Устройство для определения твердости

(5 ЗОБРЕТЕНИЯ ЛИСА АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Волгоградский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР М 560163, кл. 6 01 й 3/54, 1977.Гудков А.А. и др, Методы измерения твердости металлов и сплавов, М.: Металлургия, 1982, с. 97-100,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ(57) Изобретение относится к измерительной технике для оперативного контроля твердости. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит корпус 1, размещенные в нем узел нагружеМ,МатГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ния, шток 14, двуСторонний индентор 3 и установленный между ним и штоком 14 эталонный стержень 2, втулку 9 с пазом для эталонного стержня, подпружиненного а осевом направлении, две соосно установленные пары катушек б и 8, одна из которых (6) жестко закреплена в корпусе 1, а другая (8) размещена во втулке 9, охватывающие индентор 3 две жестко закрепленные на инденторе пластины 4 и 5, каждая из которых установлена с возможностью взаимодействия с соответствующей парой катушек, и блок регистрации 11, соединенный с катушками 6 и 8, а узел нагружения выполнен в виде снабженного возвратной пружиной 12 и регулятором 13 хода штока 14 и охватывающей его закрепленной в корпусе 1 электромагнитной катушки 15. 1 з,п. ф-лы. 1 ил,10 15 20 25 30 35 40 45 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляоперативного контроля твердости материалов.Известно устройство для определениятвердости, содержащее корпус, боек, индентор в виде шарика, закрепленного вкорпусе соосно с бойком, и эталонный стержень, установленный между индентором ибойком, при этом размеры поперечного сечения стержня в два или более раз большедиаметра индентора,Недостатком устройства является непостоянство скорости удара по бойку, наносимого ручным молотком, что приводит кзначительным ошибкам измерения твердости,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройстводля определения твердости, состоящее изкорпуса, размещенного в нем узла нагружения, снабженного штоком с рабочей пружиной и взводно-спускным механизмом,эталонного стержня, установленного междуиндентором и штоком.Недодатком данного устройства является недостаточная воспроизводимость(точность) результатов испытаний из-за нестабильности работы взводно-спускногомеханизма, а также малая производительность ручного измерения диаметров отпечатков.Целью изобретения является повышение точности определения твердости.Сущностью изобретения является то,что устройство для определения твердости,содержащее корпус, размещеннь 1 е в немузел нагружения, шток и двусторонний индентор и установленный между ним и штоком эталонный стержень, состоит из втулкис пазом для эталонного стержня, подпружиненный в осевом направлении, двух соосноустановленных пар катушек, одна из которых жестко закреплена в корпусе; а другаяразмещена во втулке, охватывающими индентор с двумя жестко закрепленными нанем пластинами, каждая из которых установлена с воэможностью взаимодействия ссоответствующей парой катушек, и блокарегистрации, соединенного с катушками,а узел нагружения выполнен в виде снабженного возвратной пружиной и регулятором хода штока и охватывающей.егозакрепленной в корпусе электромагНитной катушки,На чертеже показано устройство, разрез.Устройство содержит корпус 1, размещенный в нем узел нагружения, эталонныйстержень 2, установленный между узлом нагружения и двусторонним индентором 3, Устройство снабжено индуктивным преобразователем контактной деформации, якорь которого выполнен в виде подвижного двустороннего индентора 3 с двумя закрепленными на нем пластинами 4 и 5.Нижняя пластина 4 взаимодействует с парой катушек 6, жестко закрепленных в корпусе 1, и имеет возможность осевого перемещения на глубину внедрения индентора 3 в испытуемую поверхность 7. Это позволяет измерять глубину внедрения индентора в испытуемую поверхность. Верхняя пластина 5 взаимодействует с парой катушек 8, размещенных в подвижной втулке 9. Втулка подпружинена в осевом направлении пружиной 10 и снабжена поперечным пазом для эталонного стержня 2, Втулка 9 установлена в корпусе 1 с возможностью осевого перемещения относительно индентора 3 на глубину отпечатка на эталонном стержне 2. Это дает возможность измерять глубину отпечатка на эталонном стержне, При этом перемещение втулки 9 в момент удара компенсируется пружиной 10, что позволяет постоянно поджимать двусторонний индентор 3 к поверхности отпечатков на эталонном стержне 2 и испытуемой поверхности 7,.