Способ определения твердости материалов методом упругой отдачи и устройство для его осуществления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К AkfEHTV

Союз Советских

Социалистических

Реслублик iii971119 (61) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 05.11.75(21) 2188493/25-28 (51) М. Кл, 3 (23) Приоритет (32) 07.11.74

С 01 М 3/52

Гооударотвенный квинтет

СССР ао делан изобретений н отнрытнй (31) Р 2452880.1 (331 фр1.

Опубликовано 30.10.82Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30 10 82 (53) УДК620.178. .153 (088.8) Иностранцы

Дитмар Лееб (Австрия) и Марко Бран (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Процеку СА" (Швейцария) (71) Заявитель

«». (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ МАТЕРИАЛОВ

МЕТОДОМ УПРУЮЙ ОТДАЧИ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к методам и средствам неразрушаемого контроля материалов, а именно к способам определения твердости материалов методом упругой отдачи и устройствам для реализации этих способов.

Наиболее близок к предлагаемому способ определения твердости материалов методом упругой отдачи, заключающийся )О в том, что индентор приводят в соударение с поверхностью испытуемого материала, измеряют скорости индентора до и после соударения и по отношению скоростей судят о твердости (11 . 15

Недостаток известного способа заипочается в том, что поскольку cKopoera индентора измеряют в фиксированной точке, отстоящей от поверхности испытуемс го материала на определенном расстоянии, 20 полученные величины твердости оказываются неточными из-за ошибки, возникающей ,вследствие изменения скорости движения индентора, вызванного различными помехами, в частности силой трения. 25

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения твердости материалов методом упругой отдачи, содержащее корпус, установленный в нем индентор и измеритель скорости индентора. В этом устройстве момент пролета индентора регистрируется с помашью фотоэлемента, установленного напротив осветителя (2 )

Недостаток данного устройства состоит в том, что при ударе индентора о поверхность материала возникают вибрации измерителя, которые значительно ухудшают точность получаемых результатов.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, . что согласно способу определения твердости материалов методом упругой отдачи, заключающемуся в том, что индентор приводят в соударение с поверхностью испытуемого материала, измеряют скорости индентора до и после соударения и no oT ношению скоростей судят о твердости, скорости индентора, состоящего из бойка и щупа, выполненных за одно целое И)ти отдельно, измеряют в момент соприкосновения его с поверхностью испытуемого материала и в момент отскока его от поверхности материала. 5

В устройстве для осуществления способа, содержащем корпус, установленные в нем индентор и измеритель скорости индентора, индентор состоит из бойка и щупа, вьтолненных эа одно целое или 10 отдельно, измеритель скорости индентора выполнен в виде электромагнитного датчика, сердечник которого жестко соединен с ицдентором, а катушка установлена на корпусе. t5

Кроме того, сердечник электромагнитного датчика жестко соединен с бойком и (или) щупом.

Устройство снабжено подключенным к вылоду катушки электромагнитного датчика электрическим контуром, содержащим усилитель, два пиковых накопителя, связанные с выходом усилителя, двухлинейный преобразователь, связанный с выходами пиковых накопителей, и блок управления со счет иком и индикатором.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа, продольный разрез; на фиг, 2 — блок-схема электрического контура. 30

Устройство содержит корпус 1, в котором расположен индентор, выполненный в виде бойка 2 и щупа 3, установленного под бойком 2, держатель 4, измеритель скорости индентора, который содержит электромагнитный .датчик, сердечник 5

35 которого жестко соединен с бойком 2 индентора и охватывает катушку 6, установленную на держателе 4 с возможностью перемещения вдоль корпуса 1, размещен40 ную в корпусе 1 направляющую втулку 7, установленную во втулке 7 с возможностью продольного перемещения цангу 8 с наконечником 9, винтовую пружину 10 сжатия, гильзу 11, размещенную на корпусе

1 с возможностью продольного переме45 щения, установленную в гильзе 11 винтовую пружину 12 и крышку 13, через которую конец цангй 8 неподвижно соединен с гильзой 11. На верхнем конце боек 2 имеет цилиндрическую выемку 14 для приема цангового наконечника 9. Цанговый наконечник 9 выполнен из соединенных между собой четырех конических заплечиков 15, которые после вхождения цангового наконечника 9 в цилиндрическую выемку, 14 служат в качестве захвата. ,Расцепляюший механизм, задача которого состоит в том чтобы при обратном ходе

19,4 цанги 8 снимать рукава ее наконечника

9 таким образом, чтобы высвобождался боек 2, содержит набегающий конус 16 и концевой упор 17. Электрический контур 18 устройства, подключенный к выходу катушки 6, содержит последовательно соединенные усилитель 19, два пиковых накопителя 20 и 21, двухлинейный пре-. образователь 22, блок 23 управления со счетчиком 24 и индикатором 25.

