Твердомер

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциал истическикРеспубттии и 945747(51)М. Кл,С 01 й 3/44 ГОеударстеенный комитет СССР по делам изобретеннй н открытий(53) УД К 620, 178. .152.4(088.8) Ю,Н, Кузнецов и Р.И. КапустинСпециальное конструкторское бюро по разрабо 1 Ке" .автоматических средств измерения масс и при оровиспытательной техники Производственного об единей.:".".,(54) ТВЕРДОИЕР 1Изобретение относится к испытательной технике, а именно к приборам для измерения твердости материалов. Наиболее .близким по технической5 сущности и достигаемому эффекту к изобретению является твердомер, содержаций корпус, установленный на нем подвижный предметный стол, механизм его перемещения, индентор, закрепленный на корпусе с возможностью перемещения в направлении перемещения стола, механизм нагружения индентора, выполненный в виде шарнирно закреплен т 5 ного на корпусе одноплечего рычага, средней своей частью взаимодействующего с индентором, и кулачка, взаимодействующего со свободным концом рычага, и регистрирующее устройство 11,20Однако величина нагрузки может воспроизводиться с недопустимой погрешностью в связи с тем, что ее точное значение определяется высотой образца и ходом механизма перемещения предметного стола.Цель изобретения " расширение диапазона прикладываемых нагрузок.Эта цель достигается тем, что твер" домер снабжен параллельными основному рычагу дополнительными одноплечи" ми рычагами, закрепленными на общем с ним шарнире, установленными на ближайшем к основному дополнительном рычаге,упорами длина которых выбрана из условия контакта основного рычага с одним из дополнительных, и устройством фиксирования положения дополнительных рычагов, выполненным в виде поворотного установленного на корпусе стержня, ось которого параллельна плоскости качания рычагов и перпенди" кулярна осям упоров, опорами, жестко закрепленными на стержне перпендику" ,лярно к нему, и расположенными с угловым смещением, обеспечивающим х контакт с концами соответствующих до" полнительных рычагов.На Фиг, 1 изображен твердомер,общий вид; на Фиг, 2 - сечение А"Ана Фиг. 1 (по оси индентора)на сФиг. 3 - сечение Б-.Б на Фиг. 1 (перпендикулярно стержню устройства Фиксирования положения дополнительныхрычагов); на Фиг. 4 " сецение В-Вна Фиг. 1 (перпендикулярно стержнюустройства Фиксирования); на Фиг,5 "вид Г на Фиг, 1 (стрелка на рукоят- оку устройства Фиксирования),Твердомер содержит корпус 1, установленный на нем посредством меха"низма перемещения предметный стол 2.Механизм перемещения стола выполнен 5в виде подъемного винта 3 имеющегошпоночный паз, и маховика 4, Соосноподъемным винтом 3 в верхней частиорпуса 1 размещен индентор 5, закрепленный на обращенном к предметному столу 2 конце шпинделя 6, Меха"низм, нагружения индентора 5 выполненв виде шарнирно закрепленного наоси 7 одноплецего рычага 8, в средней своей части взаимодействующегос индентором 5, свободный конец рыча-га 8 взаимодействует с кулацком 9. Наобщей с основным рычагом 8 оси 7 закреплены параллельные ему дополнительные одноплечие рычаги 10- 12, нарычаге 10 установлены упоры 13- 16,(они могут быть установлены на любомиз дополнительных рычагов), длина которых выбрана из условия контакта основного рычага 8 с одним из дополни 35тельных рычагов 10" 12. Кроме того,твердомер содержит устройство Фиксирования положения дополнительных рычагов 10-12, выполненное в виде поворотного установленного на корпусе 1стержня 17, ось которого параллельна плоскости качания рычагов 8-12и перпендикулярна осям упоров 13-16,а также в виде опор 18-20, жесткозакрепленных на стержне 17 перпенди 1 45кулярно ему. Опоры 18-20 расположеныс угловым смещением (Фиг. 4) относительно оси стержня 17 и, кроме того,закреплены в различных по длине стерж"ня 17 местах (Фиг. 1).50Регистрирующее устроиство выполнено в виде датчика 21 перемещений,установленного на свободном конце рычага 10, ближайшего к основному рычагу 8.