Спосіб визначення ударної твердості деревини за котречком

Реферат: Спосіб визначення ударної твердості деревини включає втискування в деревину індентора під дією ударного навантаження. Як індентор використовують зрізану з торців під кутом  в бік робочого леза тригранну призму з кутом при вершині  , робоче лезо якої шириною L при втисненні в зразок орієнтують відносно волокон деревини під заданими кутами. UA 118913 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ УДАРНОЇ ТВЕРДОСТІ ДЕРЕВИНИ ЗА КОТРЕЧКОМ UA 118913 U UA 118913 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до механічних випробувань матеріалів, зокрема до визначення ударної твердості деревини. Відомі способи визначення ударної твердості деревини шляхом втиснення в деревину різних по конструкції інденторів під дією динамічного навантаження. Твердість при цьому визначалась: 1. Відношенням затраченої роботи до площі відбитку за допомогою ударника проф. Баумана, що являє собою трубку, на кінці якої є стержень із стальною кулькою діаметром 10 мм. Під дією пружини баба вдаряє по стержню і втискує кульку в зразок. При цьому в залежності від потужності пружин отримують дві величини роботи удару 533 і 148 кг·мм. (R. Baumann. Die bisherigen Ergebnisse der Holzprüfungen in Materialprüfungsanstat an der technishen Hochschule Stuttgart. Forschungsarbeiten, VDI, S. 231, 1922). До недоліку способу необхідно віднести витрати роботи на тертя, а також необхідність точного калібрування пружин, що з динамічної точки зору є складною операцією і може бути признаним тільки умовно. 2. З використанням ударника проф. Шварца по відношенню роботи втиснення стальної кульки діаметром 10 мм від падіння баби вагою 0,25 кг з висоти 0,5 м до площі відбитку (М. Schwarz und К. Buos. Holzhärteprüfung mit dem Falhärteprüfer. Maschinenbau, S. 403, 1928). Переваги цього способу визначення ударної в'язкості деревини в порівнянні із розглянутим по Бауману лише в тому, що не вимагається тарування приладу, а витрати на роботу тертя не усуваються. 3. По глибині проникнення стальної голки під дією удару молотка (патент СССР П.К. Молгачева № 8723, G01 N3/48, 1929). Значення величини твердості, отримане цим методом, для деревини, властивості якої суттєво відрізняються у головних структурних напрямках її будови, не може бути сприйнятим як загальна механічна характеристика анізотропного матеріалу, так як є локальним точковим показником. 4. Відношенням роботи падіння стальної кульки діаметром (25±0,05 мм) з висоти (500±1 мм) на зразок з накладеним на нього копіювальним папером до площі відбитку (Древесина. Метод определения ударной твердости. Wood. Methot for determination of impact hardness. ГОСТ 16483.16-81. CT СЭВ 2367-80): 4mgh Hw y  d1d2 , Дж/см2 де m - маса кульки, кг; g - прискорення сили тяжіння, м/с; h - висота падіння кульки, м; d1 і d2 - діаметрів відбитків відповідно впоперек і вздовж волокон, см. Основним типовим недоліком цього методу, як і попередніх, є те, що він не враховує анізотропію властивостей деревини. Визначення площі відбитку, як добутку діаметрів d1 і d2 , які є різними по величині, не коректно. При цьому величина похибки буде зростати із збільшенням різниці в значеннях розмірів d1 і d2 . Задача корисної моделі підвищення точності визначення ударної твердості деревини з врахуванням анізотропії її властивостей. Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення ударної твердості деревини, що включає втиснення в зразок індентора під дією ударного навантаження, згідно з корисною моделлю як індентор використовують зрізану з торців під кутом  в бік робочого леза тригранну призму з кутом при вершині  , робоче лезо якої довжиною L при втисненні в зразок орієнтують відносно волокон деревини під заданими кутами, а значення ударної твердості деревини розраховують за формулою: mgН F , Дж·10-3/мм2, де m - маса вантажу, кг; g - прискорення сили тяжіння, м/с2; H - висота падіння вантажу, м; F - площа отриманого відбитка, мм2. HК w y  50 Площа відбитку при заданих постійних величинах кутів  і  , а також довжині робочого леза L індентора становить: 1 UA 118913 U F 5 10 15 20 25 30 35 2hh  sin / 2  h  sin   L  cos  2 cos   cos / 2 , мм , де h - глибина втиснення індентора у деревину, мм. На фіг. 1 представлена схема перед випробуванням при закріпленому за допомогою притискного гвинта 9 з шайбою зразка 10 на предметному столику 11 та зафіксованих у верхніх положеннях вантажу 4 і штока 1; на фіг. 2 - схема установки стрілки індикатора 20 у положення з позначкою "0" при опущеному штоку 1 до контакту індентора 14 із поверхнею зразка 10; на фіг. 3 - схема випробувань після нанесення ударного навантаження; на фіг. 4 і 5 - відповідно фронтальна і профільна проекції індентора, на фіг. 6 - загальний вигляд індентора. Випробування деревини на ударну в'язкість виконують використовуючи пристрій, що містить станину 12, виготовлену разом з вертикальною стійкою 13 і горизонтальними нижнім 7 і верхнім 3 приливами, предметний столик 11 для установки і закріплення на ньому зразка 10 та шток 1, на якому гвинтами б жорстко закріплена опорна шайба 5. Шток 1 вільно переміщується у верхньому 3 і нижньому 7 приливах та вантажі 4. Глибину h тиснення леза індентора 14 в зразок 10 визначають використовуючи багатообертовий індикатор 20 годинникового типу 1 МИГ ГОСТ 9696-75, який кріплять на підставці 18. Вантаж 4 у верхньому положенні встановлюють на упорі 15. Переміщення упора 15 вправо відбувається за рахунок пружинного механізму (не показано) при відтягнутому фіксаторі 16, а вліво - шляхом надавлювання на рукоятку 17, стискуючи пружину. Реалізація поставленого завдання досягається наступним чином. Шток 1 фіксують у верхньому положенні, упираючи його нижній торець на засувку 8. За допомогою притискного гвинта 9 з шайбою зразок 10 закріплюють на предметному столику 11 (фіг. 1). В подальшому, відтягнувши засувку 8, опускають шток 1 до контакту індентора 14 з поверхнею зразка 10. Обертаючий шток 1 навколо осі і користуючись нанесеною на нього рискою 21 та градуйованою шкалою 2, орієнтують робоче лезо індентора 14 відносно волокон деревини під необхідним кутом. Для контролю глибини втиснення робочого леза індентора 14 в деревину стрілку індикатора 20, упираючи його на наконечник 19 на верхній торець 22 штока 1, ставлять з натягом у положення з позначкою "0", яке є вихідним перед початком випробування (фіг. 2). При цьому висота Н вільного падіння вантажу визначається відстанню між вантажем 4 і опорною шайбою 5. Для прикладання до зразка ударного навантаження відтягують фіксатор 16, внаслідок чого під дією пружини упор 15 переміщується вправо і звільнює вантаж 4. Під час удару вантажу 4 по опорній шайбі 5 шток 1 переміщується вниз і втискує робоче лезо індентора 14 в зразок 10 (фіг. 3). Глибину h втиснення робочого леза індентора 14 в зразок 10 визначають по шкалі індикатора 20. Площа відбитка при конкретних значеннях α=45°, β=60° і довжині леза L=10 мм є функцією глибини втиснення індентора у зразок і дорівнює: h  3,94 h 2  23,1h , мм2. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Спосіб визначення ударної твердості деревини, при якому виконуть втискування в деревину індентора під дією ударного навантаження, який відрізняється тим, що як індентор використовують зрізану з торців під кутом  в бік робочого леза тригранну призму з кутом при вершині  , робоче лезо якої шириною L при втисненні в зразок орієнтують відносно волокон деревини під заданими кутами, а значення ударної твердості деревини розраховують за формулою: HK w y  50 mgН -3 2 , Дж·10 /мм , F де m - маса вантажу, кг; 2 g - прискорення сили тяжіння, м/с ; H - висота падіння вантажу, м; 2 F - площа отриманого відбитка, мм . 2 UA 118913 U 3 UA 118913 U 4 UA 118913 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 5