СКЛЕРОМЕТР

Полезная модель относится к измерительной и исследовательской технике и может быть использована при определении трибологических характеристик материалов методом царапания, в частности, изучения характеристик износостойкости сталей из которых изготовлены быстроизнашивающиеся детали насосно-компрессорного оборудования газопромыслового оборудования.
Известен склерометр включающий корпус, размещенный в его верхней части столик для крепления образца, установленный в корпусе на оси двухплечий маятник с идентором, пусковой, стопорный и измерительный узлы (свидетельство на полезную модель РФ №28550, опубликовано 27.03.2003).
Недостатками известного склерометра является невозможность проведения нескольких испытаний на одном образце, возможность смещения образца с предметным столиком при царапании индентором образца, вследствие чего получение с большой погрешностью достоверного результата измерения.
Известна наиболее близка к заявляемой конструкция маятникового склерометра, в верхней части корпуса которого размещен предметный столик для образца. Маятник установлен в корпусе на оси. На верхнем конце штока маятника закреплен индентор. Имеется фиксатор положения образца, пусковой и стопорный узлы. Склерометр снабжен узлом перемещения образца к индентору и измерителем перемещения образца. Измеритель выполнен в виде установленной с возможностью перемещения на нижней торцовой поверхности предметного столика подпружиненной пластины, связанной с индикатором перемещения (патент РФ №2141106, опубликовано 10.11.1999).
Недостатком данного склерометра также является: невозможность проведения нескольких испытаний на одном образце, возможность смещения образца с предметным столиком при царапании индентором образца, вследствие чего получение с большой погрешностью достоверного результата измерения.
Задача предлагаемой полезной модели состоит в изменении конструкции предметного столика, которое исключит любое перемещение образца при царапании его индентором, и в изменении конструкции вала, допускающем возможность нескольких измерений на одном испытательном образце, что позволит собрать больший массив данных при склерометрическом исследовании одного образца.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства, позволяющих с большей точностью осуществлять построение необходимых диаграмм и графиков механических свойств образца.
Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что склерометр, включающий маятник с индентором, вал маятника, пусковой и стопорный узлы, предметный столик для крепления испытываемого образца и измеритель перемещения образца, согласно полезной модели, предметный столик снабжен подпружиненным стопорным шариком и микрометрическим винтом, а на вале маятника, имеющем продольно-осевое отверстие, установлена втулка маятника с возможностью перемещения вдоль оси вала маятника с заданным шагом, задаваемым микрометрическим винтом, при этом стопорный узел фиксирует начальное положение маятника под заданными углами.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена конструкция склерометра, на фиг. 2 - предметный столик, на фиг. 3 - вал склерометра.
На станине 1, установлен корпус 2 склерометра, на который крепятся бугели 3, в которые устанавливается втулка 4 с валом маятника 5. С одной стороны вала маятника 5 смонтирован толкатель 6. К втулке 4 вала маятника 5 через упругий элемент 7 прикреплен маятник 8 взаимодействующий с пуско-стопорящим устройством 9, который фиксирует начальное положение маятника 8 под заданными углами, например, 30°, 45° и 60°. С обратной стороны от маятника 8 на втулке 4 смонтирован индентор 10. Сверху на корпусе 2 установлен предметный столик 11, в который вставляется испытываемый образец 12 (фиг. 2). В предметном столике 11 испытываемый образец 12 закрепляется с помощью стопорного шарика 13, подпружиненного пружиной 14. Испытываемый образец 12 опирается на головку толкателя образца 15 (фиг. 2). Измерение сдвига образца 12 на глубину царапанья осуществляется с помощью микрометрического индикатора 16 (фиг. 2), путем взаимодействия микрометрического индикатора 16 с головкой толкателя образца 15 перемещающегося в закрепленной скобе 17 (рис. 2) на предметном столике 11. Величина сдвига образца измеряется с помощью индикатора 16, закрепленного на стойке 18 (фиг. 2). Жесткое фиксирование образца 12 перед непосредственным царапаньем осуществляют стопорным винтом 19 (фиг. 2). Царапина на образце 12 образуется вследствие скользящего движения наконечника индентора 10. Осевое перемещение маятника 8 вдоль вала маятника 5 производится с помощью толкателя 6, снабженного микрометрическим винтом. На упругом элементе 7 установлены два тензорезистора (не показано), которые регистрируют деформации упругого элемента 7, возникающие при взаимодействии индентора 10 с испытуемым образцом 12. Запуск движения маятника 8 производится с помощью пуско-стопорящего устройства 9, с помощью которого фиксируют начальное положение маятника 8, определяемого первоначально заданным углом относительно испытуемого образца 12. В вале 5 (фиг. 3) склерометра фрезеруется отверстие, позволяющее перемещать втулку 4 с индентором 10 вдоль оси вала маятника 5. Это перемещение с заданным шагом осуществляет толкатель 6. Толкатель 6 фиксирует индентор 10 после каждого перемещения для нанесения ряда последовательных царапин на одном образце 12.
Работа склерометра осуществляется следующим образом:
Образец 12 вставляется в предметный столик 11, установленный на корпусе 2. Испытываемый образец 12 (фиг. 2) в предметном столике 11 (фиг. 2) закрепляется с помощью стопорного шарика 13 (фиг. 2), подпружиненного пружиной 14 (фиг. 2). Они исключают поперечное смещение образца 12, но допускают его продольное перемещение, которое производится с помощью толкателя образца 15 (фиг. 2) на заданное контролируемое расстояние. Измерение сдвига образца 12 на глубину царапанья осуществляется с помощью микрометрического индикатора 16, опирающегося на головку толкателя образца 15, перемещающегося в закрепленной скобе 17 на предметном столике 11. Величина сдвига образца измеряется с помощью индикатора 16, закрепленного на стойке 18. Жесткое фиксирование образца 12 перед непосредственным царапаньем осуществляют стопорным винтом 19. Царапина на образце 12 образуется вследствие скользящего движения наконечника индентора 10, установленного на втулке 4 вала маятника 5. Для проведения нескольких испытаний на одном образце, осуществляют осевое перемещение маятника 8 вдоль вала маятника 5 с помощью толкателя 6, снабженного микрометрическим винтом. Запуск движения маятника производится с помощью пуско-стопорящего устройства 9, с помощью которого фиксируют начальное положение маятника 8, определяемого первоначально заданным углом относительно испытуемого образца 12. Маятник 8 оснащен упругим элементом 7, на котором установлены два тензорезистора, которые регистрируют деформации упругого элемента 7, возникающие при взаимодействии индентора 10 с испытуемым образцом 12. Сигнал тензорезисторов усиливается с помощью усилителя и преобразуется АЦП в цифровой код, который обрабатывается с помощью соответствующего программного обеспечения в ЭВМ.
Заявляемое техническое решение позволяет исключить перемещение образца при царапании его индентором, допускает возможность проведения нескольких измерений на одном испытательном образце.
Конструктивные особенности заявляемого склерометра позволяют собрать большой массив данных при склерометрическом исследовании всего одного образца, и, следовательно, построить с большей точностью необходимые диаграммы и графики механических свойств образца.