Твердомір для внутрішніх циліндричних поверхонь

Реферат: Твердомір для внутрішніх циліндричних поверхонь містить станину, на нижній частині якої розміщено механізм підйому з опорним столом, на якому розміщений виріб для вимірювання його твердості, а у верхній частині станини міститься шпиндель передачі навантаження на індентор у формі сталевої кульки діаметром 1,588 мм твердосплавного конуса з кутом при вершині 120°, який механічно зв'язаний з важелем, що має підвіску для змінних вантажів механізму навантаження та індикатором твердості в умовних безрозмірних одиницях. Вузол кріплення індентора виконаний у вигляді жорсткого кутового кронштейна, закріпленого на шпинделі твердоміра, а індентор закріплений в отворі консольної оправки. У важелі передачі навантаження виконаний паз глибиною 10 мм і шириною 15 мм, а фігурний кулачок механізму приводу важільної системи посаджений на валу з ексцентриситетом 12 мм. UA 122743 U (54) ТВЕРДОМІР ДЛЯ ВНУТРІШНІХ ЦИЛІНДРИЧНИХ ПОВЕРХОНЬ UA 122743 U UA 122743 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі вимірювань і дослідження твердості, а саме приладів для вимірювання твердості внутрішніх, зокрема дискретно зміцнених, поверхонь порожнистих виробів типу напрямних втулок, підшипників ковзання, кілець підшипників кочення, глухо донних стаканів, отворів важелів, внутрішніх конусів Морзе тощо. Відомі прилади для вимірювання твердості металів за методами Брінелля, Роквелла і Віккерса [ГОСТ 23677-79. Твердомеры для металлов. Общие технические требования], принцип дії яких ґрунтується на втисканні у поверхню зразка або виробу індентора (більш твердого тіла певної форми та розмірів) певним навантаженням і вимірюванні розмірів отриманого відбитку індентора на поверхні виробу внаслідок її пластичної деформації Для контрольних вимірювань твердості металевих виробів (з метою встановлення відповідності твердості металу технічним вимогам на виготовлення виробу), на виробничих дільницях термічної обробки, зазвичай, використовують твердоміри Роквелла типу ТК-2 Відомий вдосконалений прилад на базі твердоміра ТК-2 [Пат. № 46562, Україна. Універсальний твердомір. Опубл. 25,12.2009 Бюл. 24], який додатково містить механізм фіксації величини навантаження на індентор, що містить тензодатчик, механічно жорстко зв'язаний зі шпинделем, а електрично - з аналоговим цифровим перетворювачем, та індикатор глибини переміщення індентора в поверхню зразка, який функціонально суміщений з механізмом безперервного навантаження під час контакту зразка з індентором і ніжкою індикатора глибини проникнення індентора. Останній призначений для наукових досліджень механізму втискання індентора в поверхню металевого зразка. Відомий також прилад [Пат. №52918, Україна. Прилад для випробування матеріалу на твердість. Опубл. 10.09.2010 Бюл. 17], який забезпечує проведення більш точних випробувань на твердість матеріалу за рахунок зниження втрат на тертя між індентором і матеріалом, що підвищує надійність випробувань за рахунок підвищення зносостійкості індентора. Спільною ознакою відомих твердомірів є центральне кріплення індентора в отворі шпинделя приладу, що визначає можливість вимірювання твердості лише зовнішніх поверхонь виробів і унеможливлює вимірювання твердості внутрішньої поверхні виробу. За кількістю спільних ознак конструкції як прототип вибраний відомий твердомір Роквелла типу ТК-2, який містить станину, на нижній частині якої розміщено механізм підйому з опорним столом, на якому ставлять виріб для вимірювання його твердості. У верхній частині станини міститься шпиндель, в отвір якого встановлений індентор у формі сталевої кульки діаметром 1,588 мм (1/16") або твердосплавного конуса з кутом при вершині 120°, який механічно зв'язаний з важелем, що має підвіску для змінних вантажів механізму навантаження та індикатором твердості в умовних безрозмірних одиницях [Золоторевский B.C. Механические свойства металлов. Учебник для вузов. 2-е изд. - М.: Металлургия, 1983. - 352 с.]. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення твердоміра ТК-2 за рахунок розширення його функціональних можливостей, а саме можливості вимірювання твердості внутрішніх дискретно зміцнених поверхонь виробів типу напрямних втулок, підшипників ковзання, кілець підшипників кочення, глухо донних стаканів, отворів важелів, внутрішніх конусів Морзе тощо. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому твердомірі, який містить стіл, на якому встановлений виріб для вимірювання твердості і який виконаний з можливістю вертикального переміщення до рівня контакту внутрішньої поверхні виробу з індентором, розташованим у вузлі його утримання, що механічно зв'язаний з важільною системою навантаження, яка приводиться в дію кулачковим механізмом приводу твердоміра, згідно з корисною моделлю, вузол кріплення індентора виконаний у вигляді жорсткого кутового кронштейна з отвором, закріпленого на шпинделі твердоміра, а твердосплавний індентор закріплений в отворі консольної оправки, закріпленої в іншому отворі кронштейна так, щоб вісь індентора співпадала з віссю шпинделя і важільна система та механізм її приводу модернізований з урахуванням жорсткості вузла утримання і кріплення індентора. На фіг. 1 показаний вузол утримання і кріплення індентора твердоміра, який заявляється; на фіг. 2 - схема контакту індентора з внутрішньою поверхнею виробу при вимірюванні її твердості. Вузол утримання і кріплення індентора (фіг. 1) твердоміра, що заявляється, складається з кутового кронштейна 2 з отвором, який одівається на виступаючу за межі корпусу шпинделя 1 і кріпиться гвинтом 3. В іншому отворі кронштейна 2 закріплена консольна оправка 4 гвинтом 5. Індентор 6 утримується в отворі консольної балки 4 і кріпиться гвинтом 7. Консольна оправка 4 виставляється так, щоб вісь індентора 6 співпадала з віссю шпинделя 1. Оскільки жорсткість вузла утримання індентора обмежена розмірами внутрішньої поверхні виробу і менше жорсткості станини твердоміру ТК-2 (прототип), то у важелі передачі навантаження виконпний паз глибиною 10 мм і шириною 15 мм, а фігурний кулачок механізму приводу важільної системи 1 UA 122743 U 5 10 посаджений на валу з ексцентриситетом 12 мм (на рисунку не показано), що запобігає впиранню важелю в станину твердоміра при діаметрі консольної оправки 15 мм і максимальному навантаженні на індентор 1500 Н. Твердомір, що заявляється, працює наступним чином (фіг. 2). Порожнистий виріб 8 (показана напрямна втулка) вільно одівається на консольну оправку 4 і виставляється так, щоб точка вимірювання твердості була розміщена під індентором 6. Потім обертанням упорної гайки твердоміру (не показано) піднімають ходовий гвинт 10 з столом 9 до контакту внутрішньої поверхні виробу 8 з індентором 6, притискають попереднім навантаження силою 100 Н і виконують вимірювання твердості на твердомірі, що заявляється, згідно з ГОСТ 23677-79. Перед вимірюванням твердості внутрішньої поверхні даного типорозміру твердомір сповіряється і налаштовується за еталонними плитками згідно стандартної методики. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 Твердомір для внутрішніх циліндричних поверхонь, що містить станину, на нижній частині якої розміщено механізм підйому з опорним столом, на якому розміщений виріб для вимірювання його твердості, а у верхній частині станини міститься шпиндель передачі навантаження на індентор у формі сталевої кульки діаметром 1,588 мм твердосплавного конуса з кутом при вершині 120°, який механічно зв'язаний з важелем, що має підвіску для змінних вантажів механізму навантаження та індикатором твердості в умовних безрозмірних одиницях, який відрізняється тим, що вузол кріплення індентора виконаний у вигляді жорсткого кутового кронштейна, закріпленого на шпинделі твердоміра, а індентор закріплений в отворі консольної оправки, причому у важелі передачі навантаження виконаний паз глибиною 10 мм і шириною 15 мм, а фігурний кулачок механізму приводу важільної системи посаджений на валу з ексцентриситетом 12 мм. 2 UA 122743 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3