PL243318B1

PL243318B1 - Device for measuring microhardness inside the material

Info

Publication number: PL243318B1
Application number: PL441287A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Ciecieląg
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2023-07-31
Also published as: PL441287A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do pomiaru mikrotwardości wewnątrz materiału, posiadające napęd, wgłębnik. Charakteryzuje się ono tym, że składa się z wiertła (1), w którego od strony jego części chwytowej znajduje się nieprzelotowy otwór (1.1), który styka się prostopadle ze skierowanym do niego drugim otworem (1.2) biegnącym pomiędzy nim a zewnętrzną walcową powierzchnią wiertła (1). W nieprzelotowym otworze (1.1) znajduje się wał (2), z zazębieniem (2.1) rozmieszczonym na jego obwodzie, zazębione z zębami (3.1) na listwie zębatej (3) umieszczonej w drugim otworze (1.2) wiertła (1). Tudzież koniec listwy (3) od strony zewnętrznej powierzchni wiertła (1) posiada zaostrzony koniec (3.2). Wał (2), na swoim górnym końcu połączony jest poprzez urządzenie do pomiaru momentu obrotowego i kąta obrotu (4) z napędem w postaci silnika elektrycznego (5).The subject of the application is a device for measuring the microhardness inside the material, having a drive, an indenter. It is characterized by the fact that it consists of a drill (1) in which there is a blind hole (1.1) in its shank side, which perpendicularly contacts the second hole (1.2) directed to it and running between it and the outer cylindrical surface of the drill (1). In the blind hole (1.1) there is a shaft (2) with toothing (2.1) located on its circumference, meshing with the teeth (3.1) on the toothed bar (3) located in the second hole (1.2) of the drill (1). Also, the end of the bar (3) from the outer surface of the drill (1) has a pointed end (3.2). The shaft (2), at its upper end, is connected through a device for measuring torque and angle of rotation (4) with a drive in the form of an electric motor (5).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pomiaru mikrotwardości wewnątrz materiału.The subject of the invention is a device for measuring microhardness inside a material.

Z opisu wzoru użytkowego CN214096918U znane jest urządzenie do badania twardości materiału metalowego, które składa się ze stołu obiektywu, kolumny statywu przymocowanej pionowo do jednej strony stołu obiektywu oraz twardościomierza Shore'a przesuwającego się po kolumnie statywu, przy czym podstawa równoległa do stołu obiektywu jest zainstalowana na dole stołu obiektywu. Na stole obiektywu umieszczona jest płyta dociskowa służąca do mocowania badanego obiektu, a na podstawie umieszczony jest twardościomierz Shore'a. Na dwóch końcach podstawy są umieszczone zespoły przekładni do napędzania płyt zaciskowych w celu wyciągnięcia przedmiotu, który ma być wykrywany.From the description of the utility model CN214096918U, a device for testing the hardness of a metal material is known, which consists of an objective table, a tripod column fixed vertically to one side of the objective table, and a Shore hardness tester moving along the tripod column, the base parallel to the objective table being installed at the bottom of the lens table. On the objective table there is a pressure plate used to fix the tested object, and a Shore hardness tester is placed on the base. At the two ends of the base, gear assemblies are provided to drive the clamping plates to extract the object to be detected.