Сигналы разбаланса пар катушек 6 и 8, пропорциональные глубинам отпечатков, передаются в блок регистрации 11, по относительной величине которых определяют твердость испытуемой поверхности. Узел нагрукения состоит из снабженного возвратной пружиной 12 и регулятором 13 хода 14 и охватывающей шток и закрепленной в корпусе 1 электромагнитной катушки 15. В верхней части корпуса 1 установлена с возможностью осевого перемещения спусковая крышка 16, подпружиненная пружиной 17 и снабженная винтом-ограничителем 18. Спусковая крышка 16 взаимодействует с микровыключателем 19, замыкающим электрическую цепь электромагнитной катушки 15,Устройство работает следующим образом.Устройство устанавливают нижним сре 50 зом корпуса 1 на испытуемую поверхность 7, Прикладывают усилие к спусковой крышке 16, что обеспечивает предварительное. поджатие (усилием пружины 17) устройствак испытуемой поверхности 7 (до того момен та пока выбирается зазор б), при этом крышка 16 нажимает на чувствительный элемент микровыкючателя 19, электрическая цепь, включающая электромагнитную катушку 15, замыкается и шток 14, втягиваясь в катушку 15, наносит удар по эталонному стержню 2,Заказ 4187 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Энергия удара зависит от величины хода штока 14 и регулируется регулятором хода 13, дополнительное регулирование энергии может осуществляться изменением силы тока, протекающего по обмоткам электромагнитной катушки 15.В процессе удара происходит одно. временное внедрение индентора 3 в испытуемую поверхность 7 и поверхность эталонного стержня 2. При этом нижняя пластина 4 перемещается вместе с индентором 3 относительно испытуемой поверхности 7 (а также корпуса 1 с жестко закрепленной в нем парой катушек 6) на глубину по внедрения индентора 3 в испытуемую поверхность 7. Сигнал разбаланса катушек 6, пропорциональный глубине йо поступает в блок регистрации 11, Пластина 5 индентора 3 в момент удара перемещается в направлении испытуемой поверхности 7 на величину Ьо, а втулка 9 с парой катушек 8 - на величину йо-Ьэ, где йэ - глубина внедрения индентора 3 в эталонный стержень 2.Таким образом, перемещение пластины 5 относительно пары катушек 8 равно пэ, т.е.глубине внедрения индентора 3 в эталонный стержень 2, Сигнал разбаланса пары катушек 8, пропорциональный глубине пэ, также поступает в блок регистрации 11. В процессе нагружения и внедрения индентор 3 при помощи пружины 10 удерживается в лунках отпечатков, образовавшихся на испытуемой поверхности 7 и эталонном стержне 2, а сигналы разбаланса пар катушек 6 и 8, пропорциональные глубинам отпечатков, поступают в блок регистрации 11. Пружина 12 возвращает шток 14 в исходное положение. Твердость испытуемой поверхности определяют по отношению сигналов пар катушек 6 и 8, соответствующему отно шению глубин отпечатков на поверхностиэталонного стержня 2 и испытуемой поверхности 7.Для выполнения следующего испытания необходимо переставить устройство на 10 новый участок испытуемой поверхности 7 ипереместить в пазу втулки 9 эталонный стержень 2. Формула изобретения 15 1. Устройство для определения твердости, содержащее корпус, размещенные в нем узел нагружения, шток и двусторонний индентор и установленный между ним и штоком эталонный стержень, о т л и ч а ю щ е е с я . тем, что; с целью повышенияточности, оно снабжено втулкой с пазом для эталонного стержня, подпружиненной в осевом направлении, двумя соосно установленными парами катушек, одна из которых 25 жестко закреплена в корпусе, а другая размещена во втулке, охватывающими индентор двумя жестко закрепленными на инденторе пластинами, каждая из которых установлена с возможностью взаимодейст вия с соответствующей парой катушек, иблоком регистрации, соединенным с катушками.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что узел нагружения выполнен в 35 виде охватывающей шток и закрепленной вкорпусе электромагнитной катушки,