Твердомер

 

О П И С А Н И Е 945747

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

=л /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.11. 79 (21) 2839974/25-28 . с присоединением заявки И (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.82 ° Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 23.07.82 (5I )M. Кл.

6 01 и 3/44

ГОсудавстьенный кбмнтат

СССР по делам изобретеннй и открыткй (5Ç) УДК620,178, .152.4(088.8) )

Ю,Н, Кузнецов и P.N. Капустин J

Специальное конструкторское бюро по разрабо1Ке " автоматических средств измерения масс и при оров испытательной техники Производственного об единей .:"..

"Точприбор" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТВЕРДОИЕР

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к приборам для измерения твердости материалов.

Наиболее .близким по технической

5 сущности и достигаемому эффекту к изобретению является твердомер, содержац ий корпус, установленный на нем подвижный предметный стол, механизм его перемещения, индентор, закрепленный на корпусе с возможностью перемещения в направлении перемещения стола, механизм нагружения индентора, выполненный в виде шарнирно закреплен 15 ного на корпусе одноплечего рычага, средней своей частью взаимодействующего с индентором, и кулачка, взаимодействующего со свободным концом рычага, и регистрирующее устройство $1).20

Однако величина нагрузки может воспроизводиться с недопустимой погрешностью в связи с тем, что ее точное значение определяется высотой образца и ходом механизма перемещения предметного стола.

Цель изобретения - расширение диапазона прикладываемых нагрузок.

Эта цель достигается тем, что твер" домер снабжен параллельными основному рычагу дополнительными одноплечи" ми рычагами, закрепленными на общем с ним шарнире, установленными на ближайшем к основному дополнительном рычаге.упорами, длина которых выбрана из условия контакта основного рычага с одним из дополнительных, и устройством фиксирования положения дополнительных рычагов, выполненным в виде поворотного установленного на корпусе стержня, ось которого параллельна плоскости качания рычагов и перпендикулярна осям упоров, опорами, жестко закрепленными на стержне перпендику" ,лярно к нему, и расположенными с угловым смещением, обеспечивающим х контакт с концами соответствующих до" полнительных рычагов.

На фиг. 1 изображен твердомер, общий вид; на фиг, 2 ™ сечение А-А на фиг. 1 (по оси индентора); на i фиг. 3 - сечение Б-.Б на фиг. 1 (перпендикулярно стержню устройства фиксирования положения дополнительных рычагов); на фиг. 4 " сечение B-B на фиг, 1 (перпендикулярно стержню устройства фиксирования); на фиг.5 " вид Г на фиг, 1 (стрелка на рукоят- 1о ку устройства фиксирования).

Твердомер содержит корпус 1, установленный на нем посредством меха". низма перемещения предметный стол 2.

Механизм перемещения стола выполнен !5 в виде подъемного винта 3, имеющего шпоночный паз, и маховика 4, Соосно подъемным винтом 3 в верхней части орпуса 1 размещен индентор 5, закрепленный на обращенном к предметному столу 2 конце шпинделя 6, Механизм. нагружения индентора 5 выполнен в виде шарнирно закрепленного на оси 7 одноплечего рычага 8, в средней своей части взаимодействующего с индентором 5, свободный конец рыча- га 8 взаимодействует с кулачком 9. На общей с основным рычагом 8 оси 7 закреплены параллельные ему дополнительные одноплечие рычаги l0- 12, на рычаге 10 установлены упоры 13-l6, (они могут быть установлены на любом из дополнительных рычагов), длина которых выбрана из условия контакта основного рычага 8 с одним из дополни35 тельных рычагов 10-12. Кроме того, твердомер содержит устройство фиксирования положения дополнительных рычагов 10-12, выполненное в виде поворотного установленного на корпусе 1 стержня 17, ось которого параллельна плоскости качания рычагов 8-l2 и перпендикулярна осям упоров 13-16, а также в виде опор 18-20, жестко закрепленных на стержне 17 перпендиI 45 кулярно ему. Опоры l8-20 расположены с угловым смещением (фиг. 4) относительно оси стержня 17 и, кроме того, закреплены в различных по длине стержня 17 местах (фиг. 1).

