RU159368U1

RU159368U1 - Sclerometer

Info

Publication number: RU159368U1
Application number: RU2015135332/28U
Authority: RU
Inventors: Иван Александрович Калугин; Сергей Анатольевич Антоновский; Иван Михайлович Датков; Борис Петрович Сафонов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург"
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2016-02-10

Abstract

Склерометр, включающий маятник с индентором, вал маятника, пусковой и стопорный узлы, предметный столик для крепления испытываемого образца и измеритель перемещения образца, отличающийся тем, что предметный столик снабжен подпружиненным стопорным шариком и микрометрическим винтом, а на вале маятника, имеющем продольно-осевое отверстие, установлена втулка маятника с возможностью перемещения вдоль оси вала маятника с заданным шагом, задаваемым микрометрическим винтом, при этом стопорный узел фиксирует начальное положение маятника под заданными углами.A sclerometer, including a pendulum with an indenter, a pendulum shaft, launch and locking assemblies, a stage for attaching the test sample and a sample displacement meter, characterized in that the stage is equipped with a spring-loaded locking ball and a micrometer screw, and on the pendulum shaft having a longitudinally axial hole , a pendulum sleeve is installed with the ability to move along the axis of the pendulum shaft with a predetermined pitch specified by a micrometer screw, while the locking assembly fixes the initial position of the pendulum under adannymi angles.

Description

Полезная модель относится к измерительной и исследовательской технике и может быть использована при определении трибологических характеристик материалов методом царапания, в частности, изучения характеристик износостойкости сталей из которых изготовлены быстроизнашивающиеся детали насосно-компрессорного оборудования газопромыслового оборудования.The utility model relates to measuring and research equipment and can be used to determine the tribological characteristics of materials by scratching, in particular, to study the wear resistance characteristics of steels from which the wearing parts of pumping equipment of gas production equipment are made.

Известен склерометр включающий корпус, размещенный в его верхней части столик для крепления образца, установленный в корпусе на оси двухплечий маятник с идентором, пусковой, стопорный и измерительный узлы (свидетельство на полезную модель РФ №28550, опубликовано 27.03.2003).A sclerometer is known including a housing located in its upper part for mounting a specimen mounted in the housing on the axis of a two-arm pendulum with an identifier, launch, locking and measuring units (certificate for utility model of the Russian Federation No. 28550, published 03/27/2003).

Недостатками известного склерометра является невозможность проведения нескольких испытаний на одном образце, возможность смещения образца с предметным столиком при царапании индентором образца, вследствие чего получение с большой погрешностью достоверного результата измерения.The disadvantages of the known sclerometer are the impossibility of conducting several tests on one sample, the possibility of displacement of the sample with the stage when the indenter scratches the sample, as a result of which a reliable measurement result is obtained with a large error.

Известна наиболее близка к заявляемой конструкция маятникового склерометра, в верхней части корпуса которого размещен предметный столик для образца. Маятник установлен в корпусе на оси. На верхнем конце штока маятника закреплен индентор. Имеется фиксатор положения образца, пусковой и стопорный узлы. Склерометр снабжен узлом перемещения образца к индентору и измерителем перемещения образца. Измеритель выполнен в виде установленной с возможностью перемещения на нижней торцовой поверхности предметного столика подпружиненной пластины, связанной с индикатором перемещения (патент РФ №2141106, опубликовано 10.11.1999).Known closest to the claimed design of the pendulum sclerometer, in the upper part of the body of which is placed the stage for the sample. The pendulum is mounted in the housing on the axis. An indenter is fixed at the upper end of the pendulum rod. There is a sample position lock, starting and locking nodes. The sclerometer is equipped with a unit for moving the sample to the indenter and a meter for moving the sample. The meter is made in the form of a spring-loaded plate mounted with the ability to move on the lower end surface of the stage of the plate, associated with a movement indicator (RF patent No. 2141106, published on November 10, 1999).