Возможна конструкция индентора, когда боек 2 и щуп 3 выполнены эа единое целое.

Способ определения твердости материала осуществляется следующим образом.

Устанавливают устройство вертикально на поверхность 26 испытуемого материала таким образом, чтобы торец щупа 3, выполненный, например, в форме сферы, касался поверхности материала. Затем гильзу 11 вместе с цангой 8 двигают вниз до проникновения цангового наконечника 9 в выемку 14 бойка 2. Затем гильза 11 вместе с цангой 8 и захваченным бойком 2 под воздействием пружины 12 начинает двигаться вверх, растягивая при этом 1тружину 10. При движении гильзы 11 вверх при проникновении набегающего конуса 16 расцепляющего механизма в отверстие направляющей втулки 7 сдавливаются конические эаплечики 15 цангового наконечника 9, в результате чего освобождается боек 2 и ударяется натянутой пружиной 10 по щупу 3. Полученные при этом скорости, которые возникают в бойке 2 непосредственно перед ударом по щупу, в начале проникновения щупа в испытуемый материал, и после отскока бойка от щупа, преобразуются с помощью электромагнитного датчика в электрические сигналы, поступающие в электрический контур. Эти сигналы после пиковых накопителей 20 и 21 подаются на вход двухканального преобразователя 22 и счетчика 24, где в цифровом виде образуется частное от скорости отскока и скорости прямого движения бойка 2. Установленная твердость материала индицируется затем посредством цифрового индикатора 25.

Для оптимального формирования сигналов посредством электромагнитного датчика при ударе бойка о щуп держатель 4 вместе с катушкой 6 имеет возможность с помощью резьбы на наружной поверхности корпуса 1 перемещаться вдоль корпуса.

Таким образом, вследствие того, что в изобретении скорость подвижной части измеряют непосредственно перед столкновением с поверхностью испытуемого ма5 971

TepHaJla и сразу после него, в результате чего расстояния, проходимые подвижной частью, очень малы, влияние помех становится пренебрежимо малым. Результаты, получаемые при измерениях по дан- у ному способу и с помощью устройства, его реализующего, характеризуются достаточно высокой точностью и надежностью.!

О

Формула изобретения

1. Способ определения твердости материалов методом упругой отдачи, заключаюшийся в том, что индентор приводят 15 в соударение с поверхностью испытуемого материала, измеряют скорости индентора до и после соударения и по отношению скоростей судят о твердости, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повы» 20 щения точности измерения, скорости индентора, состоящего из бойка и щупа, вы- полненных за одно целое или отдельно, измеряют в момент соприкосновения его с поверхностью испытуемого материала 2$ и в момент отскока его от поверхности материала.

2, Устройство для осуществления спо, соба по п. 1, содержащее корпус, установ-за ленные в нем индентор и измеритель ско119 6 рости индентора, о т л и ч а ю ш е е— с я тем, что, с целью повышения точности измерения, индентор состоит из бойка и i щупа, выполненных за одно целое или отдельно, измеритель скорости индентора выполнен в виде электромагнитного датчика, сердечник которого жестко соединен с индентором, а катушка установлена на корпусе.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что сердечник электромагнитного датчика жестко соединен с бойком и (или) щупом.

4. Устройство по пп. 2 и 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено подключенным к выходу катушки электромагнитного датчика электрическим контуром, содержащим усилитель, два пиковых накопителя, связанные с выходом усилителя, двухлинейный преобразователь, связанный с выходами пиковых накопителей, и блок управления со счетчиком и индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 224868, кл. Q 01 N 3/52, 1968 (прототип) .

2. Авторское свидетельство СССР

% 223423, кл. G 01 М 3/54, 1968 (прототип) .

Составитель Э. Карпиловская

"Редактор Л. Пчелинская Техред Е.Харитончик

Корректор С. Шекмар

Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 8459/81 Ч;краж 887

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.«4f5