Регистрирующее устроиство выполнено в виде датчика 21 перемещений, установленного на свободном конце рычага 10, ближайшего к основному рычагу 8.

Твердомер работает следующим образом, Устанавливают образец 24 на предметный стол 2, перемещение стола 2

47 4 по высоте осуществляется при. вращении маховика 4, при этом подъемный винт 3 перемещается вверх или вниз, увлекая за собой предметный стол 2, При работающем приводе (не показан) кулачок 9 поворачивается, следуя за профилем кулачка 9 ролик 22 обеспечивает поворот рычагов 8-12. При этом шпиндель 6, опираясь штифтом 23 на рычаг 8 (фиг. 2), начинает переме" щаться вертикально вниз, уменьшая зазор между индентором 5 и поверхнос" тью образца 24. При повороте кулачка 9 на угол, при котором еще имеется зазор между индентором 5 и поверхностью образца 24, рыч-ги 11 и l2 ложатся на опоры 18 и 19, а между упорами 14 и 15 и рычагами 11 и 12 образуется зазор, т.е. масса рычагов 11 и 12 передается на опоры 18 и 19 и нагрузка (предварительная и основная) на шпиндель 6 в дальнейшем будет обеспечиваться массой рычагов соответственно 8 и 10.

При дальнейшем повороте кулачка 9 индентор 5 встречается с поверхностью образца 24,, и вертикальное движение шпинделя 6 прекращается после внедрения индентора 5 в поверхность образца 24 на величину, определяемую твердостью образца 24 и массой шпинделя 6 и контактирующих с ним элементов, т.е. винта 25, рычага 26 устройства установки нуля, После останова движения шпинделя 6 при встрече индентора 5 с поверхностью образца 24 дальнейший поворот кулачка 9 обеспечивает уменьшение зазора между штифтом 27 и нижним торцом рычага 8, так как рычаги 8 и 10 продолжают поворачиваться вокруг оси 7 по часовой стрелке.

После выбора зазора между штифтом 27 и нижним торцом рычага 8 рычаг 0 начинает действовать на штифт 27, создавая своей массой по оси шпинделя 6 предварительную нагрузку заданной величины, при этом упор l6 от" рывается от рычага 8, а зазор между опорой 28 и упором 13 начинает уменьшаться.

При уменьшении этого зазора, т ° е. тогда, когда на индентор 5 действует предварительная нагрузка, пластина 29 занимает такое положение относительно датчика 21 перемещений, что датчик 21 перемещений посредством аппаратуры (не показана ) обеспечивает пода5 9457 чу электрического сигнала на устройство установки нуля.

При дальнейшем повороте кулачка .9 происходит уменьшение зазора между опорой 28 и упором 13 до нуля и ры- 5 чаг 10 начинает через упор 13 действовать на рычаг 8, создавая своей массой по оси шпинделя 6 нагрузку заданной величины. Происходит дополнитель" ное внедрение индентора 5 в поверхность образца 24, при этом величина дополнительного внедрения зависит как от твердости образца 24, так и от величины нагрузки, создаваемой массой рычагов о и 10. 15

После прекращения этого внедрения ролик 22 отрывается от кулачка 9, так как кулачок 9 продолжает поворачиваться по часовой стрелке. Через

1"3 с после отрыва ролика 22 от ку- 20 лачка 9 электроаппаратура подает команду на реверсирование движения электродвигателя. Кулачок 9 начинает поворачиваться вокруг. своей оси против часовой стрелки и через некоторое 25 время профиль кулачка 9 начинает контактировать с роликом 22.