Недостатком данного склерометра также является: невозможность проведения нескольких испытаний на одном образце, возможность смещения образца с предметным столиком при царапании индентором образца, вследствие чего получение с большой погрешностью достоверного результата измерения.The disadvantage of this sclerometer is also: the impossibility of conducting several tests on one sample, the possibility of displacement of the sample with the stage when the indenter scratches the sample, as a result of which a reliable measurement result is obtained with a large error.

Задача предлагаемой полезной модели состоит в изменении конструкции предметного столика, которое исключит любое перемещение образца при царапании его индентором, и в изменении конструкции вала, допускающем возможность нескольких измерений на одном испытательном образце, что позволит собрать больший массив данных при склерометрическом исследовании одного образца.The objective of the proposed utility model is to change the design of the stage, which will exclude any movement of the sample when it is scratched by the indenter, and to change the design of the shaft, allowing several measurements on one test sample, which will allow to collect a larger data array during sclerometric examination of one sample.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства, позволяющих с большей точностью осуществлять построение необходимых диаграмм и графиков механических свойств образца.The technical result of the proposed utility model is to expand the functionality of the device, allowing more accurately to build the necessary diagrams and graphs of the mechanical properties of the sample.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что склерометр, включающий маятник с индентором, вал маятника, пусковой и стопорный узлы, предметный столик для крепления испытываемого образца и измеритель перемещения образца, согласно полезной модели, предметный столик снабжен подпружиненным стопорным шариком и микрометрическим винтом, а на вале маятника, имеющем продольно-осевое отверстие, установлена втулка маятника с возможностью перемещения вдоль оси вала маятника с заданным шагом, задаваемым микрометрическим винтом, при этом стопорный узел фиксирует начальное положение маятника под заданными углами.The task and the technical result are achieved in that the sclerometer, including a pendulum with an indenter, a pendulum shaft, a start and stop knots, a stage for mounting the test sample and a sample displacement meter, according to the utility model, the stage is equipped with a spring-loaded stop ball and a micrometer screw, and on the pendulum shaft having a longitudinally axial hole, a pendulum sleeve is mounted with the possibility of movement along the axis of the pendulum shaft with a given step specified by a micrometer screw , Wherein the locking unit fixes the initial position of the pendulum at predetermined angles.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена конструкция склерометра, на фиг. 2 - предметный столик, на фиг. 3 - вал склерометра.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the design of the sclerometer; FIG. 2 - a stage, in FIG. 3 - shaft of the sclerometer.

