172390. lajstromszámú szabadalom • Anyagvizsgáló berendezés
3 172390 4 mérési hibák kizárhatók és a vizsgálati folyamat sebessége megnövelhető. A kitűzött feladat megoldására a találmány szerint olyan anyagvizsgáló berendezést javasolunk, amelynél érintkezőrúd és előírt terheléssel összekapcsolt nyomótest a vizsgálandó anyagot terheli, és a találmány szerinti berendezést az jellemzi, hogy három nyomótestet tartalmaz, amelynek rúdjai az anyagvizsgálat során a nyomótestek terhelés hatására bekövetkező eltolódásának átlagolása céljából az egységes mechanikus átlagképző szerkezethez egyidejűleg három pontban csatiakoznak. Ez a műszaki megoldás lehetővé teszi az anyagvizsgálat teljesítményének növelését és ezzel egyidejűleg egyetlen egységes és három pontra átlagolt jellemző, például amely az anyag keménységére vonatkozik, megszerzését. A találmány egy kiviteli változatánál az anyagvizsgáló berendezést az jellemzi, hogy minden nyomótest 1-1 emelőrúdhoz van erősítve, amelynek súlypontja a stabil egyensúlyi helyzetbe esik, a terhek pedig olyan pontokban vannak az emelőrudakon felfüggesztve, amelyek éppen azon pontok alatt helyezkednek el, ahol a nyomótestek tengelyei a vizsgálandó anyagnak támaszkodnak. Ez a konstrukciós tökéletesítés lehetővé teszi, hogy a nyomótestek terhelése a berendezés alkatrészei közötti bármilyen súrlódás keletkezése nélkül jöjjön létre, és azt a veszélyt is kiküszöböli, hogy forgatónyomaték keletkezzen a terhelés felhelyezési pontjai, valamint a nyomótesteknek az anyaghoz támaszkodást pontjai között keletkező excentricitások következtében. A találmány egy további kiviteli változata szerint a találmáiy szerinti berendezést az jellemzi, hogy a terhek a nyomótestek emelőrúdjaira horgokon vannak felgüggesztve, amelyek olyan szögű kivágásokkal vannak ellátva, amelyhez hasonló kivágások az emelőrudakon is ki vannak képezve, és a kivágások egymásnak támaszkodó szárai működési helyzetben a nyomótest hossztengelyével egybeeső függőleges tengelyen fekszenek. Ez a tökéletesítés konstrukciós szempontból különösen alkalmas teherfelfüggesztést tesz lehetővé, például polimer anyagok keménységének mérésére tervezett berendezések esetében. A találmány szerinti berendezés az ismertektől ezenkívül azáltal is különbözik, hogy a lineáris eltolódásokat átlagoló említett mechanikus átiagképző szerkezet egyidejűleg és állandóan három pontban a nyomótestek rúdjaihoz támaszkodik és ezek a pontok egymástól 120°-kai eltolt sugarakon helyezkednek el, mégpedig a középponttól egyenlő távolságra a középponteltolódása pedig a nyomótestek eltolódásai számtani középértékével egyenlő. A mechanikus átiagképző szerkezet ilyen konstrukciós kialakítása közvetlenül lehetővé teszi a három nyomótest eltolódásai számtani középértékének képzését. Ez az állítás a kutatás és kísérletezési munkát során beigazolódott. Egy újabb kiviteli alaknál a találmány szerinti berendezést az jellemzi, hogy a mechanikus átlagképző szerkezetben lapos háromágú emelőt tartalmazó lineáris átalakító van, amelynek végein szférikus (gömbi) foglalatok vannak kiképezve, és ezekbe a nyomótestek szabad végei vannak elhelyezve az emelő középpontja pedig a lineáris eltolódást mérő indikátor szárává áll összeköttetésben. 2 A mechanikus átiagképző szerkezetnek háromágú emelő formájában történő megvalósítása, mint azt kimutattuk, különösen egyszerű és kényelmes műszaki megoldást képvisel, mivel lehetővé teszi az emelő kis súlyú és kis méretű kivitelezését. A találmányt a továbbiakban a rajz alapján ismertetjük részletesebben, amelyen a polimer anyagok keménységének mérésére alkalmas berendezés néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti keménységmérő berendezés, amely három nyomótesttel rendelkezik és ezek mechanikus lineáris átiagképző szerkezet révén együttműködnek, a 2. ábra az 1. ábra II-II vonala mentén vett metszet, a 3. ábra az 1. ábra III-III vonala mentén vett metszet, a 4. ábra a 3. ábra IV-IV vonala mentén vett metszet, az 5. ábra a találmány szerinti keménységmérő berendezés egy kiviteli alakjának vázlata, amelyben a terhelés tökéletesített rendszerrel van a nyomótesthez függesztve, és a 6. ábra az 5. ábrán feltüntetett berendezés függesztőegységének távlati képe. A keménységmérő berendezés három 1 nyomótestet tartalmaz (1. és 2. ábrák), amelyek függőleges hossztengellyel rendelkeznek és egyenlőoldalú háromszög csúcspontjaiban helyezkednek el, alsó részük pedig gömbben végződik. A gömb feladata, hogy terhelés hatására a vizsgálandó próbatestbe hatoljon. A nyomótestek lineáris elmozdulásait háromágú csillag alakjában kiképzett lineáris 2 átalakító érzékeli amely az 1 nyomótesteket egymással összeköti és ezek elmozdulásait átlagolja. Ez az átlag képezi a benyomódási eltolódások együttesen mért értékét. A különálló gömbcsuklók az 1 nyomótesttel összekötött 3 gömbcsapból, a 2 átalakítóval összekötött 4 csészéből és egy szférikus belső felületből állnak, amelynek sugarát úgy választottuk meg (4. ábra), hogy a 3 gömbcsap és a 4 csésze érintkezési pontja a 2 átalakító tetszőleges helyzetében az 1 nyomótest függőleges a-a tengelyébe essen, miáltal az 1 nyomótest rugóval terhelt szárára ható terhelés az 1 nyomótestre szigorúan függőleges irányban fog hatni és ez csökkenti annak vezetési súrlódását. A csuklók feladata a 2 átalakító és az 1 nyomótestek mozgó összekötése. A csukló nyugalmi súrlódását az ábrán az egyszerűség kedvéért nem feltüntetett rezgető eszközzel küszöböltük ki. A 2 átalakító lapjainak középponti eltolódását 5 mérőórával mérjük, amelynek rugósán előfeszített 5’ szára a 2 átalakítónak támaszkodik. Az 1 nyomótesttel koncentrikusan elhelyezett hengeres 6 terhek súlya polimer anyagok keménységének mérésekor az 1 nyomótestdere hat. Egy 9 kézikerék elforgatásakor a 8 oszlopon egy 7 szán elmozdul. A 6 terhek egészen a mérés pillanatáig a 7 szán vízszintes felületére támaszkodnak. A 8 oszlopok 10 lapra vannak rögzítve és ezen nyert elhelyezést az 1 nyomótestek függőleges helyzetének ellenőrzésére használt 11 helyzetjelző is. A vizsgálandó 12 próbatestet 10 lapra helyezik, és a 12 próbatestet rugóval feszített 13 szorítólap segítségével a 10 laphoz nyomjuk. A berendezés működése a következő: A 7 szán süllyesztéseken: a 12próbatestet a 13 szorítólap a 10 laphoz nyomja. A 7 szán további süllyesztésekor mindhárom 1 nyomótest a 12 próbatesthez ér, és a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
