CZ33512U1 - Zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti - Google Patents
Zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti Download PDFInfo
- Publication number
- CZ33512U1 CZ33512U1 CZ2019-36888U CZ201936888U CZ33512U1 CZ 33512 U1 CZ33512 U1 CZ 33512U1 CZ 201936888 U CZ201936888 U CZ 201936888U CZ 33512 U1 CZ33512 U1 CZ 33512U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- portable frame
- measured
- hardness test
- instrumented
- indentor
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 7
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000007544 microindentation test Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
- G01N3/42—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid
- G01N3/44—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid the indentors being put under a minor load and a subsequent major load, i.e. Rockwell system
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.
Zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti
Oblast techniky
Technické řešení se týká zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti, určené k provádění této zkoušky zejména na reálné provozovaných energetických zařízeních a umožňující následné stanovení dalších mechanických vlastností zkoušeného materiálu, jako je mez kluzu (Re), pevnost v tahu (Rm) a Youngův modul pružnosti (E).
Dosavadní stav techniky
Na rozdíl od tradičních zkoušek tvrdosti, prováděných jednorázovým vtlačením tělesa do povrchu zkoušeného materiálu, princip instrumentovaných zkoušek tvrdosti spočívá ve vtlačování tělíska tzv. indentoru ve tvaru koule (Brinell) nebo jehlanu (Vickers) při současném měření závislosti aplikované síly na posunu vnikajícího tělíska do zkoušeného materiálu. Monitorováním úplného cyklu nárůstu a odlehčení zkušebního zatížení se pak mohou stanovit nejen stejné hodnoty tvrdosti jako u konvenčních metod, ale mohou být dále stanoveny i další vlastnosti materiálů jako vtiskový modul a pružně-plastická tvrdost, přičemž celý proces zkoušení je řízen ovládacím softwarem, nainstalovaným na počítači, záznam pak uložen do souboru a následně vyhodnocen. Všechny tyto hodnoty přitom mohou být vypočteny bez optického proměřování vtisku.
Tyto zkoušky jsou prováděny dle ČSN EN ISO 14577-1 „Kovové materiály - Instrumentované zkouška stanovení tvrdosti a materiálových parametrů“ a jsou popsány např. v diplomové práci o názvu „Zkoušení materiálu instrumentovanou vnikací zkouškou“ autorky Bc. Veroniky Čermákové, ČVUT 2017, nebo v diplomové práci o názvu „Nástroje pro řízení a vyhodnocování mikroindentačních zkoušek“ autorky Nely Fenclové, ČVUT 2015.
V dnešní době je však zatím možné provádět měření instrumentované tvrdosti pouze na stacionárních zařízeních v laboratořích, což sebou nese nezbytnou podmínku, spočívající v odebrání materiálu z posuzovaného místa, která bývá obvykle spojena s odstavením strojního celku z provozu, dezintegrací strojní součásti a provedení následné opravy odebraného místa.
Podstata technického řešení
Tyto nevýhody dosavadního stavu techniky jsou do značné míry odstraněny zařízením k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti, založené na principu počítačově řízeného vtlačování indentoru do povrchu měřeného materiálu a softwarového vyhodnocování naměřených hodnot, podle nyní předkládaného technického řešení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že zařízení sestává z přenosného rámu, opatřeného nejméně jedním upínacím členem, určeným k jeho připevnění na měřenou součást, a vedle něho uspořádaným elektromotorem s převodovou skříní, jejíž výstupní hřídel je převodem propojen s kuličkovým šroubem, otočně uloženým uvnitř přenosného rámu společně s na něm umístěnou kuličkovou maticí, určenou pro převod rotačního pohybu kuličkového šroubu na výsuvný pohyb tlačného tmu s indentorem z přenosného rámu směrem k povrchu měřené součásti. Mezi kuličkovou maticí a tlačným trnem je přitom uspořádán tenzometrický snímač síly vtisku a na tlačném tmu v k němu připevněném držáku měřič hloubky vtisku indentoru do měřené součásti.
