы. Способ включает взятие листьев от учетных деревьев березы, растущих в одинаковых экологических условиях местопроизрастания, причем все листья, собранные для одной выборки, следует сложить в полиэтиленовый пакет.

Изобретение относится к экологии, а именно биомониторингу и биоиндикации качества состояния окружающей среды (воздуха) в малых, средних и крупных поселениях с использованием количественного индекса лихеноиндикации - лишайникового индекса. Для этого вычисляют лишайниковый индекс (L), выражающийся отношением суммарной площади визуально доступных слоевищ к площади поверхности ствола дерева по формуле: , где L - лишайниковый индекс, d1 - минимальный размер диаметра слоевища лишайников (лишайниковой куртины (см)), d2 - максимальный размер диаметра слоевища лишайников (лишайниковой куртины (см)), D - обхват дерева (см), Н - расстояние от земли, выше которого нет двух талломов, расположенных друг от друга ближе чем на 10 d2, N - число талломов модельных видов лишайников на дереве.

Изобретение относится к области древесиноведения и деревообрабатывающей промышленности и касается оценки механических свойств натуральной и модифицированной древесины.

Изобретение относится к заготовке, обработке и транспортировке лесоматериалов и может быть использовано для определения объемов круглого леса. Согласно способу производят фотосъемку торцов штабеля бревен цифровым устройством.

Изобретение относится к области исследования материалов строительных конструкций здания с помощью тепловых средств. Способ выявления параметров локального пожара включает проведение технического осмотра строительных конструкций деревянного перекрытия здания, подвергавшихся действию термического градиента в условиях локального пожара; выявление схемы огневого воздействия на составные элементы перекрытия; установление породы и сорта строительной древесины, показателей ее плотности и влажности в естественном состоянии, массивности элементов деревянного перекрытия, нахождение нормативного сопротивления строительной древесины на изгиб и скорости ее выгорания, отличающийся тем, что технический осмотр деревянного перекрытия здания дополняют инструментальными измерениями геометрических размеров площади горения, назначают контрольную ячейку перекрытия в очаге пожара, измеряют площадь поперечного сечения проемов ячейки перекрытия, вычисляют показатель проемности ячейки перекрытия; определяют толщину слоя обугливания поперечного сечения элементов деревянного перекрытия; вычисляют величину горючей загрузки, массовую скорость выгорания строительной сосновой древесины в ячейке перекрытия и коэффициент снижения скорости выгорания сосновой древесины, затем выявляют длительность локального пожара и максимальную температуру локального пожара, которые вычисляют из заданных соотношений.

Изобретение может быть использовано для автоматического измерения объема пучка лесоматериалов, находящегося на движущемся объекте. В способе движущийся объект пропускают через измерительное устройство - измерительную рамку, оснащенную лазерными сканерами, которые измеряют внешний контур пучка, его длину и суммарную площадь торцов лесоматериалов.

Изобретение относится к способам определения содержания лигнина Класона. Способ определения лигнина заключается в том, что к лигноцеллюлозному материалу добавляют водно-диоксановый раствор, полученный смешением концентрированной азотной кислоты и 1,4-диоксана в соотношении 1:4 (по объему), реакционную смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение 15 минут, затем добавляют 2 М раствор гидроксида натрия, объем реакционной смеси доводят дистиллированной водой и фильтруют, измеряют оптическую плотность фильтрата при 440 нм, и по величине оптической плотности судят о содержании лигнина в целлюлозном полуфабрикате.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения прочности растительных материалов (соломы, зерен злаков, отходов древесины и др.) в условиях сдвига с целью обоснованного расчета и конструирования измельчающего оборудования.

Изобретение относится к устройству ориентации дрели при сверлении. Устройство содержит рукоятку и затяжной хомут, посредством которого рукоятка фиксируется на корпусе дрели.
Наверх