Твердомер работает следующим об"разом,Устанавливают образец 24 на предметный стол 2, перемещение стола 2 47 4по высоте осуществляется при. вращении маховика 4, при этом подъемныйвинт 3 перемещается вверх или вниз,увлекая за собой предметный стол 2,При работающем приводе (не показан)кулачок 9 поворачивается, следуя запроФилем кулачка 9 ролик 22 обеспечивает поворот рычагов 8- 12. При этомшпиндель 6, опираясь штиФтом 23 нарычаг 8 (фиг, 2), начинает переме"щаться вертикально вниз, уменьшаязазор между индентором 5 и поверхнос"тью образца 24. При повороте кулачка 9 на угол, при котором еще имеется зазор между индентором 5 и поверхностью образца 24, рычаги 11 и12 ложатся на опоры 18 и 19, а междуупорами 14 и 5 и рыцагами 11 и 12образуется зазор, т.е. масса рычагов 11 и 12 передается на опоры 18и 19, и нагрузка ( предварительная иосновная) на шпиндель 6 в дальней"шем будет обеспечиваться массой рыцагов соответственно 8 и 10,При дальнейшем повороте кулачка 9индентор 5 встречается с поверхностью образца 24 и вертикальное движение шпинделя 6 прекращается послевнедрения индентора 5 в поверхностьобразца 24 на величину, определяемуютвердостью образца 24 и массой шпинделя б и контактирующих с ним элементов, т.е. винта 25 рычага 26 устройства установки нуля,После останова движения шпинделя 6 при встрече индентора 5 с поверхностью образца 24 дальнейший поворот кулачка 9 обеспечивает уменьшение зазора между штифтом 27 и нижним торцом рычага 8, так как рычаги 8 и 10 продолжают поворачиваться вокруг оси 7 по часовой стрелке.После выбора зазора между штиФ- том 27 и нижним торцом рычага 8 рыцаг 8 начинает действовать на штиФт 27, создавая своей массой по оси шпинделя 6 предварительную нагрузку заданной величины, при этом упор 16 от" рывается от рыцага 8, а зазор между опорой 28 и упором 13 начинает уменьшаться.При уменьшении этого зазора, т.е, тогда, когда на индентор 5 действует предварительная нагрузка, пластина 29 занимает такое положение относительно датчика 21 перемещений, что датчик 21 перемещений посредством аппаратуры ( не показана) обеспечивает пода5 9457чу электрицеского сигнала на устройство установки нуля,При дальнейшем повороте кулачка .9происходит уменьшение зазора междуопорой 28 и упором 13 до нуля и рычаг 10 начинает через упор 13 действовать на рычаг 8, создавая своей массой по оси шпинделя 6 нагрузку заданной величины. Происходит дополнитель"ное внедрение индентора 5 в поверхность образца 24, при этом величинадополнительного внедрения зависит какот твердости образца 24, так и отвеличины нагрузки, создаваемой массой рычагов о и 10. 15После прекращения этого внедрения ролик 22 отрывается от кулачка 9,так как кулачок 9 продолжает поворачиваться по часовой стрелке. Через1"3 с после отрыва ролика 22 от кулачка 9 электроаппаратура подает команду на реверсирование движенияэлектродвигателя, Кулачок 9 начинаетповорачиваться вокруг. своей оси против часовой стрелки и через некоторое 25время профиль кулачка 9 начинает контактировать с роликом 22.При этом рычаг 10 начинает поворачиваться вокруг оси 7 также противчасовой стрелКи, упор 13 открывается зоот опоры 28, т.е. действие рычага 10на рычаг 8 прекращается, а шпиндель 6находится под действием предварительной нагрузки, создаваемой массой рычага 8 При этом производится отсчет измеренной твердости по цифер-.