RU2223477C1

RU2223477C1 - Facility inspecting quality of articles

Info

Publication number: RU2223477C1
Application number: RU2002124082/28A
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Урецкий
Original assignee: Урецкий Юрий Исаакович
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2004-02-10

Abstract

FIELD: testing of physical- mechanical properties of materials. SUBSTANCE: facility inspecting quality of articles has cylindrical body housing electroacoustic resonator of bar type with indenter fixed on one end and flange coupled to bearing and loading unit, excitation system of resonator, amplifier-generator, transducer of oscillations of resonator and measurement unit with indicator graduated in units of measured physical-mechanical property of article, for example, hardness. Transducer of oscillation of resonator is placed in feedback circuit of amplifier-generator. Facility is supplemented with timer to determine time for switching-on and operation of amplifier-generator and measurement unit, spring-loaded button coupled to right-angled hollow prism on which two parallel sides there are made bevels. Facility also carries two lockpins put into holes in cylindrical body. Flange of resonator is coupled to right-angled hollow prism by means of two lockpins resting against flange with one ends and with other ends against proper bevels of right-angled hollow prism. Right-angled hollow prism is located in groove in body which form ensures possibility of its lateral movement with reference to axis of resonator. Lockpins are installed for longitudinal movement relative to axis of resonator. EFFECT: high stability of inspection. 2 dwg

Description

Устройство относится к области испытаний физико-механических свойств материалов и может быть использовано в машиностроении для контроля качества металлов и изделий, в том числе твердости. The device relates to the field of testing the physicomechanical properties of materials and can be used in mechanical engineering to control the quality of metals and products, including hardness.

Известно устройство для контроля физико-механических свойств, в том числе и твердости, содержащее цилиндрический корпус с размещенным в нем электроакустическим стержневым резонатором с индентором на одном конце и узловым фланцем, связанным с подшипником и узлом нагружения, систему возбуждения радиатора, усилитель-генератор, датчик колебаний резонатора и измерительный блок с индикатором, проградуированным в единицах измеряемого физико-механического свойства изделия, например твердости, при этом датчик колебаний резонатора включен в цепь обратной связи усилителя-генератора (см. патент США 3308476, кл. 173-67 - прототип). A device is known for monitoring physical and mechanical properties, including hardness, comprising a cylindrical body with an electro-acoustic rod resonator located in it with an indenter at one end and a node flange connected to the bearing and the loading unit, a radiator excitation system, an amplifier-generator, a sensor resonator vibrations and a measuring unit with an indicator calibrated in units of the measured physical and mechanical properties of the product, for example hardness, while the resonator vibration sensor is included in Oscillator amplifier feedback ep (see U.S. patent 3,308,476, cl 173-67 -.. Prototype).

Все устройства для измерения твердости с внедрением индентора при статической нагрузке, особенно при малой, согласно стандартам должны обладать возможностью плавного подвода к контролируемой поверхности и отвода от нее. All devices for measuring hardness with the introduction of an indenter at a static load, especially at a low load, according to standards, must have the ability to smoothly approach and divert from a controlled surface.

Недостатком известного устройства является отсутствие такой возможности, т. е. отсутствие средства для плавного подвода и отвода электроакустического стержневого резонатора с индентором к контролируемой поверхности, который подводится к детали вручную или прижимается к ней руками для создания определенного усилия - см. практически все выпускаемые на основе патента США и этого метода переносные твердомеры: КИТ-М-01 (OOO "Диаконт" г.Ростов-на-Дону), МЕТ (ВНИФТРИ, п.Менделеево, Моск. обл.), MIC 10 (Krautkrämer GmbH, ФРГ-США). Это снижает стабильность контроля, т.к. влияет субъективный человеческий фактор при приложении нагрузки. A disadvantage of the known device is the lack of such a possibility, i.e., the lack of a means for smoothly supplying and retracting an electro-acoustic rod resonator with an indenter to a controlled surface, which is brought to the part manually or pressed to it by hands to create a certain force - see almost all manufactured on the basis of US patent and this method portable hardness testers: KIT-M-01 (Diacon LLC, Rostov-on-Don), MET (VNIFTRI, Mendeleevo, Moscow Region), MIC 10 (Krautkrämer GmbH, Germany-USA ) This reduces the stability of the control, because affects the subjective human factor when the load is applied.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка, т.е. повышение стабильности контроля. The objective of the invention is to remedy this drawback, i.e. increasing control stability.