Díky přenosnému rámu, který lze pomocí upínacích členů společně s elektromotorem připevnit na v podstatě jakoukoli součást, je přenosné celé zařízení podle technického řešení. Toto zařízení pak umožňuje po jeho propojení s počítačem, vybaveným ovládacím softwarem, provádět instmmentované zkoušky tvrdosti těchto součástí za normální teploty přímo v provozních
- 1 CZ 33512 U1 podmínkách. Zásadní výhodou tohoto zařízení je, že umožňuje v podstatě nedestruktivní stanovení mechanických vlastností strojních součástí. Přínosem je proto i jeho ekonomická výhodnost, spočívající ve skutečnosti, že není nutno posuzované strojní zařízení odstavit z provozu, dezintegrovat měřenou součást a následně místo odběru opravovat. Zařízení pro provádění instrumentované zkoušky tvrdosti je zároveň vhodné k provádění zkoušek kovových i nekovových materiálů, a to i na různých tvarech měřených povrchů, a je způsobilé pro použití v systémech jakosti dle ISO 9001:2009.
Podstata technického řešení spočívá dále v tom, že pro použití u kovových součástí jsou upínací členy přenosného rámu s výhodou tvořeny elektromagnety, umožňující jeho rychlé a pevné připojení k jejich povrchu. U součástí z nemagnetických materiálů je pak nutno použít jako upínací členy mechanické upínací prostředky.
Objasnění výkresů
Technické řešení je dále blíže objasněno pomocí výkresů příkladného provedení zařízení pro provádění instrumentované zkoušky tvrdosti podle technického řešení, kde na obr. 1 je znázorněno jeho schéma a na obr. 2 je naznačeno jeho propojení s řídícím a vyhodnocovacím počítačem.
Příklad uskutečnění technického řešení
Zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti ve znázorněném příkladném provedení sestává dle obr. 1 z přenosného rámu 1, který je zdola opatřen dvěma upínacími členy 12, tvořenými elektromagnety, upevněnými ke spodní nosné desce 11 přenosného rámu 1 a určenými kjeho připevnění na zde nezobrazenou měřenou součást, a vedle něho uspořádaným elektromotorem 5 s převodovou skříní 6. Výstupní hřídel převodové skříně 6 je převodem 7, tvořeným ozubeným řemenem, propojen s vnějším koncem kuličkového šroubu 3, otočně uloženého pomocí axiálního ložiska 2 v horní desce přenosného rámu 1. v jeho vnitřním prostoru. Na druhém konci kuličkového šroubu 3 uvnitř přenosného rámu 1 je uspořádána kuličková matice 4 pro převod rotačního pohybu kuličkového šroubu 3 na výsuvný pohyb pod ní uspořádaného tlačného tmu 13 s indentorem 8 z přenosného rámu 3 směrem k povrchu měřené součásti. Mezi kuličkovou maticí 4 a tlačným trnem 13 je přitom uspořádán tenzometrický snímač 14 síly vtisku a na tlačném tmu 13 v k němu připevněném držáku 10 měřič 9 hloubky vtisku indentom 8, dosedající na vnitřní spodní stranu přenosného rámu 1Výstupy tenzometrického snímače 14 síly vtisku a měřiče 9 hloubky vtisku indentoru 8 jsou uzpůsobeny pro propojení s řídícím a vyhodnocovacím počítačem celého průběhu zkoušky, který je znázorněn na obr. 2 a označen pod písmenem A. Pod písmenem B je na obr. 2 dále naznačeno zařízení z obr. 1, umístěné v podstatě celé v krycím boxu, opatřeném zobou stran již blíže neoznačenými manipulačními madly a vnějším spínačem pro elektromagnetické upnutí zařízení k měřené součásti, označené zde pod písmenem C.
Vlastní provádění zkoušky se skládá z procesu přípravy měřeného místa a z procesu indentace. Kvalita přípravy měřeného místa je velmi významná a může výrazným způsobem ovlivnit výsledky testu. Princip přípravy spočívá ve vybroušení plošky o průměru cca 30 mm na měřené strojní součásti, přičemž se kontroluje rovinnost plošky a drsnost jejího povrchu. Následuje ustavení vlastního zařízení, při kterém je hrot indentoru 8 nutné ustavit tak, že je cca 3 mm nad testovaným povrchem. Jakmile je zařízení správné ustaveno, obsluha zařízení aktivuje elektromagnetické upnutí, při němž dojde k upnutí zařízení k měřené součásti. U součástí s členitým povrchem nebo např. u trubek se zařízení magneticky upíná k přípravku, který je pevně spojen s měřenou součástí a jehož součástí může být i křížový stůl, umožňující jeho posuv v osách x a y. Další průběh instrumentované zkoušky tvrdosti pak již odpovídá zkouškám,
-2CZ 33512 U1 prováděným dosud na stacionárních zařízeních v laboratorních podmínkách.