блату показывающего элемента 30, Придальнейшем движении кулачка 9 противчасовой стрелки упор 16 начинает кон"тактйровать с нижним торцом рычага 8и поворачивая его вокруг оси 7 противчасовой стрелки, снимает массу рычага 8 со штифта 27, подводит верхнийторец рычага 8 к штифту 23 и, дейст"вуя на него, отводит шпиндель 6 с индентором 5 от поверхности образца 24.В конце хода кулачка 9 к его исходному положению упоры 14 и 15 начинают действовать на рычаги 11 и 12и приподнимают их с опор 18 и 19, а50электроаппаратура обеспечивает останов кулачка 9.Перед проведением испытания, в зависимости от выбранной шкалы твердости, устанавливается требуемая допол"нительная нагрузка. Это осуществляет"ся вручную путем поворота рукоятки 31и установки указателя 32 (фиг, 5)в одно иэ трех положений в соответст 47 6вии с указанными на табличке 33. В положении рукоятки 31 с указателем 32, как это показано на Фиг. 5, опоры 18 и 19 располагаются под рычагами 11 и 12, и в процессе нагружения рыча" ги 11 и 12 опираются на опоры 18.и 19, а их масса не будет действовать на рычаг 10. При этом на шпинделе 6 будет создаваться нагрузка от массы рычагов 8 и 10, являющаяся наименьшей общей нагрузкой, например, равной 60 кгс. При повороте рукоятки 31 и стержня 17 на 90 ф по часовой стрелке (фиг. 5) опора 18 встанет в горизонтальное положение, а место опоры 19 займет опора 20. В этом положении упри нагружении) рычаг 12 будет опираться на опору 20, а рычаг 11 будет действовать своей массой через упор 14 на рычаг 10, что обеспечит действие по оси шпинделя 6 общей нагрузки более наименьшей, например, равной 100 кгс.При повороте рукоятки 31 и стерж- .ня 17 по часовой стрелке 1,фиг. 5) на 180 О опоры 18 и 19 займут вертикальное положение, но будут распола" гаться ниже оси стержня 17, а опо" ра 20 будет горизонтальна. В этом полонении (при нагружении 1 рычаги 11 и 12 будут действовать своей массой через упоры 14 и 15 на рычаг 10, обеспечивая создание по оси шпинделя 6 наибольшей общей нагрузки, например, равной 150 кгс.Проведение испытаний на предлага", емом твердомере автоматизируется за счет приложения предварительной и общей нагрузок при использовании только одного приводного звена. Формула изобретенияТвердомер, содержащий корпус, установленный на нем подвижный предметный стол, механизм его перемещения, индентор закрепленный на корпусе с возможностью перемещения в направлении перемещения стола, механизм нагружения индентора, выполненный в виде шарнирно закрепленного на корпусе одноплечего рычага, средней своей частью взаимодействующего с индентором, и ку" лачка, взаимодействующего со свободным концом рычага, и регистрирующее уст" ройство, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона при" кладываемых нагрузок,.он снабжен параллельными основному рычагу дополнитель 9457478 ными одноплечими рычагами, закреплен- и перпендикулярна осям упоров, опора- ными на общем с ним шарнире, установ" ми, жестко закрепленными на стержне ленными на ближайшем к основному дон перпендикулярно к нему, и расположенполнительном рычаге упорами, длина ко- ными с угловым смещением, обеспечиваюторых выбрана из условия контакта ос"щим их контакт с концами соответствуюновного рычага с одним из дополнитель- щих дополнительных рычагов. ных, и устройством фиксирования положения дополнительных рычагов, выполнен- Источники информации, ным в виде поворотного установленного принятые во внимание при экспертизе на корпусе стержня, ось которого па" 1 о1. Патент СНА Ьф 272779, раллельна плоскости качания рычагов кл. 73-83, 195 б (прототип),г-В Соста тель И, 3 Пали" М, Шаю чъи ав каз 5320/62 ВНИИ% пои о 11 Я 35, илиал П ул. Проек актоо В, Лазар нко ТехоейТираж 887Государственного комделан изобретений иМосква ЯРаушскаяП "Патент", г. Ужгород зычкинаКорректоПодписноета СССРкрытийнаб. 8. М 5тна