На станине 1, установлен корпус 2 склерометра, на который крепятся бугели 3, в которые устанавливается втулка 4 с валом маятника 5. С одной стороны вала маятника 5 смонтирован толкатель 6. К втулке 4 вала маятника 5 через упругий элемент 7 прикреплен маятник 8 взаимодействующий с пуско-стопорящим устройством 9, который фиксирует начальное положение маятника 8 под заданными углами, например, 30°, 45° и 60°. С обратной стороны от маятника 8 на втулке 4 смонтирован индентор 10. Сверху на корпусе 2 установлен предметный столик 11, в который вставляется испытываемый образец 12 (фиг. 2). В предметном столике 11 испытываемый образец 12 закрепляется с помощью стопорного шарика 13, подпружиненного пружиной 14. Испытываемый образец 12 опирается на головку толкателя образца 15 (фиг. 2). Измерение сдвига образца 12 на глубину царапанья осуществляется с помощью микрометрического индикатора 16 (фиг. 2), путем взаимодействия микрометрического индикатора 16 с головкой толкателя образца 15 перемещающегося в закрепленной скобе 17 (рис. 2) на предметном столике 11. Величина сдвига образца измеряется с помощью индикатора 16, закрепленного на стойке 18 (фиг. 2). Жесткое фиксирование образца 12 перед непосредственным царапаньем осуществляют стопорным винтом 19 (фиг. 2). Царапина на образце 12 образуется вследствие скользящего движения наконечника индентора 10. Осевое перемещение маятника 8 вдоль вала маятника 5 производится с помощью толкателя 6, снабженного микрометрическим винтом. На упругом элементе 7 установлены два тензорезистора (не показано), которые регистрируют деформации упругого элемента 7, возникающие при взаимодействии индентора 10 с испытуемым образцом 12. Запуск движения маятника 8 производится с помощью пуско-стопорящего устройства 9, с помощью которого фиксируют начальное положение маятника 8, определяемого первоначально заданным углом относительно испытуемого образца 12. В вале 5 (фиг. 3) склерометра фрезеруется отверстие, позволяющее перемещать втулку 4 с индентором 10 вдоль оси вала маятника 5. Это перемещение с заданным шагом осуществляет толкатель 6. Толкатель 6 фиксирует индентор 10 после каждого перемещения для нанесения ряда последовательных царапин на одном образце 12.On the bed 1, a sclerometer case 2 is mounted on which yokes 3 are mounted, in which a sleeve 4 with a pendulum shaft 5 is mounted. A pusher 6 is mounted on one side of the pendulum shaft 5. A pendulum 8 is attached to the sleeve 4 of the pendulum shaft 5 through an elastic element 7 trigger-locking device 9, which fixes the initial position of the pendulum 8 at predetermined angles, for example, 30 °, 45 ° and 60 °. An indenter 10 is mounted on the reverse side of the pendulum 8 on the sleeve 4. An object stage 11 is mounted on top of the housing 2, into which the test sample 12 is inserted (Fig. 2). In the stage 11, the test sample 12 is secured using a locking ball 13, spring-loaded with a spring 14. The test sample 12 is based on the head of the pusher of the sample 15 (Fig. 2). The measurement of the shift of the sample 12 to the depth of scratching is carried out using a micrometer indicator 16 (Fig. 2), by the interaction of the micrometer indicator 16 with the head of the pusher of the sample 15 moving in a fixed bracket 17 (Fig. 2) on the stage 11. The magnitude of the shift of the sample is measured using indicator 16 mounted on the rack 18 (Fig. 2). Rigid fixing of the sample 12 before direct scratching is carried out by the locking screw 19 (Fig. 2). A scratch on the sample 12 is formed due to the sliding movement of the tip of the indenter 10. The axial movement of the pendulum 8 along the shaft of the pendulum 5 is performed using a pusher 6 provided with a micrometer screw. Two strain gages (not shown) are installed on the elastic element 7, which record the deformation of the elastic element 7 that occurs when the indenter 10 interacts with the test specimen 12. The movement of the pendulum 8 is started using the trigger-locking device 9, with which the initial position of the pendulum 8 is fixed defined initially set angle relative to the test sample 12. In the shaft 5 (Fig. 3) of the sclerometer milled hole, allowing you to move the sleeve 4 with the indenter 10 along the axis of the shaft of the pendulum 5. This The pusher 6 carries out the measurement with a given step. The pusher 6 fixes the indenter 10 after each movement to cause a series of successive scratches on one specimen 12.

Работа склерометра осуществляется следующим образом:The operation of the sclerometer is as follows:

