Устройство для определения температурных линейных расширений твердых материалов

Изобретение относится к средствам измерения (дилатометрии) температурных линейных деформаций твердых материалов. Устройство содержит основание, в котором в верхней части по центральной оси выполнен Т-образный паз. С двух противоположных сторон основания установлены с возможностью продольного перемещения и закрепления две плиты. На торцевых поверхностях каждой из плит закреплены опорные элементы в виде пластин, верхняя опорная часть которых заострена, а нижняя в их центральной части имеет прямоугольные выступы, ответные вертикальным направляющим Т-образного паза и имеющие в верхней части V-образные пазы. Отверстия стоек выполнены соосно и параллельно плоскости основания, в отверстии одной из стоек установлена и постоянно закреплена индикаторная головка, а в отверстии другой стойки - съемная индикаторная головка или съемный упор. На одной из плит закреплены напротив друг друга цилиндрические стержни с возможностью установки на них либо двухпозиционных одинаковых опорных втулок, либо упорной пластины, на боковом торце которой в верхней части выполнен выступающий упорный гребень треугольной формы. Техническим результатом является измерение линейных температурных расширений образцов различной формы и размеров при высокой точности и простоте конструкции. 7 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения (дилатометрии) температурных линейных расширений твердых материалов.

Известен дилатометр с кварцевым толкателем для определения температурного коэффициента линейного расширения углеродных материалов содержащий электрическую печь сопротивления, образец, кварцевую рамку, кварцевую трубку, подъемное устройство, индуктивный преобразователь, узел крепления преобразователя, вентилятор и термопару. (ГОСТ Р 54253-2010. Метод определения температурного коэффициента линейного расширения).

Недостатками данного устройства являются:

1. Сложность конструкции и обслуживания.

2. Необходимость после измерения каждого образца затраты времени для остывания нагревательной печи до комнатной температуры.

3. Устройство предназначено только для образцов определенного размера и формы.

Наиболее близким аналогом к заявленному устройству относится приспособление для регулировки резцов содержащее измерительную микрометрическую головку и узла для закрепления измерительной головки. Все узлы закреплены на общем основании (Технология производства, научная организация труда и управления. Научно-технический реферативный сборник. НИИМАШ. Выпуск 1, 1970 г., стр. 52).

Недостатками этого приспособления являются:

1. Приспособление предназначено только для регулировки длины призматических резцов.

2. Приспособление не может быть использовано для определения температурных расширений образцов различных по форме и размерам.

Задача изобретения - измерение линейных температурных расширений образцов различных форм и размеров близких по форме и размерам реальных деталей при простоте конструкции устройства, использования и повышения точности измерений.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для определения температурных линейных расширений твердых материалов, содержащее основание, на котором жестко закреплен держатель, в котором установлен индикатор. В верхней части основания по всей его длине по центральной оси выполнен Т-образный паз, с двух противоположных сторон основания установлены с возможностью продольного перемещения и закрепления две плиты, имеющие в нижней части вдоль своих центральных осей выступы ответные вертикальным направляющим поверхностям Т-образного паза, при этом на торцевых поверхностях направленных друг другу каждой из плит жестко закреплены одинаковые опорные элементы в виде пластин, верхняя опорная часть которых заострена, а нижняя в их центральной части имеет прямоугольные выступы, ответные вертикальным направляющим Т-образного паза и имеющие в верхней части V-образные пазы расположенные симметрично относительно выступов пластин, при этом отверстия стоек выполнены соосно и параллельно плоскости основания, в отверстии одной из стоек установлена и постоянно закреплена индикаторная головка, а в отверстии другой стойки - съемная индикаторная головка, при этом на одной из плит вертикально и симметрично относительно центральной оси отверстий стоек жестко закреплены друг напротив друга цилиндрические стержни с возможностью установки на них либо двухпозиционных одинаковых опорных втулок, либо упорной пластины, на боковом торце которой в верхней части выполнен выступающий упорный гребень треугольной формы.

Новые существенные признаки.

1. В верхней части основания по всей его длине по центральной оси выполнен Т-образный паз.

2. С двух противоположных сторон основания установлены с возможностью продольного перемещения и закрепления две плиты, имеющие в нижней части вдоль своих центральных осей выступы ответные вертикальным направляющим поверхностям Т-образного паза

3. На торцевых поверхностях плит расположенных друг напротив друга жестко закреплены одинаковые опорные базовые элементы в виде пластин, верхняя часть которых заострена, а нижняя в их центральной оси имеет выступы, ответные вертикальным направляющим Т-образного паза и имеющие в верхней части V-образные пазы расположенные симметрично относительно выступов пластин.

4. Оси отверстий стоек выполнены соосно и параллельно плоскости основания, в отверстии одной из стоек установлена и постоянно закреплена индикаторная головка, а в отверстии дугой стойки - съемная индикаторная головка или съемный упор.

5. На верхней поверхности одной из плит вертикально и симметрично относительно центральной оси отверстий стоек жестко закреплены друг напротив друга цилиндрические стержни с возможностью установки на них либо двухпозиционных одинаковых опорных втулок, либо упорной пластины, на боковом торце которой в верхней части выполнен выступающий гребень треугольной формы.

6. На плите вертикально и симметрично относительно центральной оси жестко закреплены друг напротив друга цилиндрические стержни с возможностью установки на них либо двух позиционных одинаковых втулок, либо упорной пластины, на боковом торце которой в верхней части по всей длине выполнен выступающий упорный гребень треугольной формы.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Технический результат предлагаемого устройства достигается тем, что в устройстве предусмотрены конструктивные элементы для точного автоматического базирования образцов для определения температурных линейных расширений близких по форме и размерам к реальным деталям, например, в виде цилиндрических колец и дисков, призматических образцов и цилиндрических стержней. Кроме того устройство позволяет производить вместе с другими приборами исследования структурных изменений металлов при нагревании и остывании. Устройство состоит из простых деталей доступных для изготовления на любом предприятии, научном или учебном институтах, имеющих металлообрабатывающее оборудование.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для определения температурных расширений твердых материалов.

