Ударник для контроля качества веществ и материалов методом упругого отскока

Предложен ударник для контроля качества веществ и материалов методом упругого отскока, боек которого выполнен из твердого материала, обладающего твердостью HV 10÷1000 МПа и плотностью =0,5÷10 г/см³; внутри корпуса находится направляющая; боек изготовлен в виде шара, между шаром и корпусом расположен упругий элемент, упирающийся в шар со смещением относительно линии прямого центрального удара.

Полезная модель относится к испытательной технике для диагностики наличия в материалах полостей и дефектов с помощью упругого отскока при ударе бойком по испытуемому объекту.

Известно устройство, описанное в патенте на полезную модель 104316 «Устройство для определения полостей и дефектов в материалах», Бюл. 13 от 10.05.2011, выполненное из твердого, упругого материала с модулем упругости от Е=1·10⁴ МПа до Е=2·10 ⁵ МПа, изотропного и анизотропного, обладающее твердостью HV 10÷1000 МПа и плотностью =0,5÷10 г/см³. Поверхность устройства, взаимодействующего с соленоидом, покрыта ферромагнитным слоем h.

Наиболее близким к заявленной полезной модели является «Ударник для контроля качества материалов и веществ методом упругого отскока», уведомление о поступлении и регистрации заявки от 16.09.2011, входящий 057093, регистрационный 2011138260. Данное устройство содержит шар, ступеньку, контактирующую с шаром, упругий элемент и корпус, выполненный из ферромагнитного материала, если ударник разгоняется электромагнитным соленоидом.

Опыты со ступенькой, упирающейся в шар, показали, что шар хорошо вращается и без нее, если упругий элемент контактирует с шаром не по линии удара, а с некоторым смещением г относительно линии прямого центрального удара.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции ударника за счет уменьшения количества деталей, что влечет также и повышение надежности.

Поставленная задача решена за счет того, что виток упругого элемента упирается в ударный боек, выполненный в форме шара, не по центру, а со смещением, заставляя шар принудительно совершать поворот при отскоке.

Устройство состоит из корпуса ударника 1, упругого элемента 2, стального бойка 3, крышки 4 и направляющей 5. Принцип работы ударника заключается в следующем: при ударе бойка 3 по испытуемому объекту с некоторой силой F_уд, боек принудительно поворачивается за счет упругого элемента 2, виток которого упирается в боек с некоторым смещением от центра, который возвращает его в исходное положение и прижимает к крышке 4, диаметр отверстия которой несколько меньше диаметра бойка. Упругий элемент закрепляется на направляющей 5 и фиксирует положение бойка в отверстии крышки.

Повороты бойка происходят произвольно по всем направлениям и позволяют работать в контакте с испытуемым материалом всей поверхностью, тем самым долговечность контактной зоны увеличивается в несколько раз. За счет смещения витка упругого элемента от центра бойка ударника появляется момент от пары сил F_уд и F_пр на r, боек принудительно поворачивается и успевает совершить несколько отскоков при контакте с испытуемым объектом, т.е. происходит квазипластический удар. Это позволяет повысить информативность отскока в десятки раз, что напрямую влияет на точность измерений.

Задача полезной модели выполнена за счет уменьшения количества деталей - нет ступеньки как в ближайшем прототипе, что влечет также к повышению надежности конструкции ударника, испытывающего огромные динамические нагрузки.

Ударник для контроля качества веществ и материалов методом упругого отскока состоит из корпуса, упругого элемента, бойка, выполненного из твердого материала, обладающего твердостью HV 10÷1000 МПа и плотностью =0,5÷10 г/см³, крышки и направляющей, отличающийся тем, что в его конструкции отсутствует ступенька, что приводит к повышению надежности изделия, а упругий элемент упирается в шар со смещением r относительно линии прямого центрального удара; боек изготовлен в виде шара, между ним и корпусом расположен упругий элемент.