УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УПРУГИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к испытательной технике для определения упругих свойств материалов с помощью измерения силы упругого отскока ударного бойка.
Прототипом заявляемой полезной модели является устройство для исследования материала методом упругого отскока по патенту на полезную модель №99176, МПК G01N 19/00, 10.11.2010, который содержит направляющую трубу и боек, с возможностью перемещения в ней, а регистрация отскока бойка производится при помощи кольца и пружинного механизма.
Основным недостатком прототипа является низкая точность определения упругих свойств материалов, обусловленная наличием непостоянного коэффициента трения, зависящего от положения бойка в направляющей трубе.
Кроме этого, недостатком известного устройства является сложность механической системы, требующей трудоемкого процесса изготовления и очистки запыленных поверхностей трения.
Задачей заявляемой полезной модели является создание установки, позволяющей повысить точность определения упругих свойств материалов, не сложной по конструкции, простой в изготовлении и техническом обслуживании.
Технический результат достигается тем, что в установку для определения упругих свойств материалов, содержащую первый боек и регистратор, соединенный с пьезоэлектрическим датчиком, согласно заявляемой полезной модели, введены передаточное устройство, второй боек и упругая пластина, при этом пьезоэлектрический датчик закреплен на упругой пластине, которая расположена напротив второго бойка, а передаточное устройство содержит ограничитель, первый и второй стержни, подшипник и храповой механизм, имеющий храповое колесо с валом и перекидную собачку, причем ограничитель установлен неподвижно и расположен между первым и вторым стержнями, перекидная собачка расположена на втором стержне, первый боек закреплен на конце первого стержня, жестко соединенного другим концом с валом храпового колеса, второй боек закреплен на конце второго стержня, расположенного другим концом при помощи подшипника на валу храпового колеса с возможностью поворота независимо от вращения вала, при этом общий вес первого бойка и первого стрежня больше общего веса второго бойка и второго стержня.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено предлагаемая установка для определения упругих свойств материалов, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 На чертежах позициями обозначены:
1 - стальной брусок;
2 - первый боек;
3 - регистратор;
4 - пьезоэлектрический датчик;
5 - второй боек;
6 - упругая пластина;
7 - ограничитель;
8 - первый стержень;
9 - второй стержень;
10 - подшипник;
11 - храповое колесо;
12 - вал храпового колеса;
13 - перекидная собачка;
14 - паяное соединение храпового колеса 11 с валом 12;
15 - паяное соединение первого стержня 8 с валом 12.
Пример конкретного выполнения.
Установка для определения упругих свойств материалов, например стального бруска 1, содержит первый боек 2 и регистратор 3, соединенный с пьезоэлектрическим датчиком 4.
Отличием предлагаемой установки является то, что в нее введены передаточное устройство, второй боек 5 и упругая пластина 6.
Пьезоэлектрический датчик 4 закреплен на упругой пластине 6.
Упругая пластина 6 расположена напротив второго бойка 5.
Передаточное устройство содержит ограничитель 7, первый 8 и второй 9 стержни, подшипник 10 и храповой механизм.
Храповой механизм имеет храповое колесо 11 с валом 12 и перекидную собачку 13.
Храповое колесо 11 жестко закреплено с валом 12 паяным соединением 14.
Ограничитель 7 установлен неподвижно и расположен между первым 8 и вторым 9 стержнями.
Перекидная собачка 13 расположена на втором стержне 9.
Первый боек 2 закреплен на конце первого стержня 8, жестко соединенного другим концом с валом 12 храпового колеса.
Первый стержень 8 жестко закреплен с валом 12 паяным соединением 15.
Второй боек 5 закреплен на конце второго стержня 9, расположенного другим концом при помощи подшипника 10 на валу 12 храпового колеса с возможностью поворота независимо от вращения вала 12.
Общий вес первого бойка 2 и первого стрежня 8 больше общего веса второго бойка 5 и второго стержня 9, т.е. система «первый боек 2 - первый стержень 8» тяжелее системы «второй боек 5 - второй стержень 9».
В исходном состоянии второй стержень 9 опирается на ограничитель 7.
Установка для определения упругих свойств материалов работает следующим образом.
В исходном состоянии второй стержень 9 опирается на ограничитель 7. Исследуемый материал (например, стальной брусок 1) располагается под первым бойком 2. Перекидную собачку 13 перекидывают в правую сторону и первый стержень 8 поднимают на заданный угол до ограничителя 7. Затем перекидную собачку 13 перекидывают в левую сторону и опускают первый стержень 8. Первый боек 2 под действием силы тяжести падает с определенной высоты на исследуемый брусок 1. Энергия отскока первого бойка 2 при помощи храпового механизма передается второму стержню 9 со вторым бойком 5, что вызывает его падение на упругую пластину 6. Колебания упругой пластины 6 принимаются пьезоэлектрическим датчиком 4. Регистрация принятого пьезоэлектрическим датчиком 4 сигнала производится регистратором 3. По величине амплитуды сигнала, принятого пьезоэлектрическим датчиком 4, судят об энергии отскока первого бойка 2.
Возможное гашение энергии падения первого бойка 2 на исследуемый брусок 1 за счет трения храпового колеса 11 и перекидной собачки 13 скомпенсировано длиной первого стержня 8 и массой системы «первый боек 2 - первый стержень 8».
В заявляемой полезной модели отсутствует случайная погрешность измерений, характеризуемая положением бойка в направляющей трубе устройства-прототипа.
Наличие открытых поверхностей трения существенно снижает трудоемкость их очистки.
Таким образом, использование полезной модели позволит повысить точность определения упругих свойств материалов. При этом предлагаемая установка имеет простую механическую систему, позволяющую упростить процессы изготовления и технического обслуживания.