RO122605B1 - Durimetru dinamic, cu arc - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un durimetru electronic, cu arc electronic portabil, fără frecare, destinat determinării durităţii dinamice, în regim de impact, exprimarea durităţii dinamice făcându-se prin raportul dintre energia de recul elastic şi energia de impact, cele două energii fiind măsurate cu un senzor inductiv diferenţial. Durimetrul conform invenţiei este compus dintr-un penetrator (2) sferic, realizat din carbură de wolfram, un portpenetrator (3), un arc (4) lamelar, pentru asigurarea energiei de impact cu materialul (9) de încercat, un electromagnet (5) pentru pretensionarea elastică a arcului (4), un senzor inductiv diferenţial, format dintr-o bobină (6) şi un miez (7) mobil, pentru punerea în evidenţă a energiei de impact şi a energiei de recul elastic, sub forma unor semnale de tensiune proporţionale cu aceste energii, şi o unitate (12) centrală, pentru prelucrarea semnalelor şi afişarea electronică a rezultatelor.

Description

Invenția se referă la un durimetru electronic portabil, cu impact, fără frecări mecanice ale elementelor mobile, destinat încercării durității materialelor metalice, exprimată ca raport între energia de recul elastic și energia de impact.

în vederea determinării durității dinamice cu impact sunt cunoscute durimetre bazate pe măsurarea energiei de recul elastic a unui penetrator ca o măsură a durității exprimată prin înălțimea la care se ridică penetratorul după impact [STAS 8315-81- Metoda Shore], durimetre bazate pe exprimarea durități ca raport între energia cinetică la impact și energia cinetică după impact, ambele energii măsurate pe cale piezoelectrică (RO 100246 -1991, RO 99347-1991).

Dezavantajul principal al aparatelor bazate pe exprimarea durității ca raport de energii după și înante de recul, menționate mai sus, îl reprezintă faptul că toate au echipamente mobile ce se deplasează spre și dinspre materialul încercat cu frecare mecanică, ceea ce are efecte negative asupra controlului erorilor de măsurare, deoarece nivelul frecării depinde de viteză, de poziția de încercare, de rugozitate ș.a.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este aceea că permite realizarea unui durimetru electronic portabil, în regim dinamic, cu impact fără frecare mecanică a elementelor mobile, cu erori mici de măsurare, având și un sistem electromagnetic cu încărcare și descărcare automată.

Durimetrul conform invenției elimină frecările echipamentului mobil și dispune de un sistem de rearmare automată; în acest scop, echipamentul mobil, împreună cu un penetrator sferic din carbură de wolfram, este suspendat elastic cu un arc lamelar pretensionat electromagnetic. La întreruperea alimentării electromagnetului, arcul pretensionat se destinde, proiectând echipamentul mobil împreună cu penetratorul spre materialul încercat. Un senzor inductiv diferențial măsoară la impact valoarea energiei ca sumă între energia de deformare elastică și plastică, și la recul, numai valoarea energiei de recul elastic (expresia energiei de relaxare elastică a materialului), iar un microcontroler calculează duritatea dinamică ca raport între energia de recul elastic și energia de impact.

Durimetrul conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- dă erori de măsurare mici, deoarece echipamentul mobil se deplasează fără frecare;

- dispune de un sistem automat de încărcare-descărcare;

- dispune de un sistem senzorial, care, împreună cu un microcontroler, permit calculul automat al durității în condițiile unei rezoluții de citire ridicate;

- prezintă construcție simplă.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1 și 2, care reprezintă:

- fig. 1 - schema de principiu a durirrietrului;

- fig. 2 - secțiune prin durimetru.

Durimetrul conform invenției este un aparat electronic portabil, fără frecare, destinat încercării dinamice de duritate ca expresie a raportului între energia de recul elastic și energia de impact, și este compus dintr-un corp metalic 1, un penetrator sferic din carbură de wolfram 2, un portpenetrator 3, un arc lamelar încastrat 4, un electromagnet 5, pentru pretensionarea elastică a arcului 4, un senzor inductiv diferențial, format dintr-o bobină 6 și un miez mobil 7, destinat punerii în evidență a energiei de impact și a energiei de recul elastic, o talpă 8, de sprijin pe materialul încercat 9, o talpă 10, cu șurub reglabil, pentru reglarea orizontalității, un buton de armare - declanșare 11 și o unitate centrală 12, pentru prelucrarea semnalelor și afișarea electronică a rezultatelor, și un cablu electric flexibil 13.

RO 122605 Β1

M odul de funcționare a aparatului conform invenției este următorul: 1

Se sprijină talpa 8 și talpa cu reglabilă 10 pe materialul încercat 9 și se acționează butonul de armare-declanșare 11 de două ori; prima acționare a lui are ca efect punerea sub 3 tensiune a electromagnetului 5 și anclanșarea arcului lamelar 4, a doua acționare are ca efect întreruperea alimentării electrice a electromagnetului 5, ceea ce produce, sub acțiunea 5 energiei elastice dezvoltate de arcul lamelar 4, deplasarea penetratorului 2 spre materialul încercat 9, pe care-l solicită în regim dinamic cu impact. La egalitatea energiei cinetice a 7 echipamentului mobil cu suma energiei elasto-plastică de deformare a materialului, viteza penetratorului devine zero, iar imediat după aceea echipamentul mobil intră în recul elastic, 9 energia de deformare elastică înmagazinată propulsândul în sens contrar celui inițial spre impact. Viteza de recul este mai mică decât cea de impact, datorită energiei consumate 11 pentru deformarea plastică. Din momentul desprinderii arcului lamelar 4 de pe electromagnetul 5, miezul mobil 7 generează în bobina 6 un semnal de tensiune continuu crescător 13 până la impact, când începe frânarea penetratorului și inclusiv scăderea valorii semnalului electric inductiv ca urmare a scăderii vitezei penetratorului. La egalitatea energiei de impact 15 cu suma energiei de deformare elastică a materialului încercat, viteza penetratorului 2 este zero, iar semnalul inductiv scade tot la zero; în continuare, penetratorul 2 intră în recul 17 elastic, iar semnalul inductiv are semn contrar celui înainte de impact. După primul impact al penetratorului 2 cu materialul încercat 9 impactul se repetă de mai multe ori, cu amplitudini 19 din ce în ce mai mici, până când oscilația arcului 4 devine amortizată. Duritatea dinamică se exprimă ca raport între energia de recul elastic (EJ și energia de impact (E_imp):21

E23 ^mp25

Constanta K are valoarea 1000 și rolul ei este numai de a oferi durității o valoare în domeniul sutelor de unități, exprimarea durității ca o valoare subunitară nefiind uzuală. 27

Claims (1)

1. Revendicare29

   Durimetru dinamic cu arc, caracterizat prin aceea că, în vederea realizării încercării 31 dinamice de duritate cu impact fără frecare, exprimată ca raport între energia de recul elastic și energia de impact, este folosit ca un aparat electronic portabil, compus dintr-un corp 33 metalic (1), care are înglobat un penetrator sferic din carbură de wolfram (2), un portpenetrator (3) legat de un arc lamelar (4) încastrat pentru asigurarea energiei de impact cu 35 materialul de încercat (9), un electromagnet (5) pentru pretensionarea elastică a arcului (4), un senzor inductiv diferențial, format dintr-o bobină (6) și un miez mobil (7), pentru punerea 37 în evidență a energiei de impact și a energiei de recul elastic sub formă de semnale de tensiune, și o unitate centrală (12) pentru prelucrarea semnalelor. 39