УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ОТСЛОЕНИЕ

Иолезная модель относится к испытательному оборудованию, применяемому в сфере обработки давлением, и направлена на решение народнохозяйственной задачи, заключающейся в обеспечении условий более качественной отработки технологии производства профилей за счет применения натурного моделирования процесса и определения его предельных возможностей при снижении временных и материальных затрат.
Известно устройство (Карякина М.И. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий. - М.: Химия, 1988. - 272 С., с. 90-92), состоящее из скользящей плиты, на которой крепится испытуемый материал с покрытием, и царапающей иглы, силу вдавливания которой можно изменять.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что устройство не позволяет создавать режимы нагружения покрытия, при котором происходит отслоение покрытия при профилировании в связи с малым размером царапающей иглы. При увеличении диаметра иглы устройство не позволит создать необходимые усилия для отслоения покрытия.
Паиболее близкой моделью того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является устройство для определения прочности сцепления покрытия с подложкой при отслоении (Устройство для определения прочности сцепления покрытия с подложкой при отслоении.
Негматов С.С. Усманов Д.И., Садыков К.У., Несматова A.M., автомоб. - дор. ин-т. А.С. 1176217, СССР Заявл. 12.09.83, № 3642491 / 25 - 28, опубл. в Б.И., 1985, № 32 МКИ. G 01 N 19 / 04.) и содержит подвижную каретку, отслаивающий ролик, нагружатель и измеритель нагрузки. Данная модель принята за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство не позволяет имитировать процесс реально происходящий при переработке материала в процессе профилирования, что снижает значимость данных, полученных в результате испытания, при переносе их на реальную модель.
Сущность полезной модели заключается в следующем. При отработке технологии гнутых тонкостенных профилей с покрытием на профилегибочных машинах часто возникают дефекты типа отслоение покрытия, которые могут быть устранены за счет изменения величин контактных зон или усилий путем увеличения радиусов контакта или оптимальным распределением подгибающих усилий по переходам. Для определения величины контактных зон (радиусов) и подгибающих усилий необходимо знать величины предельных усилий для размера контактного участка, при котором происходит отслоение. Для этого вырезают образец исследуемого материала с покрытием и проводят его испытание. Для сокращения времени отработки технологии величину предельного значения усилия в зависимости от радиуса контакта целесообразно определять на месте отработки, вблизи профилегибочной маши 3/
ны. Аналогичная ситуация возникает и при отработке технологии на площадях заказчика. Известные модели, в том числе и прототип, не позволяют полностью моделировать процесс профилирования, при котором усилие сдвига создается или на слишком малом участке (царапающая игла) или на слишком большом участке (сдвигающий ролик), что вызывает трудности в корреляции этих данных с реальным процессом, где контакт происходит по радиусам величиной 2-5 мм.
Технический результат, который может быть получен в результате применения предлагаемой полезной модели, заключается в приближении испытательных данных к реальному процессу, сокращении времени исполнения работ и уменьщении трудоемкости.
Указанный технический результат при реализации полезной модели достигается тем, что с целью оценки возможностей процесса профилирования применяют устройство для испытания заготовок с покрытием на отслоение, включающее станину, состоящую из сварного каркаса с направляющими уголками, нажимные, упорные и измерительные элементы.
Особенность заключается в том, что нажимной элемент выполнен в виде подвижной пластины, несущей жестко укрепленную оправку с щарикоминдентором, и имеющей возможность перемещения вдоль направляющей под действием ходовой гайки, упорный элемент выполнен в виде пластины с прижимом для закрепления на ней испытуемого материала с покрытием, имеющей возможности перемещения вдоль направляющих планок, а измериJW / f
тельный элемент выполнен в виде шкалы часового типа по которой отмечают степень сжатия пружины.