Z opisu wzoru użytkowego CN212083131U znany jest wielopunktowy tester twardości cząstek piasku perłowego, składający się z głównego korpusu do pomiaru twardości i głównego korpusu komputera. Korpus główny komputera jest połączony z korpusem głównym do pomiaru twardości poprzez linię danych. Górna powierzchnia dolnej płyty jest wyposażona w pionowy rowek ślizgowy i poprzeczny rowek ślizgowy ustawiony pionowo względem siebie. Wzdłużna płyta przesuwna jest zamontowana przesuwnie w wzdłużnym rowku przesuwnym poprzez wzdłużny pręt śrubowy. Poprzeczna płyta ślizgowa, pręt śruby poprzecznej jest suwliwie osadzony w poprzecznym rowku ślizgowym. Wyjściowe końce dwóch silników są odpowiednio połączone z zewnętrznym końcem podłużnego pręta śrubowego i poprzecznego pręta śrubowego. Zbiornik oleju połączony jest z siłownikiem hydraulicznym i jest zamontowany na podłużnej płycie ślizgowej. Wyjściowy koniec cylindra hydraulicznego skierowany w dół przechodzi przez wzdłużną płytę ślizgową. Główny korpus twardościomierza jest zainstalowany na wyjściowym końcu cylindra hydraulicznego. Arkusz nośnika cząstek jest zamontowany poziomo na poprzecznej płycie przesuwnej przez strukturę osadzającą. Koniec roboczy korpusu głównego do pomiaru twardości jest zwrócony w stronę powierzchni roboczej arkusza nośnika cząstek.From the description of utility model CN212083131U, a multi-point pearl sand particle hardness tester is known, consisting of a hardness measuring main body and a computer main body. The computer main body is connected with the hardness measuring main body through the data line. The upper surface of the lower plate is provided with a vertical sliding groove and a transverse sliding groove arranged vertically to each other. The longitudinal sliding plate is slidably mounted in the longitudinal sliding groove by a longitudinal screw rod. Transverse sliding plate, the rod of the transverse screw is slidably seated in the transverse sliding groove. The output ends of the two motors are respectively connected to the outer end of the elongated screw bar and the transverse screw bar. The oil tank is connected to the hydraulic cylinder and is mounted on a longitudinal slide plate. The downstream end of the hydraulic cylinder passes through the longitudinal slide plate. The main body of the hardness tester is installed at the output end of the hydraulic cylinder. The particle carrier sheet is mounted horizontally on the transverse slide plate by the embedding structure. The working end of the hardness measuring main body faces the working surface of the particle carrier sheet.

Problemem technicznym do rozwiązania jest potrzeba zbadania mikrotwardości wewnątrz materiału, która nie jest taka sama w warstwach wewnętrznych jak w warstwach zewnętrznych.The technical problem to be solved is the need to study the microhardness inside the material, which is not the same in the inner layers as in the outer layers.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pomiaru mikrotwardości wewnątrz materiału. Jego istotą jest to, że składa się z wiertła, w którego od strony jego części chwytowej znajduje się nieprzelotowy otwór, który styka się prostopadle ze skierowanym do niego drugim otworem biegnącym pomiędzy nim a zewnętrzną walcową powierzchnią wiertła. W nieprzelotowym otworze znajduje się wał, z zazębieniem rozmieszczonym na jego obwodzie, zazębione z zębami na listwie zębatej umieszczonej w drugim otworze wiertła. Koniec listwy od strony zewnętrznej powierzchni wiertła posiada zaostrzony koniec. Wał na swoim górnym końcu połączony jest poprzez urządzenie do pomiaru momentu obrotowego i kąta obrotu z napędem w postaci silnika elektrycznego.The subject of the invention is a device for measuring microhardness inside a material. Its essence is that it consists of a drill in which, from the side of its shank part, there is a blind hole, which is perpendicularly in contact with a second hole directed to it, running between it and the outer cylindrical surface of the drill. In the blind hole there is a shaft with toothing distributed around its circumference, meshing with the teeth on the toothed bar located in the second hole of the drill. The end of the bar from the outer surface of the drill has a pointed end. The shaft at its upper end is connected through a device for measuring torque and angle of rotation with a drive in the form of an electric motor.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest pomiar mikrotwardości wewnątrz materiału bezpośrednio po wywierceniu otworu.A beneficial effect of the application of the invention is the measurement of the microhardness inside the material immediately after drilling the hole.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiają:The subject of the invention in an embodiment is shown in the drawing, where the individual figures show:

fig. 1 - urządzenie z zakotwiczeniem w widoku perspektywicznym, w rozstrzeleniu, fig. 1.1 - szczegół A z fig. 1, fig. 2 - urządzenie z zakotwiczeniem w widoku perspektywicznym, fig. 3 - urządzenie z zakotwiczeniem w widoku z przodu, fig. 3.1 - przekrój wiertła wzdłuż linii B-B z fig. 3.Fig. 1 - Perspective exploded view of the anchorage device Fig. 1.1 - Detail A of Fig. 1 Fig. 2 - Perspective view of the anchorage device Fig. 3 - Front view of the anchorage device 3.1 - cross-section of the drill along the B-B line in Fig. 3.