На фиг. 2 схематично изображен базовый элемент.

На фиг. 3 схематично изображено устройство с установленным образцом в виде кольца большого диаметра.

На фиг. 4 схематично изображено устройство с установленным образцом в виде кольца минимального диаметра.

На фиг. 5 изображено устройство с установкой плоского образца.

На фиг. 6 изображено устройство с установленным образцом в виде диска.

На фиг. 7 изображено устройство с образцом в виде цилиндрического стержня.

Устройство для определения температурных расширений твердых материалов, содержащее основание, на котором жестко закреплен держатель, в котором установлен индикатор. В верхней части основания 1 по всей его длине, по центральной оси, выполнен Т-образный паз 2, с двух противоположных сторон основания 1 установлены с возможностью продольного перемещения и закрепления две плиты 3 и 4, имеющие в нижней части вдоль своих центральных осей выступы ответные вертикальным поверхностям Т-образного паза 2, при этом на торцевой поверхности направленных друг к другу каждой из плит 3 и 4 жестко закреплены одинаковые опорные базовые элементы 6 и 7 в виде пластин, верхняя опорная часть которых заострена, а нижняя в их центральной части имеет прямоугольные выступы 8, 9 ответные вертикальным направляющим Т-образного паза 2 и имеющие в верхней части V-образные пазы 10 и 11, расположенные симметрично относительно выступов 8 и 9 пластин, при этом отверстия стоек 12 13 выполнены соосно и параллельно плоскости основания 1, в отверстии одной из стоек 13 установлена и постоянно закреплена индикаторная головка 14, а в отверстии другой стойке 12 - съемная индикаторная головка 15 или съемный упор, при этом на верхней плите 3 вертикально и симметрично относительно центральной оси отверстий стоек 12 и 13 жестко закреплены друг напротив друга цилиндрические стержни 16 и 17, с возможностью установки на них либо двухпозиционных одинаковых втулок, либо упорной пластины 20, на боковом торце которой в верхней части выполнен выступающий упорный треугольной формы гребень. Данное устройство позволяет определять температурных расширений образцов различной формы и размеров, например, в виде кольца большого диаметра, кольца минимального размера 22, прямоугольного образа 23, образца в виде диска 24 и стержня 25.

Работа устройства состоит в следующем. Предварительно производят настройку устройства на заданный размер и форму образца. Для этого, зная размер образца, например образца в виде кольца большего диаметра 21 устанавливаем его на верхние опорные поверхности ножей 6 и 7 до касания поверхностей одетых на стержни 16 и 17 втулок 18 и 19. После этого перемещаем плиту 3 вместе с образцом до соприкосновения наружной поверхности образца с измерительным наконечником индикаторной головки 14 и создания предварительного натяга ее механизма и закрепляют. Поворачивая шкалу индикатора совмещают ее нулевое деление со стрелкой индикаторной головки. В стойку. 13 устанавливают съемный индикатор 15, подводят до касания наконечника детали с противоположной стороны и также обнуляют слегка поджимая деталь к опорам. После этого образец снимают и помещают в нагревательное устройство, например, муфельную печь. Нагретый до заданной температуры образец быстро вынимают из печи и устанавливают на измерительное устройство. Предварительно отведя измерительный наконечник индикаторной головки 14 отпуская его до прикосновения наконечника с поверхность образца. Считывают показания индикаторных обоих головок и вычитают меньшее из большего показания которая и характеризует величину линейного расширения данного образца при фактической температуре нагрева.

Аналогично производят измерение температурного линейного расширения образцов другой формы и размеров, используя соответствующие центрирующие и упорные элементы устройства, например, при использовании образцов прямоугольной формы 23 на цилиндрические стержни 16 и 17 устанавливают упорную пластину 29. Образец 23 помещают на пластины 6 и 7 между упорным гребнем 21 и измерительным наконечником индикаторной головки 14. При определении температурных удлинений цилиндрических образцов 25 вместо съемной индикаторной головки устанавливают жесткий упор 26.

Устройство для определения температурных линейного расширений твердых материалов, содержащее основание, на котором жестко закреплен держатель, в котором установлен индикатор, отличающееся тем, что в верхней части основания по всей его длине по центральной оси выполнен Т-образный паз, с двух противоположных сторон основания установлены с возможностью продольного перемещения и закрепления две плиты, имеющие в нижней части вдоль своих центральных осей выступы, ответные вертикальным направляющим поверхностям Т-образного паза, при этом на торцевых поверхностях направленных к друг другу каждой из плит жестко закреплены одинаковые опорные элементы в виде пластин, верхняя опорная часть которых заострена, а нижняя в их центральной части имеет прямоугольные выступы, ответные вертикальным направляющим Т-образного паза и имеющие в верхней части V-образные пазы, расположенные симметрично относительно выступов пластин, при этом отверстия стоек выполнены соосно и параллельно плоскости основания, в отверстии одной из стоек установлена и постоянно закреплена индикаторная головка, а в отверстии другой стойки - съемная индикаторная головка или съемный упор, при этом на одной из плит вертикально и симметрично относительно центральной оси отверстий стоек жестко закреплены напротив друг друга цилиндрические стержни с возможностью установки на них либо двухпозиционных одинаковых опорных втулок, либо упорной пластины, на боковом торце которой в верхней части выполнен выступающий упорный гребень треугольной формы.