Устройство для контроля качества изделий

 

Изобретение относится к области испытаний физико-механических свойств материалов. 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. 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 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. Данное устройство обеспечивает высокую стабильность контроля. 2 ил.

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.

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).

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.

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.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка, т.е. повышение стабильности контроля.

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.

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.

Следовательно, заявляемое устройство повышает стабильность контроля.

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.

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.

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".

На фиг.1 представлена схема заявляемого устройства для контроля качества изделий; на фиг.2 - вид его по сечению А-А.

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).

Устройство работает следующим образом.

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.

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.

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.

При отпускании кнопки 12 все элементы устройства возвращаются пружиной противодействия 13 в первоначальное положение. Устройство готово для следующего измерения.

Формула изобретения

Устройство для контроля качества изделий, 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 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, отличающееся тем, что 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 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 пазе корпуса, форма которого обеспечивает возможность ее поперечного перемещения относительно оси резонатора, а штифты установлены с возможностью продольного перемещения относительно оси резонатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2