Образец 12 вставляется в предметный столик 11, установленный на корпусе 2. Испытываемый образец 12 (фиг. 2) в предметном столике 11 (фиг. 2) закрепляется с помощью стопорного шарика 13 (фиг. 2), подпружиненного пружиной 14 (фиг. 2). Они исключают поперечное смещение образца 12, но допускают его продольное перемещение, которое производится с помощью толкателя образца 15 (фиг. 2) на заданное контролируемое расстояние. Измерение сдвига образца 12 на глубину царапанья осуществляется с помощью микрометрического индикатора 16, опирающегося на головку толкателя образца 15, перемещающегося в закрепленной скобе 17 на предметном столике 11. Величина сдвига образца измеряется с помощью индикатора 16, закрепленного на стойке 18. Жесткое фиксирование образца 12 перед непосредственным царапаньем осуществляют стопорным винтом 19. Царапина на образце 12 образуется вследствие скользящего движения наконечника индентора 10, установленного на втулке 4 вала маятника 5. Для проведения нескольких испытаний на одном образце, осуществляют осевое перемещение маятника 8 вдоль вала маятника 5 с помощью толкателя 6, снабженного микрометрическим винтом. Запуск движения маятника производится с помощью пуско-стопорящего устройства 9, с помощью которого фиксируют начальное положение маятника 8, определяемого первоначально заданным углом относительно испытуемого образца 12. Маятник 8 оснащен упругим элементом 7, на котором установлены два тензорезистора, которые регистрируют деформации упругого элемента 7, возникающие при взаимодействии индентора 10 с испытуемым образцом 12. Сигнал тензорезисторов усиливается с помощью усилителя и преобразуется АЦП в цифровой код, который обрабатывается с помощью соответствующего программного обеспечения в ЭВМ.Sample 12 is inserted into the stage 11 mounted on the housing 2. The test sample 12 (FIG. 2) in the stage 11 (FIG. 2) is secured with a locking ball 13 (FIG. 2) spring-loaded with a spring 14 (FIG. 2) . They exclude the lateral displacement of the sample 12, but allow its longitudinal movement, which is performed using the pusher of the sample 15 (Fig. 2) for a given controlled distance. The measurement of the shift of the sample 12 to the depth of scratching is carried out using a micrometer indicator 16, resting on the head of the pusher of the sample 15, moving in a fixed bracket 17 on the stage 11. The magnitude of the shift of the sample is measured using the indicator 16, mounted on the rack 18. Rigid fixation of the sample 12 before direct scratching is carried out by the locking screw 19. A scratch on the sample 12 is formed due to the sliding movement of the tip of the indenter 10 mounted on the sleeve 4 of the shaft of the pendulum 5. For wire When several tests are carried out on the same sample, the pendulum 8 is axially moved along the pendulum shaft 5 using a pusher 6 equipped with a micrometer screw. The movement of the pendulum is started using the trigger-locking device 9, with the help of which the initial position of the pendulum 8 is determined, which is determined by the initially given angle relative to the test sample 12. The pendulum 8 is equipped with an elastic element 7 on which two strain gages are installed, which record the deformation of the elastic element 7, arising from the interaction of the indenter 10 with the test sample 12. The signal of the strain gauges is amplified by an amplifier and the ADC is converted into a digital code, which is processed with Using the appropriate computer software.

Заявляемое техническое решение позволяет исключить перемещение образца при царапании его индентором, допускает возможность проведения нескольких измерений на одном испытательном образце.The claimed technical solution allows to exclude the movement of the sample when scratched by its indenter, allows the possibility of several measurements on the same test sample.

Конструктивные особенности заявляемого склерометра позволяют собрать большой массив данных при склерометрическом исследовании всего одного образца, и, следовательно, построить с большей точностью необходимые диаграммы и графики механических свойств образца.The design features of the inventive sclerometer allow you to collect a large amount of data from a sclerometric study of just one sample, and, therefore, to build with greater accuracy the necessary diagrams and graphs of the mechanical properties of the sample.

Claims

A sclerometer including a pendulum with an indenter, a pendulum shaft, launch and locking assemblies, a stage for attaching the test sample and a sample displacement meter, characterized in that the stage is equipped with a spring-loaded locking ball and a micrometer screw, and on the pendulum shaft having a longitudinally axial hole , a pendulum sleeve is installed with the ability to move along the axis of the pendulum shaft with a predetermined pitch specified by a micrometer screw, while the locking assembly fixes the initial position of the pendulum under adannymi angles.