Устройство для определения твердости материалов

Устройство для определения твердости материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к исследованию физико-механических свойств материалов и может быть использовано для определения твердости. Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет того, что резонатор с « закрепленным на нем индентором, взаимодействующий через передаточный элемент с механизмом нагружения, выполнен в виде мембраны, 1 ил,,2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 5 С 01 М 3/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ акустический стержневой преобразователь, соединенный с оДной стороны с контактным наконечником, а с другой с механизмом нагружения, устроиство возбуждения колебаний в электроакустическом преобразователе и блок измерения частоты колебаний электроаку- © стического преобразователя.

Работа известного устройства осуществляется следующим образом.

К образцу прижимают с известной силой с помощью устройства нагружения наконечник электроакустического преобразователя. Возбуждают в преобразователе колебания на резонансной частоте, измеряют частоту колебаний ф, и по ней судят о твердости материала.

Недостатком устройства является низкая точность измерения, обусловлен ная погрешностями, возникающими при

- изгибе стержня-преобразователя под

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. (21) 4652090/28 (22) 20.02.,89 (46) 07,05.92. Бюл. и 17 (71) Научно-производственное обьединение по технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства "РостНИИТИ" (72) А.С.Сабаев (53) 620.178.152(088..8) (56) Авторское свидетельство СССР

NÃ 347627, кл. G 01 N 3/40, 1972.

Патент США и 3153338, кл. 73-67.1, 1964.

Изобретение относится к исследованию материалов путем определения их .физических свойств и может быть использовано для измерения твердости внутренних поверхностей деталей.

Известно устройство для контроля твердости изделий по электромагнитным параметрам, содержащее рабочий и эталонный трансформаторные датчики, источник возбуждения, подключенный к первичным обмоткам датчиков, индикаторов ЭДС, связанный с вторичными обмотками датчиков.

Недостатком устройства является высокая погрешность измерения, обусловленная влиянием неоднородности химического состава контролируемого.материала.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения физико-механических свойств матери.алов, содержащее резонансный электро„„SU„„1732230

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к исследованию физико-механических свойств . материалов и может быть использовано для определения твердости. Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет того, что резонатор с ° закрепленным на нем индентором, вза" имодействующий через передаточный элемент с механизмом нагружения, выполнен в виде мембраны. t ил. 2" табл.

17322 действием приложенной нагрузки, когда в стержне возникают изгибные колебания, в не только продольные. Увеличение диаметра стержня или уменьшение его длины с целью повышения жесткости

5 приводит к уменьшению чувствительности преобразователя-стержня к измеряемому параметру « твердости.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем., что устройство для определения твердрсти материалов, содержащее резонатор, закрепленный на нем индентор, механизм нагружения индентора, блок возбуждения колебаний резонатора и блок измерения частоты колебаний резонатора, снабжено передаточным элементом, связанным с механизмом нагру- 20 жения индентора, а резонатор выполнен в виде мембраны, жестко закрепленной по контуру передаточного элемента. Повышение точности предлагае" мого устройства обусловлено тем, Б что в мембране возникают только изгибные колебания, которые являются па" разитами, а также являются единственным типом колебаний, несущим информацию о состоянии испытуемой поверхнос- 30 ти.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Преобразователь-мембрана 1 жестко закреплена в корпусе 2.В преобразователе-мембране 1 закреплен наконечник, Корпус 2 соединен с механизмом 4 нагружения. Преобразователь-мембрана 1 соединена с устройством возбуждения колебаний и блоком регистрации часто- 40 ты колебаний. Наконечник упирается в образец.

Устройство работает следующйм об-. разом.

К образцу прижимается с заранее за- данной силой устройством нагружения наконечник 3, включают устройство возбуждения колебаний и возбуждают в преобразователе-мембране колебания на ее резонансной частоте, измеряют частоту этих колебаний блоком регист", рации частоты колебаний и по ней судят о величине твердости поверхности.

30 4

В качестве преобразователя ис" пользована мембрана 1 диаметром d< =

=22 мм и толщиной h =0,52 мм. Мембрана выполнена из стали Х13 и запаяна в корпус 2 с размерами: наружный диаметр d<=-28 мм,,высота h<=20 мм.

Корпус 2 с мембраной 1 вставлен в стакан З,на дне которого расположена пружина 4. Пружина 4 сжимается при нажатии на дно стакана 3, который движется относительно корпуса 2 и прижимает корпус 2 с мембраной 1 к образцу 5, т.е. пружина 4 сжимается на фиксированную величину и является устройством нагружения с заданной в l кг силой.

К преобразователю-мембране 1 приклеен пьезоэлемент 6, передающий механические колебания мембране, Пьезоэлемент 6 представляет собой диск диаметром d =21 мм, толщиной Ь =1 мм из пьезокерамики ЦТС-19..Пьезоэлемент 6 соединен с генератором 7 типа

ГЗ-112. Для считывания резонансных колебаний используется пьезодатчик

8, приклеенный на диск 6 и соединенный с частотомером 9 типа 43-34.

Пьезодатчик 8 выполнен из пьезокерамики ЦТС-19 и имеет размеры: диаметр

04=10 мм, h4=0,2 мм. Испытания проведены на стальных закаленных образцах в виде цилиндров с внутренним диаметром do=60 мм.

Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Формула изобретения

Устройство для определения твердости материалов, содержащее резонатор, закрепленный на нем индентор,механизм нагружения индентора, блок возбуждения колебаний резонатора и блок измерения частоты колебаний резонатора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено передаточным элементом, связанным с механизмом нагружения. индентора, а резонатор выполнен в виде мембраны, жеСтко закрепленной по контуру передаточного элемента.

1732230

Та бли ца 1

Твердость по шкале HRC 25

49

Резонансная частота, Гц 87353 87209 87161- 87041

Погрешность измерения составила

3+ 3 Гц или P = 13. Результаты сравнительных испытаний известного устройства ТЭА-5 и предложенного на об" разцовых мерах твердости приведены в табл. 2. .Та бли ца 2

Погрешность измерения Д

Твердость образ цо вой меры, HRC т

Известное Предлагаемое устройство устройство

ТЭА-5

24,3

49,3 ,64,2

4,.2

3,9

3,9

1,1

1,0

1,0

Составитель Л.Фердинанд

Редактор А. Мотыль Техред Л.Олийнык Корректор И. Самборская

Заказ 1578 Тираж - . Подписное

РЧИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101