SU971119A3 - Способ определени твердости материалов методом упругой отдачи и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относится к методам и средствам неразрушаемого контроля материалов, а именно к способам определения твердости материалов методом упругой отдачи и устройствам для реализации 5 этих способов.

Наиболее близок к предлагаемому способ определения твердости материалов методом упругой отдачи, заключающийся ю в том, что индентор приводят в соударение с поверхностью испытуемого материала, измеряют скорости индентора до и после соударения и по отношению скоростей судят о твердости С1 ] . 15

Недостаток известного способа заключается в том, что поскольку скорости индентора измеряют в фиксированной точке, отстоящей от поверхности испытуемого материала на определенном расстоянии, 20 полученные величины твердости оказываются неточными из-за ошибки, возникающей ... (вследствие изменения скорости движения' индентора, вызванного различными помехами, в частности силой трения. 25

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения твердости материалов методом упругой отдачи, содержащее корпус, установленный в нем индентор и измеритель скорости индентора . В этом устройстве момент пролета индентора регистрируется с помощью фотоэлемента, установленного напротив осветителя [2 ) .

Недостаток данного устройства состоит в том, что при ударе индентора о поверхность материала возникают вибрации измерителя, которые значительно ухудшают точность получаемых результатов.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения твердости материалов методом упругой отдачи, заключающемуся в том, что индентор приводят в соударение 'с поверхностью испытуемого материала, измеряют скорости Индентора до и после соударения и по отношению скоростей судят о твердости, скорости индентора, состоящего из бойка ,4 'и щупа, выполненных за одно целое ЙЛИ отдельно, измеряют в момент соприкосновения его с поверхностью испытуемого материала и в момент отскока его от поверхности материала. 5

В устройстве для осуществления способа, содержащем корпус, установленные в нем индентор и измеритель скорости индентора, индентор состоит из бойка и щупа, выполненных за одно целое или . 10 отдельно, измеритель скорости индентора выполнен в виде электромагнитного датчика, сердечник которого жестко соединен с индентором, а катушка установлена на корпусе. t5

Кроме того, сердечник электромагнитного датчика жестко соединен с бойком и (или) щупом.

Устройство снабжено подключенным к выжду катушки электромагнитного дат- ₂₀ чика электрическим контуром, содержащим усилитель, два пиковых накопителя, свя занные с выходом усилителя, двухлинейный преобразователь, связанный с выходами пиковых накопителей, и блок управления со счетчиком и индикатором.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа, продольный разрез; на фиг. 2 - блок-схе ма электрического контура.

Устройство содержит корпус 1, в котором расположен индентор, выполненный в виде бойка 2 и щупа 3, установленного под бойком 2, держатель 4. измеритель скорости индентора, который содержит электромагнитный .датчик, сердечник 5 которого жестко соединен с бойком 2 индентора и охватывает катушку 6, установленную на держателе 4 с возможностью перемещения вдоль корпуса 1, размещенную в корпусе 1 направляющую втулку 7, установленную во втулке 7 с возможностью продольного перемещения цангу 8 с наконечником 9, винтовую пружину 10 сжатия, гильзу 11, размешенную на корпусе 1 с возможностью продольного переме- ⁴⁵ щения, установленную в гильзе 11 винтовую пружину 12 и крышку 13, через которую конец цангй’ 8· неподвижно соединен с гильзой 11. На верхнем конце боек 2 имеет цилиндрическую выемку 14 для ⁵⁰ приема цангового наконечника 9. Цанговый наконечник 9 выполнен из соединенных между собой четырех конических заплечиков 15, которые после вхождения цангового наконечника 9 в цилиндрическую ⁵⁵ выемку,, 14 служат в качестве захвата. Расцепляющий механизм, задача которого состоит в том чтобы при обратном ходе цанги 8 снимать рукава ее наконечника 9 таким образом, чтобы высвобождался боек 2, содержит набегающий конус 16 и концевой упор 17. Электрический контур 18 устройства, подключенный к выходу катушки 6, содержит последовательно соединенные усилитель 19, два пиковых накопителя 20 и 21, двухлпнейный пре-· , образователь 22, блок 23 управления со счетчиком 24 и индикатором 25.

Возможна конструкция индентора, когда боек 2 и щуп 3 выполнены за единое целое.

Способ определения твердости материала осуществляется следующим образом.

