Вузол індентування мобільної установки для випробувань матеріалів на міцність методом інструментованого індентування

Вузол індентування мобільної установки для випробувань матеріалів на міцність шляхом інструментованого індентування, що містить пруж 3 тування включає основу 1 з елементами 2 кріплення установки до досліджуваного об'єкта 3. На основі 1 у корпусі 4 змонтований навантажуючий пристрій установки. Кінематичний ланцюг навантажуючого пристрою включає рушій 5, виконаний у вигляді серводвигуна. Вал рушія 5 сполучений з хвильовим редуктором 6, який через підшипниковий вузол 7 з'єднаний з передачею гвинт-гайка кочення 8 і 9, яка перетворює обертальний рух у поступальний. Вихід передачі 9 з'єднаний з порожнистим штоком 10 моментної втулки, який через кулькову моментну втулку 11, пружний елемент 12, та датчик 13 зусилля, прикладеного до індентора передає зусилля через індентор 14 на досліджуваний об'єкт 15 - фрагмент трубопроводу. Безлюфтовість усіх перерахованих елементів й застосування порожнистого штоку 12 з кульковою моментною втулкою 11, виготовленою компанією REXROTH, Німеччина, дозволило отримати достатньо прецизійний і компактний механізм навантаження. Пропонована мобільна установка укомплектована блоком 16 до складу якого входить вузол керування та система вимірювання, яка включає вузол вимірювання, вузол обробки результатів 17, датчик 13 зусилля, прикладеного до індентора, датчик глибини вдавлювання індентора 18, що з'єднані з відповідними входами блока вимірювання 16, вихід якого з'єднаний з блоком обробки результатів 17. У якості вузла обробки результатів 17 використаний персональний комп'ютер, забезпечений програмним статком HardTest, що забезпечує реєстрацію діаграми інструментованого індентування у координатах: прикладене зусилля глибина вдавлювання індентора і часових залежностей глибини вдавлювання індентора і прикладеного зусилля. Пропонований вузол індентування входить до складу навантажуючого пристрою мобільної установки і включає пружний елемент 12, а також індентор 14, датчики 13 зусилля, прикладеного до індентора, датчик глибини вдавлювання індентора 18 - виробник компанія РВМ (Німеччина)/. Датчик глибини вдавлювання індентора 18, закріплений безпосередньо на інденторі 14 за допомогою кронштейна 19. При цьому рухомий елемент датчика глибини вдавлювання індентора 18 призначений для торкання своїм вільним торцем поверхні досліджуваного об'єкта 3. З метою підвищення плавності прикладання зусиль до індентора 14 і підвищення достовірності одержаних результатів до кінематичного ланцюга навантажуючого пристрою включений пружний елемент 12, виконаний у вигляді плоских хрестоподібних пружин. Жорсткість пружного елемента 12 дорівнює 510-6 м/Н, що менше за вихідної жорсткості ланцюга навантажуючого пристрою. Жорсткість пружного елемента 12 обраховували по діапазону робочих навантажень з метою витримки 57447 4 умови щодо роботи кульок кульково-гвинтової пари працювати поза "ділянкою короткого ходу". При цьому значення зусилля, яке прикладають до індентора 14, не залежить від пружної деформації пружного елемента 12, а рушій 5 навантажуючого пристрою працює у сприятливому режимі. Основа 1 складається з двох кронштейнів, з'єднаних між собою двома напрямними, по яким за допомогою ходового гвинта (не показано) рухається корпус 4. Основа 1 має також елементи кріплення 2 навантажуючого пристрою установки або до лабораторної плити - при роботі в лабораторних умовах, або до досліджуваного об'єкта 3 - труби - без порушення її цілісності. Основа 1 забезпечує, крім надійного кріплення навантажуючого пристрою на трубі 3, ще і його пересування вздовж напрямної труби 3, а це дозволяє отримати ряд точок індентування на досліджуваному об'єкті 3 без переналагоджування навантажуючого пристрою. Мобільна установка для випробувань матеріалів на міцність методом інструментованого індентування з пропонованим вузлом індентування працює так. Основу 1 за допомогою елементів кріплення 2 закріплюють на досліджуваному об'єкті 3 - на визначеній ділянці поверхні труби. Встановлюють в основу пристрій навантаження таким чином, щоб між вершиною індентора та поверхнею труби був зазор. Після завершення підготовчих операцій запускають програму керування установкою, куди вводять початкові дані та формують закон навантаження. По веденим даним програма керування установкою автоматично підводить вершину індентора до поверхні випробування, після чого індентор 14 із заданою швидкістю вдавлюється до поверхні досліджуваного об'єкта 3. При цьому датчики 13 та 18 генерують сигнали, які у блоці 16 перетворюються у цифрову форму і у цифровому вигляді передаються до вузла обробки результатів 17 - персонального комп'ютера. У блоці 17 виконується аналіз сигналів і реєстрація діаграми інструментованого індентування досліджуваного об'єкта 3. Датчик 18 глибини вдавлювання індентора розташований безпосередньо на інденторі 14, що дозволяє суттєво зменшити вплив деформування конструктивних елементів установки на точність отриманих результатів. Після одержання результатів першого досліду індентор 14 підіймають, основу 1 пересувають вздовж напрямної досліджуваного об'єкта - труби 3, фіксують положення основи 1, знову опускають індентор 14 до торкання його вершиною визначеної точки на поверхні труби і виконують індентування другої точки. Завдяки можливості пересування основи 1 можна отримати ряд точок індентування на досліджуваному об'єкті 3 без переналагоджування навантажуючого пристрою, що особливо важливо в умовах виробництва та в польових умовах. 5 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 57447 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601