Режимы, создаваемые на устройстве, совпадают с режимами, действующими в процессе профилирования. Для этого в качестве инденторов используются шарики с радиусами 2-5 мм, зафиксированные от прокручивания в оправках. При профилировании наибольшие контактные напряжения возникают при контакте з астков (инструмента и заготовки), один или оба из которых имеют радиусную форму. Как правило, отслоение покрытия происходит при контакте заготовки с радиусной зоной на инструменте. Характерными зонами контакта являются радиусы буртов на посадочных местах нижнего ролика и криволинейные части верхнего ролика, производящие капибровку зон сгиба профиля. Радиус буртов на посадочных местах роликов при изготовлении, как правило, задают равными 3 мм. Однако, в процессе контакта, который носит эллипсный вид, кривизна контакта может изменятся от 2 до 4 мм. При контакте с криволинейной частью верхнего ролика заготовка до захода в калибр в плавном переходе приобретает некоторый поперечный радиус, что способствует увеличению зоны контакта. Поскольку радиусы криволинейных частей ролика на первых переходах составляют 1-2 мм, то для испытательного устройства принимают их равными 2-4 мм. Все это позволяет говорить о сходности контактных зон между испытательным устройством и реапьным процессом профилирования, что увеличивает значимость данных полученных при испытании и позволяет без особых трудностей переносить данные полученные при испытании на реальный процесс.
Кроме TorOj особенность предлагаемого технического решения состоит в том, что портативность устройства позволяет переносить его к месту отработки технологии, тем самым обеспечивая сокращение времени отработки технологии, а простота его конструкции обеспечивает уменьшение трудозатрат на испытание, наличие быстросъемных оправок позволяет быстро заменить один шарик на другой. В качестве нагружателя может использоваться пружина с различным коэффициентом сжатия в зависимости от вида покрытия. Простота конструкции, СБОДяш;ая к минимуму операции юстировки, создает удобства проведения испытаний.
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существующим признакам заявляемой полезной модели. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию
новизна.
Дополнительный поиск показал, что заявляемая полезная модель не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, что характеризует предлагаемое техническое рещение как соответствующее условию изобретательский уровень.
Па фигуре представлено устройство для испытания заготовок с покрытием на отслоение.
Установка состоит из сварного каркаса 1, к которому крепится неподвижная пластина 2 с приваренными направляющими уголками 3 и направляющие планки 4. По направляющим уголкам 3 может пере.мещаться в вер5M -f f
тикальном направлении пластина 5, на которой закреплена оправка 6 с шаровым индентором 7. Прижим индентора к испытуемой заготовке с покрытием 8 обеспечивает пружина 9 по шпильке 10 гайкой 11. Величину слсатия пружины отмечают по индикаторной головке 12, которая связана с гайкой 11 посредством шайбы 13. Заготовка с покрытием крепится на подвижной пластине 14, которая имеет возможность перемещаться в горизонтальном направлении посредством рукоятки 15 по направляюш:им планкам 4.
В качестве материала всех элементов устройства (кроме пружин и инденторов) сталь 3 или сталь 10, материал шариков инденторов ШХ15.
Техническая характеристика устройства.
1.Ширина испытуемого образца, ммот 10 до 20
2.Длина испытуемого образца, ммне менее 160
3.Максимальное усилие, прикладываемое к индентору, Н1500
4.Максимальный ход нажимной гайки, мм35
5.Максимальный ход подвижной пластины70
6.Диаметры шариков инденторов, мм4, 6, 8, 10
7.Габаритные размеры, мм350x270x270
8.Масса, кг12
Эксперимент заключается в следующем: заготовку с испытываемым покрытием закрепляют на подвижной пластине 14. Вращая гайку 11, определяют положение, при котором шарик 7 коснется заготовки 8, отмечают нулевую точку отсчета по индикатору 12. Далее, вращая гайку 11 создают некоторое усилие со стороны шарика на заготовку и отмечают значение перемещения гайки по индикатору 12. Разница между данным и нулевым значением
будет величиной сжатия пружины, а учитывая жесткость пружины, определяют усилие прижатия шарика к заготовке. Вращая рукоятку 15 перемещают щарик по покрытию на некоторое расстояние. Далее, увеличивая степень сжатия пружины, определяют усилие сжатия и вновь перемещают шарик. По окончанию эксперимента определяют минимальное усилие сжатия пружины, при котором произошло отслоение покрытия.
Заявляемое устройство спроектировано, изготовлено и применяется на производственной базе ФГУП Ульяновский НИАТ при отработке технологии производства тонкостенных профилей (фотография устройства дана в приложении к описанию).
Таким образом, заявляемая полезная модель соответствует условию промышленная применимость.
Заявляемая полезная модель не оказывает вредных воздействий на окружающую среду.
М -/353