Указанная задача решается благодаря тому, что устройство для контроля качества изделий содержит цилиндрический корпус с размещенным в нем электроакустическим стержневым резонатором с индентором на одном конце и узловым фланцем, связанным с подшипником и узлом нагружения, систему возбуждения резонатора, усилитель-генератор, датчик колебаний резонатора и измерительный блок с индикатором, проградуированным в единицах измеряемого физико-механического свойства изделия, например твердости, при этом датчик колебаний резонатора включен в цепь обратной связи усилителя-генератора. Согласно изобретению устройство дополнительно содержит таймер для определения времени включения и работы усилителя-генератора и измерительного блока, подпружиненную кнопку, жестко связанную с прямоугольной пустотелой призмой, на двух боковых поверхностях которой выполнены скосы, и два штифта, расположенные в отверстиях цилиндрического корпуса, при этом фланец резонатора связан с прямоугольной пустотелой призмой посредством двух штифтов, упирающихся одними своими концами во фланец, а другими в соответствующие скосы прямоугольной пустотелой призмы, прямоугольная пустотелая призма расположена в пазу корпуса, форма которого обеспечивает возможность ее поперечного перемещения относительно оси резонатора, а штифты установлены с возможностью продольного перемещения относительно оси резонатора. This problem is solved due to the fact that the device for quality control of products contains a cylindrical body with an electro-acoustic rod resonator located in it with an indenter at one end and a node flange connected to the bearing and the loading unit, a resonator excitation system, an amplifier-generator, a resonator oscillation sensor, and a measuring unit with an indicator calibrated in units of the measured physical and mechanical properties of the product, for example hardness, while the resonator vibration sensor is included in ep feedback oscillator amplifier. According to the invention, the device further comprises a timer for determining the on-time and operation of the amplifier-generator and the measuring unit, a spring-loaded button rigidly connected to a rectangular hollow prism, on which two bevels are made bevels, and two pins located in the holes of the cylindrical body, with the flange the resonator is connected to a rectangular hollow prism by means of two pins, abutting with one of their ends on the flange, and with the other on the corresponding bevels of the rectangular hollow prism, a rectangular hollow prism is located in the groove of the housing, the shape of which provides the possibility of its transverse movement relative to the axis of the resonator, and the pins are installed with the possibility of longitudinal movement relative to the axis of the resonator.

То, что устройство дополнительно содержит подпружиненную кнопку, жестко связанную с прямоугольной пустотелой призмой, на двух параллельных боковых поверхностях которой выполнены скосы и два штифта, расположенные в отверстиях цилиндрического корпуса, при этом фланец резонатора связан с прямоугольной пустотелой призмой посредством двух штифтов, упирающихся одними своими концами во фланец, а другими в соответствующие скосы прямоугольной пустотелой призмы, прямоугольная пустотелая призма расположена в пазу корпуса, форма которого обеспечивает возможность ее поперечного перемещения относительно оси резонатора, а штифты установлены с возможностью продольного перемещения относительно оси резонатора, позволяет механически (а не вручную) плавно подводить индентор к контролируемой поверхности, что повышает стабильность контроля. The fact that the device further comprises a spring-loaded button rigidly connected to a rectangular hollow prism, on two parallel lateral surfaces of which there are bevels and two pins located in the holes of the cylindrical body, the resonator flange is connected to the rectangular hollow prism by means of two pins resting on their own the ends into the flange, and others into the corresponding bevels of the rectangular hollow prism, the rectangular hollow prism is located in the groove of the housing, the shape of which is echivaet its possibility of transverse displacement relative to the resonator axis, and the pins are mounted for longitudinal movement relative to the cavity axis, it allows to mechanically (rather than manually) indenter to smoothly supply the test surface, which increases control stability.

Следовательно, заявляемое устройство повышает стабильность контроля. Therefore, the claimed device increases the stability of the control.

То, что устройство дополнительно содержит таймер для определения времени включения и работы усилителя-генератора и измерительного блока, позволяет уменьшить время влияния субъективного фактора при приложении нагрузки, что также повышает стабильность контроля. The fact that the device additionally contains a timer for determining the on-time and operation of the amplifier-generator and the measuring unit, allows to reduce the time of influence of the subjective factor when the load is applied, which also increases the stability of control.

Таким образом, заявляемое устройство для контроля качества изделий характеризуется в сравнении с прототипом совокупностью новых признаков, позволяющих достичь цели изобретения - повышение стабильности контроля, что доказывает наличие критериев "новизна" и "положительный эффект" у признаков заявляемого изобретения. Thus, the claimed device for quality control of products is characterized in comparison with the prototype with a set of new features that can achieve the goal of the invention is to increase the stability of control, which proves the presence of the criteria of "novelty" and "positive effect" of the features of the claimed invention.

