Установка для диагностики несущей способности поверхностных слоев изделий
Владельцы патента RU 2774783:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") (RU)
Изобретение относится к испытательной технике и касается диагностики несущей способности поверхностных слоев изделий из различных материалов. Установка содержит корпус, установленный на основании, маятник на валу, индентор, закрепленный на маятнике, сменный груз для увеличения массы маятника, а также крепление для фиксации грузов. Для повышения качества оценки несущей способности устройство дополнительно снабжено механизмом для настройки высоты маятника и устройством для регулировки высоты горизонтального положения образца. Для снижения поперечных колебаний вал установлен на две неподвижные опоры, с одной стороны вала жёстко закреплен маятник, а с другой - на жесткой подвеске установлены сменные грузы. Для точного замера угла первоначального положения и угла отклонения маятника установлен электронный угломер. Начальное положение маятника фиксируется с помощью стопора зубчатого сегмента. Предусмотрены сменные наконечники разных типов, которые закрепляются в маятнике со стороны обращенной к испытуемой поверхности детали. Достигается повышение точности и производительности процесса оценки состояния поверхностного слоя материала, упрощение процесса получения данных о физико-механических свойствах поверхностного слоя изделий. 3 ил.
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки несущей способности поверхностных слоев изделий из различных материалов.
Наиболее близкими по технической сущности являются:
1. Установка для испытания материалов (Испытательная техника. Под ред. Клюева В. В. Книга 2. М.: Машиностроение. 1982. с. 95), содержащая станину, маятник, опору, штангу, образец, цифровую шкалу, стрелку.
Признаками аналога, совпадающими с существующими признаками заявляемого изобретения, является использование маятника, цифровой шкалы, стрелки.
Недостатком установки являются ограниченные возможности при проведении испытаний материалов.
2. Известна установка для оценки несущей способности поверхностного слоя (Сборник статей. Оптимизация технологических процессов по критерию прочности. Уфа. 1988, с. 28), содержащая основание, маятник, упругий элемент, вал, контробразец, образец, рычажную систему, неподвижную опору и грузы.
Признаками аналога, совпадающими с существующими признаками заявляемого изобретения, является использование маятника, вала, неподвижной опоры, груза.
К основным недостаткам устройства можно отнести:
- ограничения по геометрии испытываемых образцов и изделий;
- отсутствие возможности изменения кинетической энергии маятника за счет его массы;
- для смены образцов необходимо вручную снимать сменные грузы;
- отсутствие центрирования образца и контробразца;
- отсутствие возможности оценки сопротивления поверхностного слоя абразивному воздействию твердых частиц и обрабатываемости резанием.
3. Известна установка для диагностики несущей способности поверхностных слоев изделий, (патент РФ N 2164676, кл.G01N3/56), взятая за прототип и содержащая корпус, основание, маятник, вал, индентор, сменные грузы, крепления для фиксации грузов, образец.
Признаками прототипа, совпадающими с существующими признаками заявляемого изобретения, является использование маятника, вала, индентора, сменных грузов, крепления для фиксации грузов.
К основным недостатками известного прототипа можно отнести:
- недостаточную точность настройки индентора;
- недостаточную точность показаний угла фиксации и отклонения маятника;
- возможность колебания вала из-за закрепления его на одной опоре;
- грузы, расположенные на маятнике, создают помеху для выполнения измерений;
- не жесткое закрепление испытываемого образца.
Изобретение направлено на повышение точности и производительности процесса оценки состояния поверхностного слоя материала, а также упрощение процесса получения данных о физико-механических свойствах поверхностного слоя изделий.
Технической задачей заявляемого изобретения является исключение всех перечисленных недостатков, повышение точности полученных результатов, повышение производительности получения данных, расширение технических возможностей применения устройства.
Технический результат достигается тем, что установка для диагностики несущей способности поверхностных слоев изделий, содержащая корпус, установленный на основании, маятник на валу, индентор, закрепленный на маятнике, сменный груз для увеличения массы маятника, крепление для фиксации грузов согласно изобретению, с целью повышения качества оценки несущей способности поверхностного слоя деталей машин устройство дополнительно снабжено механизмом для настройки высоты маятника, устройством для регулировки высоты горизонтального положения образца, для снижения поперечных колебаний, вал установлен на две неподвижные опоры, с одной стороны вала жёстко закреплен маятник, а с другой на жесткой подвеске установлены сменные грузы, для точного замера угла первоначального положения и угла отклонения маятника установлен электронный угломер, начальное положение маятника фиксируется с помощью стопора зубчатого сегмента, для оценки несущей способности поверхностного слоя предусмотрены сменные наконечники разных типов, которые закрепляются в маятнике со стороны обращенной к испытуемой поверхности детали.
