Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Прилад для склерометричних досліджень, який містить основу, встановлені на ній тримач взірця і привід переміщення системи дряпання з вузлом навантаження і противаги, тримачем індентора і вузлом реєстрації, який відрізняється тим, що система дряпання складається з корпусу у вигляді П-подібної рами, двох пружних плоских елементів, закріплених одним кінцем на корпусі горизонтально і вертикально і призначених для реєстрації нормальної і тангенційної складових сил дряпання відповідно, причому другий кінець вертикально розміщеного пружного елемента через шарнір з'єднаний з приводом переміщення системи дряпання, на другому кінці горизонтально розміщеного пружного елемента закріплено тримач індентора, а пружні елементи оснащені тензодатчиками, з'єднаними з вузлом реєстрації.

Текст

Прилад для склерометричних досліджень, який містить основу, встановлені на ній тримач 3 84486 термічної обробки, поверхневого гартування, поверхневої пластичної деформації неможливо визначити залежність між питомою роботою дряпання і градієнтнозалежними характеристиками, наприклад, мікротвердістю; крім того, плавна зміна глибини проникнення індентора унеможливлює дослідження механізму утворення стружки при дряпанні; - дослідження матеріалів на відомому склерометрі ускладнюється наявністю неконтрольованого чинника - швидкості дряпання, а точніше - зміни швидкості в процесі дряпання. Це викликане тим, що можна досягти однакової швидкості початку дряпання за рахунок вибору однакового початкового кута відхилення маятника для різних взірців. В процесі досліджень для взірців з різними механічними властивостями на формування подряпин з однаковими геометричними розмірами буде витрачатись різна кількість енергії, а отже і швидкість наприкінці дряпання буде різною. Неконтрольована зміна швидкості в процесі дряпання значно затруднює паралельне використання методу акустичної емісії для дослідження еволюції структури і локальної крихкості поверхневих шарів взірців. Відомий також прилад для склерометричних досліджень, який містить основу, встановлений на ньому вузол навантаження з жорстко закріпленою системою дряпання, яка містить тримачем з індентором, розміщеним на основі з можливістю переміщення в напрямку, що співпадає з площиною перпендикулярною до осі індентора і вузол реєстрації [А.с. СССР №1714443, МКл G01N3/46, 1992 – прототип]. Пристрій оснащений закріпленим на вузлі навантаження упором і жорстко закріпленим на тримачі стрижнем з сферичною головкою, встановленою з можливістю контакту з упором. Стрижень розміщується в площині, що співпадає з напрямком переміщення предметного столу, під гострим кутом до площини упора і його вершина зміщена відносно осі індентора. Прилад працює таким чином. Після створення за допомогою вузла навантаження заданої величини навантаження між індентором і взірцем забезпечують їх взаємне переміщення для здійснення процесу дряпання. Під час самого дряпання між індентором і взірцем виникає сила дряпання, яку можна розкласти на дві складові: тангенційну і нормальну (вертикальну). Вузол реєстрації відомого приладу дозволяє фіксувати тільки тангенційну складову сили дряпання, яка служить інформаційним показником склерометрування - характеристикою матеріалу взірця. Вертикальна складова сприймається стрижнем з сферичною головкою, яка контактує з упором. У випадку різкого зростання тангенційної складової (при наявності місцевого високоміцного включення в поверхні досліджуваного матеріалу, наприклад, армуюча фаза композиційних гетерогенних матеріалів) виникає скачок крутного моменту, який закручує тримач індентора, що є джерелом додаткових похибок при вимірюванні тангенційної сили. Розміщення стрижня під кутом до осі індентора створює додатковий крутний момент, призначення якого зкомпенсувати момент, що виникає від різкої зміни тангенційної складової. 4 Незважаючи на низку переваг відносно маятникового склерометра, описаний прилад має свої особливості, які в тій чи іншій мірі обмежують сферу його використання: - прилад не дозволяє фіксувати нормальну складову сили дряпання; - наявність в кінематичному ланцюгу приладу пари тертя "сферичний наконечник стрижня упор" вносить певну похибку на результат вимірювання тангенційної складової; - величина компенсуючого крутного моменту визначається кутом нахилу стрижня до осі індентора і для його вибору необхідна попередня інформація про величину тангенційної сили, а це пов'язане з проведенням додаткових досліджень; - неможливість випробувань за схемою багатократного дряпання, оскільки розміщення стрижня під кутом створює компенсуючий момент тільки при дряпанні в одному напрямку. В основу винаходу покладена задача удосконалення приладу для склерометричних досліджень шляхом забезпечення умов для незалежного вимірювання нормальної і тангенційної складових сили дряпання. Завдяки цьому підвищується точність та інформативність досліджень, створюються умови для склерометричних випробувань за схемою багатократного дряпання. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що у відомому приладі для склерометричних досліджень, який містить основу, встановлені на ній тримач взірця і привід переміщення системи дряпання з вузлом навантаження і противаги, тримачем індентора і вузлом реєстрації, згідно з винаходом система дряпання складається з корпусу у вигляді П-подібної рами, двох пружних плоских елементів, закріплених одним кінцем на корпусі горизонтально і вертикально і призначених для реєстрації нормальної і тангенційної складових сил дряпання відповідно, причому другий кінець вертикально розміщеного пружного елементу через шарнір з'єднаний з приводом переміщення системи дряпання, на другому кінці горизонтально розміщеного пружного елементу закріплено тримач індентора, а пружні елементи оснащені тензодатчиками, з'єднаними з вузлом реєстрації. Наявність в приладі двох пружних плоских елементів, закріплених одним кінцем на корпусі горизонтально і вертикально, забезпечує незалежність реєстрації нормальної і тангенційної складових сил дряпання відповідно, що дозволяє підвищити інформативність досліджень. З'єднання другого, не приєднаного до корпусу кінця вертикально розміщеного пружного елементу за допомогою шарніру з приводом переміщення системи дряпання забезпечує самовиставлення індентора відносно робочої поверхні, виключити похибки вимірювання нормальної і тангенційної складових сили дряпання, що дозволить підвищити точність проведення досліджень. Закріплення тримача індентора на другому, незакріпленому на корпусі кінці горизонтально розміщеного пружного елементу забезпечує сприйняття ним повного нормального навантаження. 5 84486 Виконання корпусу у вигляді П-подібної рами забезпечує взаємне розміщення пружних елементів, тримача індентора і напрямку дії навантаження на індентор. Оснащення пружних плоских елементів тензодатчиками, з'єднаних з вузлом реєстрації дозволяє незалежно фіксувати зміну нормальної і тангенційної складових і на основі цієї інформації робити висновок про особливості структури досліджуваного матеріалу. На Фіг. зображено загальний вигляд запропонованого приладу. Прилад складається з основи 1, на якій встановлено тримач 2 взірця 3 досліджуваного матеріалу і привід переміщення 4 системи дряпання, яка складається з корпусу 5 у вигляді П-подібної рами, на одній поличці якої встановлений вузол навантаження з вертикально розміщеним стрижнем 6 і тягарів 7, а на другій - противага з горизонтально розміщеним різьбовим стрижнем. 8, тягаря 9 і фіксуючої гайки 10. На виступах П-подібної рами 5 закріплені одним кінцем два пружних плоских елементи: горизонтальний 11 і вертикальний 12. Другий кінець вертикально розміщеного пружного елементу 12 через шарнір 13 з горизонтальною віссю з'єднується з приводом переміщення 4. На вільному, незакріпленому до рами 5 кінці горизонтального пружного елементу 11, встановлено тримач 14 з індентором 15. Обидва пружні елементи оснащені тензодатчиками 16 і 17, призначеними для фіксації нормальної і тангенційної складової сили дряпання відповідно. Тензодатчики 16 і 17 з'єднані з вузлом реєстрації (на Фіг. не показано), функція якого - посилити сигнали і вивести на відповідний індикатор для спостереження або документування. Прилад працює наступним чином. Попередньо, за допомогою взірцевих динамометрів або тягарів проводиться тарування пружних плоских елементів 11 і 12, тобто встановлюється однозначна залежність між силою прикладеною до індентора 15 і показами вузла реєстрації. Взірець 3 виставляється за допомогою тримача 2 так, щоб при робочому поступовому русі системи дряпання, виконувалась умова перпендикулярності осі індентора 15 до робочої поверхні взірця 3. Після цього, 6 переміщують тягар 9 по різьбовому стрижні і оскільки система дряпання шарнірно з'єднана з приводом переміщення 4 добиваються такого положення , при якому навантаження між індентором 15 і взірцем 3 буде дорівнювати нулю, що фіксується тензодатчиком 16 за допомогою вузла реєстрації. Таке положення тягара 9 фіксується на стрижні 8 стопорною гайкою 10. За рахунок встановлення тягарів 7 на вертикально розміщеному стрижні 6, геометрична вісь якого співпадає з геометричною віссю індентора 15, створюється задане нормальне навантаження індентування. Величина нормального навантаження контролюється тензодатчиком 16. Вмикається привід 4 горизонтального переміщення системи дряпання. Оскільки привід і тримач взірця розміщені нерухомо на основі 1 індентор 15 переміщується відносно взірця 3 - відбувається процес дряпання на задану величину L. Сила дряпання, яка виникає при цьому, фіксується двома плоскими пружинними елементами, закріпленими на корпусі 5: горизонтальним елементом 11 сприймається нормальна сила, а вертикальним елементом 12 - тангенційна сила дряпання. Тензодатчики 16 і 17 можуть бути виконані на дугоподібних пружних елементах, як показано на Фіг., або наклеєні безпосередньо на робочу частину пружних елементів 11, 12. Величина складових дряпання, характер їх зміни, спектральні і кореляційні характеристики цих змін в поєднанні з геометричними параметрами сформованої подряпинами є параметрами, що характеризують досліджуваний матеріал, його поверхневу міцність, структур у, здатність чинити опір проникненню та руху абразивної частинки. Описаний прилад дозволяє проводити випробування за схемою багатократної взаємодії індентора по взірцю. Тримач 14 дозволяє проводити випробовування з інденторами, які мають різну геометричну форму робочої поверхні, наприклад, конус, конус з сферичним затупленням заданого радіусу, піраміда Вікерса і т.п. Тим самим міняється характер контактно-силової взаємодії між індентором і взірцем, що важливо при моделюванні різання і абразивного спрацювання. 7 Комп’ютерна в ерстка О. Рябко 84486 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Device for sclerometric investigation

Автори англійською

Burda Myroslav Yosypovych, Herasymiv Hrygorii Vasyliovych, Shkitsa Lesia Yevstakhiivna

Назва патенту російською

Прибор для склерометрических исследований

Автори російською

Бурда Мирослав Иосифович, Гарасимив Григорий Васильевич, Шкица Леся Евстахиевна

МПК / Мітки

МПК: G01N 3/40

Мітки: досліджень, склерометричних, прилад

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-84486-prilad-dlya-sklerometrichnikh-doslidzhen.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Прилад для склерометричних досліджень</a>

Подібні патенти