Автору не известно устройство для контроля качества изделий, у которого устройство дополнительно содержит таймер для определения времени включения и работы усилителя-генератора и измерительного блока, подпружиненную кнопку, жестко связанную с прямоугольной пустотелой призмой, на двух параллельных поверхностях которой выполнены скосы, и два штифта, расположенные в отверстиях цилиндрического корпуса, при этом фланец резонатора связан с прямоугольной пустотелой призмой посредством двух данных штифтов, упирающихся одними своими концами во фланец, а другими в соответствующие скосы прямоугольной пустотелой призмы, прямоугольная пустотелая призма расположена в пазу корпуса, форма которого обеспечивает возможность ее поперечного перемещения относительно оси резонатора, а штифты установлены с возможностью продольного перемещения относительно оси резонатора. Хотя в отдельности все элементы заявляемого устройства известны в технике в различных областях, предлагаемая совокупность взаимосвязи этих элементов дает возможность получить новый эффект, а именно достичь цели изобретения. Это доказывает соответствие признаков заявляемого изобретения критерию "существенные отличия". The author does not know a device for quality control of products, in which the device further comprises a timer for determining the on-time and operation of the amplifier-generator and the measuring unit, a spring-loaded button rigidly connected to a rectangular hollow prism, on which two bevels are parallel surfaces, and two pins, located in the holes of the cylindrical body, while the resonator flange is connected to a rectangular hollow prism through two of these pins, abutting at one end and into the flange, and others into the corresponding bevels of the rectangular hollow prism, the rectangular hollow prism is located in the groove of the housing, the shape of which allows its transverse movement relative to the axis of the resonator, and the pins are mounted with the possibility of longitudinal movement relative to the axis of the cavity. Although individually all the elements of the claimed device are known in the art in various fields, the proposed combination of the relationship of these elements makes it possible to obtain a new effect, namely to achieve the purpose of the invention. This proves the conformity of the features of the claimed invention to the criterion of "significant differences".

На фиг.1 представлена схема заявляемого устройства для контроля качества изделий; на фиг.2 - вид его по сечению А-А. Figure 1 presents a diagram of the inventive device for quality control of products; figure 2 is a view of its cross section aa.

Устройство включает электроакустический стержневой резонатор 1 с индентором 2 на конце и узловым фланцем 3, связанным посредством рамки 4 с подшипником 5 и узлом нагружения в виде двух калиброванных пружин 6 (условно показана одна), помещенные в цилиндрический корпус 7. В узловой фланец 3 упираются по одному из концов двух штифтов 8, другие концы опираются на скосы 9 боковых поверхностей прямоугольной пустотелой призмы 10. Штыри 8 расположены в отверстиях корпуса 7 и могут в них свободно перемещаться продольно (параллельно) оси резонатора 1. Призма 10 находится в соответствующем ей по форме пазу 11 корпуса 7, в котором она может перемещаться поперечно относительно штифтов 8 и оси резонатора 1. Призма 10 жестко соединена с кнопкой 12, подпружиненной пружиной противодействия 13. Система возбуждения 14 с пьезоэлектрическим возбудителем 15 соединена электрически с усилителем-генератором 16, в цепь обратной связи которого включен датчик 17 колебаний резонатора 1. Выход усилителя-генератора 16 связан с измерительным блоком 18 с индикатором 19, проградуированным в единицах измеряемого физико-механического свойства, например твердости. Усилитель-генератор 16 и измерительный блок 18 соединены с таймером 20, который включается при разъединении контактов 21, 22 при касании с контролируемым материалом (образцом). The device includes an electro-acoustic rod resonator 1 with an indenter 2 at the end and a knot flange 3 connected by a frame 4 to a bearing 5 and a loading unit in the form of two calibrated springs 6 (one is conventionally shown), placed in a cylindrical housing 7. The knot flange 3 abuts against one of the ends of two pins 8, the other ends rest on the bevels 9 of the lateral surfaces of a rectangular hollow prism 10. The pins 8 are located in the holes of the housing 7 and can freely move longitudinally (parallel) to the axis of the resonator 1. Prism and 10 is located in the corresponding shape of the groove 11 of the housing 7, in which it can move laterally relative to the pins 8 and the axis of the resonator 1. The prism 10 is rigidly connected to the button 12, a spring-loaded counter spring 13. The excitation system 14 with the piezoelectric driver 15 is electrically connected to an amplifier-generator 16, in the feedback circuit of which a sensor 17 for oscillation of the resonator 1 is connected. The output of the amplifier-generator 16 is connected to the measuring unit 18 with an indicator 19, calibrated in units of the measured physical and mechanical its properties, for example hardness. The amplifier-generator 16 and the measuring unit 18 are connected to a timer 20, which is turned on when the contacts 21, 22 are disconnected when touched with the controlled material (sample).