Устанавливают устройство вертикально на поверхность 26 испытуемого материала таким образом, чтобы торец щупа 3, выполненный, например, в форме сферы, касался поверхности материала. Затем гильзу 11 вместе с цангой 8 двигают вниз до проникновения цангового наконечника 9 в выемку 14 бойка 2. Затем гильза 11 вместе с цангой 8 и захваченным бойком 2 под воздействием пружины 12 начинает двигаться вверх, растягивая при этом пружину 10. При движении гильзы 11 вверх при проникновении набегающего конуса 16 расцепляющего механизма в отверстие направляющей втулки 7 сдавливаются конические заплечики 15 цангового наконечника 9, в результате чего освобождается боек 2 и ударяется натянутой пружиной 10 по щупу 3. Полученные при этом скорости, которые возникают в бойке 2 непосредственно перед ударом по шупу, в начале проникновения щупа в испытуемый материал, и после отскока бойка от щупа, преобразуются с помощью электромагнитного датчика в электрические сигналы, поступающие в электрический контур. Эти сигналы после пиковых накопителей 20 и 21 подаются на вход двухканального преобразователя 22 и счетчика 24, где в цифровом виде образуется частное от скорости отскока и скорости прямого движения бойка 2. Установленная твердость материала индицируется затем посредством цифрового индикатора 25. Для оптимального формирования сигналов посредством электромагнитного датчика при ударе бойка о щуп держатель 4 вместе с катушкой 6 имеет возможность с помощью резьбы на наружной поверхности корпуса 1 перемещаться вдоль корпуса.

Таким образом, вследствие того, что в изобретении скорость подвижной части измеряют непосредственно перед столкновением с поверхностью испытуемого ма териала и сразу после него, в /результате чего расстояния, проходимые подвижной частью, очень малы, влияние помех становится пренебрежимо малым. Результаты, получаемые при измерениях по дан- $ ному способу и с помощью устройства, его реализующего, характеризуются достаточно высокой точностью и надежностью.

Claims (2)

