Устройство для определения динамической твердости материалов

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю физико-механических свойств материалов, например твердости. Устройство обеспечивает исключение влияния пластической деформации материала контролируемого образца на результаты измерений и повышает их точность. Это достигается за счет введения дополнительного электромагнита с электронным узлом управления для перемещения контролируемого образца относительно индентора. 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (! !) (э!)э 6 01 N 3/52

ГОСУДАРСТ8ЕННОЕ OATEHTHOE

8ЕДОМСТ8О СССР (ГОСПАТЕНТ. СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4868097/28 (22) 21.09.90 (46) 07.06.93. Бюл. hh 21 (71) Институт сверхтвердых материалов АН

УССР (72) И.М.Андросов, Ю.Г.Камчатный, Ю A.Бороденко и В.И,Дуплавый (56) Авторское свидетельство СССР

М 1415146, кл. G 01 N 3/52, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДИНАМИЧЕСКОЙ ТВЕРДОСТИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к неразрушающему контролю физико-механических свойств материалов, например твердости.

Цель изобретения — повышение точности измерений

-На фиг.1 изображена функциональная .схема устройства; на фиг.2 — эпюры напряжений, поясняющие работу прототипа; на фиг.3- эпюры напряжений, поясняющие работу заявляемого устройства.

Устройство для определения динамической твердости материалов состоит из узла

1 установки индентора 2 с электромагнитом

3, содержащего цилиндрический корпус 4 из нвмагнитного материала, раэмещенйые в нем сердечник 5 с втулкой 6, стопорное кольцо 7, опорное кольцо 8, опорную плиту 9 с держателем, включающую демпфирующую втулку 10, груз 12 для прижима исслеДуемого Образца 13 при помощи опорного цилиндра 14. дополнительный электромагнит 15. состоящий из обмотки 16, сердечника 17 и пружины 18, Схема 19 регистрации, (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю физико-механических свойств материалов, например твердости.

Устройство обеспечивает исключение влияния пластической деформации материала контролируемого обфаэца на результаты измерений и повышает их точность. Это достигается за счет введения дополнительного электромагнита с электронным узлом управления для перемещения контролируемого образца относительно индентора. 3 ил. результатов измерений содержит последовательно соединенные пьезоэлектрический датчик 11, усилитель 20, схему 21 формирования сигнала, схему 22 формирования импульса запуска, схему 23 запуска и счетчик

24, генератор 25 стандартных сигналов, подключенный к второму входу схемы 23 запуска. Схема 26 управления питанием электромагнита 3 выполнена в виде триггера 27, первый вход которого соединен с выходом схемы 22 формирования импульса запуска, а второй — с входом "Сброс" счетчика 24, силового коммутатора 28, силовой вход которого соединен с источником 30 питания .электромагнита, управляющий вход — с выходом триггера 27, а выход — с электромагнитом 3, кнопочного выключате- . ля 29, соединяющего вход "Сброс" счетчика

24 с шиной заземления. Источник 30 питания электромагнита 3 через силовой коммутатор 28 подключен к обмотке электромагнита 3. Вход электронного уэла управления 31 соединен с выходом триггера

27, связанного с входом силового коммута1820297

4 тора 28, а выход соединен с обмоткой 16 дополнительного электромагнита 15.

Устройство работает следующим образом.

При помощи калиброванных по высоте (длине) цилиндриков с внешним диаметром, меньшим внутреннего диаметра цилиндрического корпуса 4, устанавливают первоначальную высоту падения индентора (шарика), который удерживается в исходном положении во втулке 6 из немагнитного материала электромагнитным полем. Калиброванный по высоте цилиндрик устанавливают на исследуемый образец 13 внутри цилиндрического корпуса 4. При этом исследуемый образец 13 должен соприкасаться с сердечником 17 дополнительного. электромагнита 15. Потом устанавливают индентор 2 на цилиндр, опу. скают сердечник 5 до упора втулки 6 в индентор 2, и стопорным кольцам 7 фиксируют сердечник 5 на цилиндрическом корпусе 4.

Калиброванный по высоте цилиндр убирают. Устройство готово к работе. . В момент т нажимают кнопочный выключатель 29. при этом подается потенциал земли на входы счетчика 23(сброс в нулввов состояние) и триггера 27,.которыйуправляет силовым коммутатором 28; отключающим источник 30 питания от катушки электромагнита 3, индентор 2 начинает свободное падение. В момент t> происходит первое соударение иидентора 2 с исследуемым образцам 13, в момент t2 — второе. Пьезоэлектрический датчик 11 преобразует механические колебания, возиикающив при ударе, в электрический сигнал, который wступает на усйлитель 20 и далее на схему 21 формирования сигнала, после чего — иа схв; му 22 формирования импульса запуска; с выхода которой сигнал подается иа схему 23 запуска и триггер 27, На второй вход схемы

23 запуска поступают импульсы с генератора 25 стандартных сигналов. С выхода схемы 23 запуска, выполняющей функцию стробирующего узла, на счетчик 24 поступают пачки из N импульсов, Триггер 27 в момент переключается в состояние "1" и включает силовой коммутатор 28, подсоединяющий источник 30 питания к обмотке электромагнита 3. При этом отскочивший в исходное состояние. Одновременно с включением силового коммутатора 28 триггер27 производит включение электронного узла

31, формирующего токовую ступень, которая подается на обмотку 16 дополнительного электромагнита 15. Происходит смещение образца относительно индентора и установка готова к повторным измерениям.

5 Величину смещения образца относительно индентора можно регулировать величиной токовой ступени. После заданного количества циклов измерений обмотка 16. дополнительного электромагнита 15 обе"0 сточивается и с помощью пружины 18 сердечник 17 возвращается в исходное состояние.

Устройство позволяет повысить точность измерений. Это обеспечивается иск15 лючением влияния пластической деформации материала образца на результаты измерений за счет введения электронного узла управления и дополнительного электромагнита для перемещения образца .

20 относительно индентора.

Использование устройства в народном. хозяйстве даст воэможность;

1) повысить точность измерений динамической твердости материалов с относи25 тельно невысоким значением твердости;

2) автоматизировать процесс измереИИЙ;

3) усредиять результаты серии измерений в разных точках поверхности исследуе30 могообразца.

Формула изобретения

Устройство для определения динамиче35 ской твердости материалов, содержащее узел установки индентора с электромагнитом, последовательно соединенные пьезоэ лектрический датчик, усилитель, схему формирования импульса запуска, схему за40 пуска и счетчик, генератор стандартных сигналов, подключенный к второму входу схемы запуска, и схему управления питанием электромагнита в виде триггера, первый вход которого соединен с выходом схемы

45 формирования импульса запуска, а второй— с входом "Сброс" счетчика, силового коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом триггера, о т л и ч a e щ е ес.я тем, что, с целью повышения точности

50 измерений, она; снабжено электромагнитным.узлам перемещения образца и электронным узлом управления. вход которого соединен с выходом триггера, а выходобмоткой электромагнитного узла первмв55 щения образца.

1820297

1820297

Составитель Ю.бороденко

Техред М.Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент";r. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 2026 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5