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В первоначальном положении пружина противодействия 13 удерживает призму 10 в положении, когда штифты 8 находятся на верхней части скоса 9 и приподымают фланец 3 с резонатором 1 и рамкой 4. При этом индентор 2 отведен от контролируемого образца 22. In the initial position, the counter spring 13 holds the prism 10 in the position when the pins 8 are on the upper part of the bevel 9 and raise the flange 3 with the resonator 1 and the frame 4. In this case, the indenter 2 is withdrawn from the controlled sample 22.

При нажатии на кнопку 12 призма 10 перемещается в пазу 11 корпуса 7. При этом штифты 8 плавно перемещаются вниз (съезжают) по скосам 9 и плавно опускают фланец 3 с резонатором 1 и рамкой 4, а индентор 2 плавно подводится к контролируемой поверхности образца 22. При касании индентора 2 поверхности образца 22 кнопка 12 и призма 10 продолжают перемещаться, а штифты 8 опускаться. Когда индентор 2 упирается в поверхность образца 22, то резонатор 1 и рамка 4 останавливаются и концы штифтов 8 перестают упираться во фланец 3. Штифты 8 и фланец 3 разъединяются. И на рамку 4, а следовательно, и на фланец 3, и на индентор 2 начинает воздействовать узел нагружения в виде двух калиброванных пружин 6. When the button 12 is pressed, the prism 10 moves into the groove 11 of the housing 7. In this case, the pins 8 smoothly move down (slide out) along the bevels 9 and smoothly lower the flange 3 with the resonator 1 and the frame 4, and the indenter 2 smoothly leads to the controlled surface of the sample 22. When the indenter 2 touches the surface of the sample 22, the button 12 and the prism 10 continue to move, and the pins 8 fall. When the indenter 2 abuts against the surface of the sample 22, the resonator 1 and the frame 4 stop and the ends of the pins 8 stop abutting against the flange 3. The pins 8 and the flange 3 are disconnected. And on the frame 4, and therefore on the flange 3, and on the indenter 2, the loading unit begins to act in the form of two calibrated springs 6.

При нажатии на кнопку 12 и начале движения резонатора 1 с рамкой 4 происходит разъединение контактов 21 и связанный с ними таймер 20 через определенное время включает систему возбуждения 14, а затем измерительный блок 17. При нажатии индентором 2 поверхности образца 22 при включенной системе возбуждения 14 с пьезоэлектрическим возбудителем 15 происходит изменение резонансной частоты стержневого резонатора 1, которое улавливает датчик 17 колебаний и перестраивает частоту усилителя-генератора 16. Измерительный блок 18 преобразует сигнал усилителя-генератора 16 в значение измеряемого физико-механического свойства, например твердости, которое показывает индикатор 19. By pressing the button 12 and the beginning of the movement of the resonator 1 with the frame 4, the contacts 21 are disconnected and the associated timer 20 switches on the excitation system 14 after a certain time, and then the measuring unit 17. When the indenter 2 presses the surface of the sample 22 with the excitation system on for 14 s the piezoelectric driver 15 changes the resonant frequency of the rod resonator 1, which picks up the oscillation sensor 17 and tunes the frequency of the amplifier-generator 16. The measuring unit 18 converts the signal of the amplifier-g generators of 16 to a value of the measured physical-mechanical properties, such as hardness, which displays the indicator 19.

При отпускании кнопки 12 все элементы устройства возвращаются пружиной противодействия 13 в первоначальное положение. Устройство готово для следующего измерения. When you release the button 12, all elements of the device are returned by the counter spring 13 to its original position. The device is ready for the next measurement.

Claims

A device for monitoring product quality, comprising a cylindrical body with an electro-acoustic rod resonator placed in it with an indenter at one end and a node flange connected to the bearing and the loading unit, a resonator excitation system, an amplifier-generator, a resonator oscillation sensor and a measuring unit with a graduated indicator in units of the measured physical and mechanical properties of the product, for example, hardness, while the resonator vibration sensor is included in the feedback circuit of the amplifier-generator, about characterized in that the device further comprises a timer for determining the start-up time and operation of the amplifier-generator and the measuring unit, a spring-loaded button rigidly connected to a rectangular hollow prism, on which two bevels are parallel, and two pins located in the holes of the cylindrical body, in this case, the resonator flange is connected to the rectangular hollow prism by means of two pins, abutting with one of their ends on the flange, and with the other on the corresponding bevels angular hollow prism, a rectangular hollow prism is located in the groove of the housing, the shape of which provides the possibility of its transverse movement relative to the axis of the resonator, and the pins are installed with the possibility of longitudinal movement relative to the axis of the resonator.