1. 39 и щупа, вьшолненных за одно целое отдельно, измер ют в момент соприкоснов 5га  его с поверх1гостью испытуемого материала и Б момент отскока его от поверхности материала. В устройстве дл  осуществлени  способа , содержащем корпус, установленные в нем индентор и измеритель скорости индентора, индентор состоит из бойка и щупа, выполненных за одно целое или . отдельно, измеритель скорости индентора выполнен в виде электромагнитного датчика , сердечник которого жестко соединен с индентором, а катушка установлена на корпусе., Кроме того, сердечник электромагнитн го датчика жестко соединен с бойком и (или) щупом. Устройство снабжено подключенным к вы эду катуш1Ш электромапштного датчи1са электрическим контуром, содержащим усилитель, два пиковых накопител , св aainibie с выхойом усилител , двухлинейны тфеобразователь, св занный с выходами пиковых накопителей, и блок управлени  со счетчиком и индикатором. На фиг, 1 изображено устройство дл  осуществле}ш  предлагаемого способа, продольный разрез; на фиг. 2 - блок-схема электрического контура. Устройство содержит корпус 1, в кото ром распологкен индентор, выполненный в виде бойка 2 и щупа 3, установленного под бойком 2, держатель 4.. измеритель скорости Иццентора, который содержит электромагнитный .датчик, сердечник 5 которого жестко соединен с бойком 2 индентора и охватывает катущку б, установле шую на держателе 4 с возможность перемещени  вдоль корпуса 1, размещенную в корпусе 1 направл ющую втулку 7 установленную во втулке 7 с возможност продольного перемещени  цангу 8 с наконеч1пжом 9, втштовую пружкиу 10 сжа ти , гтшьзу 11, размещенную на корпусе 1 с возможностью продольного перемещени , установленную в гильзе 11 винто вую пружину 12 и крыщку 13, через которуто кЪнец цангтГ 8- неподвижно соедине с гильзой 11. На верхнем боек 2 имеет цилиндрическую выемку 14 дл  приема цангового наконечника 9. Цанговый наконечник 9 вьшолнен из соединенных между собой четырех конических запле шков 15, которые после вхождени  цангового наконечника 9 в цилиндрическую выемку.Д4 в качестве захвата. Расцепл ющий механизм, задача которого состоит в TOW чтобы при обратном ходе 9,4 цанги 8 снимать рукава ее наконечника 9 таким образом, чтобы высвобождалс  боек 2, содержит набегающий конус 16 и концевой упор 17. Электрический контур 18 устройства, подключенный к выходу катушки 6, содержит последовательно соединенные усилитель 19, два пиковых накопител  20 и 21, двухлтшейный пре-. . образователь 22, блок 23 управлени  со счетчиком 24 и шздикатором 25. Возможна конструкци  индентора, когда боек 2 и щуп 3 выполнены за единое целое. Способ определени  твердости материала осуществл етс  следующим образом. Устанавливают устройство вертикально на повхэрхность 26 испытуемого материала таким образом, чтобы торец щупа 3, выполненный , например, в форме сферы, касалс  поверхности материала. Затем гильзу 11 вместе с цангой 8 двигают вниз до проникновени  цангового наконечника 9 в выемку 14 бойка 2. Затем гильза 11 вместе с цангой 8 и захваченным бойком 2 под воздействием пружины 12 начинает двигатьс  вверх, раст гива  при этом пружину 1О. При движении гильзы 11 вверх при проникновении набегающего конуса 16 расцепл ющего механизма в отверстие направл ющей втулки 7 сдавливаютс  конические заплечики 15 цангового наконечника 9, в результате чего освобождаетс  боек 2 и удар етс  нат нутой пругкиной 1О по щупу 3. Полученные при этом скорости, которые возникают в бойке 2 непосредственно перед ударом по щупу, в начале проникновени  щупа в испытуемый материал, и после отскока бойка от щупа, преобразуютс  с помощью электромагнитного датчика в электрические сигналы, поступающие в электрический контур. Эти сигналы после пиковых накопителей 20 и 21 подаютс  на вход двухканального преобразовател  22 и счетчика 24, где в цифровом виде образуетс  частное от скорости отскока и скорости пр мого движени  бойка 2. Установленна  твердость материала индицируетс  затем посредством цифрового индикатора 25. Дл  оптимального формировани  сигналов посредством электромагнитного датчика при ударе бойка о щуп держатель 4 вместе с катушкой 6 имеет возможность с помощью резьбы на наружной поверхности корпуса 1 перемещатьс  вдоль корпуса. Таким образом, вследствие того, что в изобретении скорость подвижной части измер ют непосредственно перед столкновением с поверхностью испытуемого ма59 териала и сразу после него, в фезульта те чего рассто ни , проходимые подвижной частью, очень малы, вли ние помех становитс  пренебрежимо малым. Резуль таты, получаемые при измерени х по дан ному способу и с помсацью устройства, его реализующего, характеризуютс  достаточно высокой точностью и надежност Формула изобретени  1.Способ определени  твердости материалов методом упругой отдачи, за- , ключающийс  в том, что индентор привод т в соударение с поверхностью испытуемог материала, измер ют бкорости индентора до и после соударени  и по отношению скоростей суд т о твердости, отличающийс  тем, что, с цепью повышени  точности измерени , скорости индентора , состо щего из бойка и щупа, вы полненных за одно целое или отдельно, измер ют в момент соприкосновени  его с поверхностью испытуемого материала ив момент отскока его от поверхности материала. 2.Устройство дл  осуществлени  спо , соба по п. 1, содержащее корпус, установ ленные в нем тшдентор и измеритель ско196 рости индентора, отличающеес   тем, что, с целью повьпиени  точности измерени , шодентор состоит из бойка и i щупа, вьшопненных за одно целое или отдельно, измеритель скорости индентора вьшолнен в виде электромагнитного датчика , сердечник которого жестко соединен с индентором, а катушка установленй на корпусе. 3.Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что сердечник электромагнитного датчика жестко соединен с бойком и (или) щупом. 4.Устройство по пп. 2 и 3, отличающеес  тем, что оно снабжено подюпоченным к выходу катушки электромагнитного датчика электрическим контурсш , содержащим усилитель, два пиковых накопител , св занные с выходом усилител , двухлинейный преобразователь, св занный с выходами пиковых накопителей, и блок управлени  со счетчиком и индикатором . Источники инфсфмашга, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №224868, кл. Q 01 N 3/52, 1968 (прототип).
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 223423, кл. GO1 N 3/54, 1968 (прототип).

   фаз. 2.