Отличием заявляемого изобретения от прототипа является то, что для повышения оценки качества обрабатываемости поверхностного слоя устройство
дополнительно снабжено механизмом для настройки высоты маятника, устройством для регулировки высоты горизонтального положения образца, для снижения поперечных колебаний, вал установлен на две неподвижные опоры, с одной стороны вала жёстко закреплен маятник, а с другой на жесткой подвеске установлены сменные грузы, для точного замера угла первоначального положения и угла отклонения маятника установлен электронный угломер, начальное положение маятника фиксируется с помощью стопора зубчатого сегмента, для оценки несущей способности поверхностного слоя предусмотрены сменные наконечники разных типов, которые закрепляются в маятнике со стороны обращенной к испытуемой поверхности детали.
Наличие вышеизложенных отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «новизна».
Установка для диагностики несущей способности поверхностных слоев изделий содержит устройство для регулировки высоты горизонтального положения образца 1, механизм крепления для фиксации образца 2, корпус (рама) 3, зубчатый сегмент для выставления первоначального угла подъема маятника 4, корпус подшипника 5, электронный угломер 6, фиксатор для зубчатого сегмента 7, образец 8, основание 9, грузы 10, стопор зубчатого сегмента 11, подвеска для грузов 12, вал 13, подшипники 14, контргайка 15, регулятор высоты маятника 16, маятник 17, стопор для электронного угломера 18, наконечник 19, индентор 20, твердосплавный шарик 21, пластинчатая пружина 22.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами:
- на фиг. 1 – общий вид установки спереди,
- на фиг. 2 – общий вид установки сбоку,
- на фиг. 3 – разновидности рабочего инструмента (наконечника)
Корпус 3 установлен на основании 9, на котором смонтировано устройство для регулировки высоты горизонтального положения образца 1. На верхней части корпуса 3 закреплены два подшипника 14, на которых вращается вал 13. На вал 13 прикреплены сменные грузы 10, установленные на жесткой подвеске 12, зубчатый сегмент для выставления первоначального угла 4, маятник 17 и электронный угломер 6 со стопором 18.
На устройство для регулировки высоты горизонтального положения образца 1 укладывается образец 8, фиксируется с помощью крепление для фиксации образца 2, после чего в зависимости от толщины образца с помощью механизма для настройки высоты маятника 16 выставляется положение маятника, которое фиксируется контргайкой 15, после чего устанавливается необходимый наконечник 19: индентор 20 для определения способности материала к резанью, твердосплавный шарик 21 на жесткой опоре для определения твердости материала, твердосплавный шарик на пластинчатой пружине 22 для определения шероховатости поверхностного слоя материала. В зависимости от выбранного наконечника определяется количество сменных грузов 10, которые крепятся на подвеску для грузов 12 с помощью крепления для фиксации грузов. Зубчатый сегмент 4 заводится на определенный угол и фиксируется с помощью фиксатора для зубчатого сегмента 7, после чего фиксатор 7 отпускается, тем самым приводит маятник 17 в движение. Маятник 17 соприкасается с образцом 8, отклоняется на некоторый угол, который фиксируется электронным угломером 6 с помощью стопора 18. Для предотвращения обратного хода маятника установлен стопор зубчатого сегмента 11. Полученные результаты сравниваются с данными испытания базовых материалов.
Предлагаемая конструкция установки повышает точность и производительность процесса диагностики несущей способности поверхностного слоя деталей машин, упрощает процесс получения данных о свойствах поверхностного слоя изделий.
Установка для диагностики несущей способности поверхностных слоев изделий, содержащая корпус, установленный на основании, маятник на валу, индентор, закрепленный на маятнике, сменный груз для увеличения массы маятника, крепление для фиксации грузов, отличающаяся тем, что для повышения качества оценки несущей способности поверхностного слоя деталей машин устройство дополнительно снабжено механизмом для настройки высоты маятника, устройством для регулировки высоты горизонтального положения образца, для снижения поперечных колебаний вал установлен на две неподвижные опоры, с одной стороны вала жёстко закреплен маятник, а с другой - на жесткой подвеске установлены сменные грузы, для точного замера угла первоначального положения и угла отклонения маятника установлен электронный угломер, начальное положение маятника фиксируется с помощью стопора зубчатого сегмента, для оценки несущей способности поверхностного слоя предусмотрены сменные наконечники разных типов, которые закрепляются в маятнике со стороны обращенной к испытуемой поверхности детали.