При этом рычаг 10 начинает nosopaчиваться вокруг оси 7 также против часовой стрелКи, упор 13 открывается 30 от опоры 28, т.е. действие рычага 10 на рычаг 8 прекращается, а шпиндель 6 находится под действием предваритель ной нагрузки, создаваемой массой рычага 8 При этом производится от- 35 счет измеренной твердости по цифер-. блату показывающего элемента 30. При дальнейшем движении кулачка 9 против часовой стрелки упор 16 начинает кон" тактйровать с нижним торцом рычага 8 и поворачивая его вокруг оси 7 против часовой стрелки, снимает массу рычага 8 со штифта 27, подводит верхний торец рычага 8 к штифту 23 и, дейст" вуя на него, отводит шпиндель 6 с индентором 5 от поверхности образца 24.

В конце хода кулачка 9 к .его исходному положению упоры 14 и 15 начинают действовать на рычаги 11 и 12 и приподнимают их с опор 18 и 19, а

50 электроаппаратура обеспечивает останов кулачка 9.

Перед проведением испытания, в зависимости от выбранной шкалы твердости, устанавливается требуемая дополнительная нагрузка. Это осуществляет" ся вручную путем поворота рукоятки 31 и установки указателя 32 (фиг. 5) в одно иэ трех положений в соответст47 6 вии с указанными на табличке 33. В положении рукоятки 31 с указателем 32, как это показано на фиг. 5, опоры 18 и 19 располагаются под рычагами и 12, и в процессе нагружения рычаги 11 и 12 опираются на опоры 18.и 19, а их масса не будет действовать на рычаг 10. При этом на шпинделе 6 будет создаваться нагрузка от массы рычагов 8 и 10, являющаяся наименьшей общей нагрузкой, например, равной

60 кгс. При повороте рукоятки 31 и стержня 17 на 90 по часовой стрелке (йиг. 5) опора 18 встанет в горизонтальное положение, а -место опоры 19 займет опора 20. В этом положении (при нагружении) рычаг 12 будет опираться на опору 20, а рычаг 11 будет действовать своей массой через упор 14 на рычаг 10, что обеспечит действие по оси шпинделя 6 общей .нагрузки более наименьшей, например, равной 100 кгс.

При повороте рукоятки 31 и стерж- ня 17 по часовой стрелке (фиг. 5) на 180О опоры 18 и 19 займут вертикальное положение, но будут располагаться ниже оси стержня 17, à опо" ра 20 будет горизонтальна. В этом полонении (при нагружении 1 рычаги 11 и 12 будут действовать своей массой через упоры 14 и 15 на рычаг 10, обеспечивая создание по оси шпинделя 6 наибольшей общей нагрузки, например, равной 150 кгс.

Проведение испытаний на предлага". емом твердомере автоматизируется за счет приложения предварительной и общей нагрузок при использовании только одного приводного звена.

Формула изобретения

Твердомер, содержащий корпус, установленный на нем подвижный предметный стол, механизм его перемещения, индентор закрепленный на корпусе с возможностью перемещения в направлении перемец ения стола, механизм нагружения индентора, выполненный в виде шарнирно закрепленного на корпусе одноплечего рычага, средней своей частью вэаимодействуюцего с индентором, и ку" лачка, взаимодействующего со свободным концом рычага, и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона при" кладываемых нагрузок,.он снабжен параллельными основному рычагу дополнитель1 945747

8 ными одноплечими рычагами, закреплен- и перпендикулярна осям упоров, опораными на общем с ним шарнире, установ" ми, жестко закрепленными на стержне ленными на ближайшем к основному дон перпендикулярно к нему, и расположенполнительном рычаге упорами, длина ко- ными с угловым смещением, обеспечиваюторых выбрана из условия контакта ос- щим их контакт с концами соответствуюновного рычага с одним из дополнитель- щих дополнительных рычагов. ных, и устройством фиксирования положения дополнительных рычагов, выполнен- Источники информации, ным в виде поворотного установленного принятые во внимание при экспертизе на корпусе стержня, ось которого па- 10 1. Патент СНА Р 2752779, раллельна плоскости качания рычагов кл. 73-83, 1956 (прототип), 945747

А-Д

77

Bui /

Составитель И. Иузычкина

Ре актоо В. Лазаренко Техреду З.Пали" и Ко екто M. Шаооши

РР E

Заказ 5320/62 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)03 Москва Ж-3 Раушская наб. ц. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,