Urządzenie do pomiaru mikrotwardości wewnątrz materiału w przykładzie wykonania składa się z wiertła 1, w którego od strony jego części chwytowej znajduje się nieprzelotowy otwór 1.1, który styka się prostopadle ze skierowanym do niego drugim otworem 1.2 biegnącym pomiędzy nim a zewnętrzną walcową powierzchnią wiertła 1. W nieprzelotowym otworze 1.1 znajduje się wał 2 z zazębieniem 2.1 rozmieszczonym na jego obwodzie, zazębione z zębami 3.1 na listwie zębatej 3 umieszczonej w drugim otworze 1.2 wiertła 1. Koniec listwy 3 od strony zewnętrznej powierzchni wiertła 1 posiada zaostrzony koniec 3.2. Wał 2 na swoim górnym końcu połączony jest poprzez urządzenie do pomiaru momentu obrotowego i kąta obrotu 4 z napędem w postaci silnika elektrycznego 5.The device for measuring the microhardness inside the material in the exemplary embodiment consists of a drill 1, in which there is a blind hole 1.1 in its shank side, which perpendicularly contacts the second hole 1.2 directed to it and running between it and the outer cylindrical surface of the drill 1. in the blind hole 1.1 there is a shaft 2 with toothing 2.1 located on its circumference, meshing with teeth 3.1 on the toothed bar 3 placed in the second hole 1.2 of the drill 1. The end of the bar 3 from the outer surface of the drill 1 has a pointed end 3.2. The shaft 2 at its upper end is connected through a device for measuring torque and angle of rotation 4 with a drive in the form of an electric motor 5.

Badanie mikrotwardości z wykorzystaniem urządzenia do pomiaru mikrotwardości wewnątrz materiału według wynalazku polega na tym, że po wywierceniu otworu za pomocą wiertła 1, obraca się znajdującym się w jego osi wałem 2, co skutkuje przemieszczaniem się listwy zębatej 3 zazębionej o zęby 2.1 wału w kierunku prostopadłym do osi wiertła 1. Ułożenie zazębienia 2.1 na obwodzie wału 2 na wysokości zazębienia 3.1 listwy zębatej umożliwia stopniowe wbicie listwy zębatej 3 w materiał. Siła wbijania się zaostrzonego końca 3.2 w postaci ostrosłupa o podstawie kwadratu jest obliczana na podstawie momentu obrotowego i kąta obrotu zmierzonego na urządzeniu 4 oraz znanego promienia wału 2 z zazębieniem 2.1. Dzięki obliczonej sile wbijania i kąta obrotu wału 2, który przekłada się na przesunięcie zaostrzonego końca 3.2 listwy 3 możliwe jest wyznaczenie mikrotwardości metodą Vickersa.Microhardness testing with the use of a device for measuring microhardness inside the material according to the invention consists in drilling a hole with a drill 1, rotating the shaft 2 located in its axis, which results in the toothed bar 3 meshing with the teeth 2.1 of the shaft in a perpendicular direction to the drill axis 1. The arrangement of the toothing 2.1 on the circumference of the shaft 2 at the height of the teething 3.1 of the toothed rack enables the toothed rack 3 to be gradually driven into the material. The driving force of the pointed pyramidal end 3.2 with a square base is calculated from the torque and angle of rotation measured on the device 4 and the known radius of the shaft 2 with the meshing 2.1. Thanks to the calculated driving force and the angle of rotation of the shaft 2, which translates into the displacement of the pointed end 3.2 of the strip 3, it is possible to determine the microhardness using the Vickers method.

Wykaz oznaczeń:List of markings:

1. Wiertło1. Drill

1.1. Otwór w osi wiertła1.1. Hole in the axis of the drill

1.2. Otwór prostopadły do osi wiertła1.2. Hole perpendicular to the axis of the drill

1.3. Kanał równoległy do otworu prostopadłego do osi wału1.3. Channel parallel to the hole perpendicular to the axis of the shaft

2. Wał2. Shaft

2.1. Zazębienie na obwodzie wału2.1. Gearing around the circumference of the shaft

3. Listwa zębata3. Rack

3.1. Zazębienie listwy3.1. Blade interlocking

3.2. Zaostrzony koniec3.2. Pointed end

4. Urządzenie do pomiaru momentu obrotowego4. Torque measuring device

5. Napęd obrotowy5. Rotary drive

Claims

1. A device for measuring the microhardness inside the material, having a drive, an indenter, characterized in that it consists of a drill (1) in which, from the side of its gripping part, there is a blind hole (1.1), which is perpendicularly in contact with the second hole directed to it (1.2) running between it and the outer cylindrical surface of the drill bit (1), while in the blind hole (1.1) there is a shaft (2) with meshing (2.1) located on its circumference, meshing with the teeth (3.1) on the toothed rack (3 ) placed in the second hole (1.2) of the drill (1), and the end of the bar (3) from the outer surface of the drill (1) has a sharpened end (3.2), and the shaft (2) at its upper end is connected by a measuring device torque and angle of rotation and angle of rotation (4) with a drive in the form of an electric motor (5).