NÁROKY NA OCHRANU
Claims (2)
1. Zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti, založené na principu počítačově řízeného vtlačování indentoru (8) do povrchu měřeného materiálu a softwarového vyhodnocení naměřených hodnot, vyznačující se tím, že sestává z přenosného rámu (1), opatřeného nejméně jedním upínacím členem (12), určeným k jeho připevnění naměřenou součást, a vedle uspořádaným elektromotorem (5) s převodovou skříní (6), jejíž výstupní hřídel je převodem (7) propojen s kuličkovým šroubem (3), otočné uloženým uvnitř přenosného rámu (1) společně s na něm umístěnou kuličkovou maticí (4), určenou pro převod rotačního pohybu kuličkového šroubu (3) na výsuvný pohyb pod ní uspořádaného tlačného tmu (13) s indentorem (8) z přenosného rámu (1) směrem k povrchu měřené součásti, přičemž mezi kuličkovou maticí (4) a tlačným trnem (13) je umístěn tenzometrický snímač (14) síly vtisku a v držáku (10), připevněném k tlačném tmu (13), měřič hloubky (9) vtisku indentom (8) do měřené součásti.
2. Zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti podle nároku 1, vyznačující se tím, upínací členy (12) přenosného rámu (1) jsou tvořeny elektromagnety.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-36888U CZ33512U1 (cs) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-36888U CZ33512U1 (cs) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ33512U1 true CZ33512U1 (cs) | 2019-12-04 |
Family
ID=68841655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2019-36888U CZ33512U1 (cs) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ33512U1 (cs) |
-
2019
- 2019-11-15 CZ CZ2019-36888U patent/CZ33512U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Peng et al. | Residual stress measurement combining blind-hole drilling and digital image correlation approach | |
| JP5851613B2 (ja) | 携帯型デジタル表示式硬さ試験機 | |
| CN109283041B (zh) | 一种测量螺栓节点中被连接件极限接触应力的实验装置及实验方法 | |
| CN201191257Y (zh) | 一种便携式压入仪 | |
| CZ306556B6 (cs) | Indentační hlavice, instrumentovaný měřící systém a způsob stanovení mechanických vlastností materiálů indentační metodou | |
| EP2909603B1 (en) | A device for fatigue bending tests | |
| CN110907285A (zh) | 一种用于dvc方法试验的微型加载装置 | |
| CN114942185A (zh) | 一种原位力学加载试验机、试验系统及试验方法 | |
| CN106370517A (zh) | 具备原位观测和连续测试功能的便携式压入测试系统 | |
| CN110308057A (zh) | 一种卧式螺栓轴力-扭矩微变化试验机 | |
| CN111964824A (zh) | 一种基于压入能量差测试残余应力的方法 | |
| CN119643028A (zh) | 一种用于起重机焊接接头的残余应力测试装置及测试方法 | |
| CZ33512U1 (cs) | Zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti | |
| CN110530718A (zh) | 一种基于白光干涉测量表面形貌的双轴残余应力引入装置 | |
| Härtel et al. | Experimental evaluation of Bauschinger effects during tension-compression in-plane deformation of sheet materials | |
| CN109883867A (zh) | 基于数字散斑的变温冲击压痕测试装置 | |
| CN206818545U (zh) | 材料残余应力与表面硬度关系测试装置 | |
| CN116380315A (zh) | 基于环芯法残余应力计算的系数标定平台和方法 | |
| CN206399724U (zh) | 具备原位观测和连续测试功能的便携式压入测试系统 | |
| CZ35076U1 (cs) | Přenosné zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti | |
| WO1990010857A1 (en) | Field indentation microprobe for structural integrity evaluation | |
| Glaser et al. | Comparison between Stereo Optical Strain Measurements and Finite Element Results in Stress Concentration Zones | |
| CN218002369U (zh) | 针规检测治具 | |
| Chen et al. | Development and experimental verification of a hightemperature and in-plane biaxial testing apparatus. Machines 2022; 10: 1054 | |
| Haidyrah | Characterization of bending fatigue mini-specimens for nuclear materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20191204 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20231115 |