Устройство для определения модуля упругости и твёрдости

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ И ТВРДОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Рудницкий Валерий Аркадьевич Крень Александр Петрович Мозгалв Владимир Валерьевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для определения модуля упругости и твердости, включающее корпус, основной поворотный рычаг с прикрепленным на конце бойком с вмонтированным в нем постоянным магнитом, катушку индуктивности, соединенную с корпусом и охватывающую боек в его крайнем нижнем положении и блок обработки сигнала, отличающееся тем, что содержит дополнительный поворотный рычаг с прикрепленным на конце индентором, ось вращения которого совпадает с осью основного поворотного рычага и подпружинивающее устройство, одним концом контактирующее с дополнительным поворотным рычагом, а другим соединенное с корпусом устройства.(56) 1. Патент Великобретании 1485218, МПК 01 3/52. Способ определения твердости материалов и устройство для его осуществления, 1977. 2. А.с. СССР 1138696, МПК 01 3/48. Прибор для определения твердости материалов // Бюл.5. - 1985. 39552007.10.30 Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к измерению модуля упругости и твердости эластомерных материалов. Известно устройство для определения твердости металлических материалов и изделий 1. Устройство содержит индентор с вмонтированным постоянным магнитом, который разгоняется за счет действия сжатой пружины в направляющей втулке. Устройство снабжено катушкой индуктивности, соединенной с блоком обработки и блоком индикации. Недостатком устройства является невысокая точность измерения, а также то, что данное устройство не позволяет определить твердость относительно мягких эластомерных материалов. Прототипом изобретения является устройство 2, содержащее индентор (боек) с вмонтированным постоянным магнитом, закрепленным на конце поворотного рычага, катушку индуктивности, прикрепленную к корпусу, охватывающую постоянный магнит и электрически связанную с блоком обработки сигнала. Данный прибор имеет недостаток,заключающийся в значительной погрешности при измерении твердости и модуля упругости поверхностей, имеющих микронеровности, и при измерении сложенных в несколько слоев тонких изделий. Сущность настоящей полезной модели заключается в существенном повышении точности измерений, а также расширении области применения данного устройства путем увеличения номенклатуры испытываемых изделий из эластомерных материалов. Результат достигается за счет того, что устройство содержит корпус с прикрепленной к нему осью,одним концом к которой прикреплен основной поворотный рычаг, несущий на другом конце боек с вмонтированным в нем постоянным магнитом. Дополнительный поворотный рычаг с закрепленным на нем индентором оснащен подпружинивающим устройством и закреплен на одной оси с основным поворотным рычагом так, что траектории их движения совпадают. Крайнее верхнее положение поворотного рычага ограничено ограничителем. Индуктивная катушка, охватывающая при контакте бойка с испытуемым материалом постоянный магнит, неподвижно закреплена на корпусе устройства и соединена с блоком обработки сигнала. Использование дополнительного поворотного рычага позволит более точно фиксировать момент начала внедрения индентора. Кроме того, предударная деформация эластомерного материала, создаваемая дополнительным индентором, позволяет уменьшить влияние поверхностного слоя, свойства которого могут быть несколько отличны от внутренних свойств, и минимизировать влияние микронеровностей на испытуемых поверхностях. Все это позволяет с высокой точностью определять твердость и модуль упругости эластомерных материалов. На фигуре представлена схема устройства. Устройство для определения модуля упругости и твердости, включает корпус 1 с прикрепленной к нему осью 2, одним концом к которой прикреплен основной поворотный рычаг 3, несущий на другом конце боек 4 с вмонтированным в нем постоянным магнитом 5. Дополнительный поворотный рычаг 6 с закрепленным на нем индентором 7 оснащен подпружинивающим устройством 8 и закреплен на одной оси с основным поворотным рычагом 3 так, что траектории их движения совпадают. Крайнее верхнее положение поворотного рычага ограничено ограничителем 9. Индуктивная катушка 10, охватывающая при контакте бойка 4 с испытуемым материалом 11 постоянный магнит 5, неподвижно закреплена на корпусе 1 устройства и соединена с блоком обработки сигнала 12. Устройство работает следующим образом. Испытуемая поверхность изделия располагается в горизонтальной плоскости. В точку измерения устанавливается индентор 7, расположенный на конце дополнительного рычага 6 и автоматически прижимается подпружинивающим устройством 8, выполненным в виде пластинчатой пружины, одним концом контактирующей с дополнительным поворотным рычагом, а другим соединенное с корпусом устройства 1. Основной поворотный рычаг 3 с бойком 4 и вмонтированным в него постоянным магнитом 5 поднимается до упора 9 и от 2 39552007.10.30 пускается. Разгон бойка 4 осуществляется под действием силы тяжести, после чего происходит удар по индентору 7, который в свою очередь внедряется в испытуемую поверхность изделия 11. Во время удара в индуктивной катушке 10 наводится электрический сигнал,величина которого зависит от скорости перемещения постоянного магнита 5. Сигнал обрабатывается блоком обработки сигнала 12.Предлагаемое устройство позволяет с высокой точностью определять твердость и модуль упругости эластомерных материалов за счет четкого определения момента касания бойком индентора, отстраиваясь при этом от влияния свойств поверхностных слоев материала на измеряемые показатели. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3