ЛР Матвед. Материаловедение

• Название: Материаловедение
• Дата: 28.04.2023
• Размер: 6.38 Mb.
• Имя файла: ЛР Матвед.docx
• Тип: Лабораторная работа; #1095595
• страница: 2 из 4

3 Экспериментальная часть

3.1 Схемы твердомеров.

3.1.1 Схема твердомера ТШ-2М и её описание.


Во втулке массивной чугунной станины смонтирован подъёмный винт 2, на котором устанавливаются сменные опорные столики 5 для укладки испытуемых образцов. Этот винт может подниматься и опускаться вращением маховика 1.

В головке прибора установлена пружина 9, опирающаяся на шпиндель 10, для приложения к образцу предварительной нагрузки в 100 кгс, чтобы предотвратить возможность смещения образца во время испытания.

Эта пружина прижимает втулку 8 к конусному седлу, а шпиндель 10 - к средней призме рычага 12. При поднятии образца к наконечнику втулка снимается с конуса и шпиндель без трения вдавливает шарик в испытуемую поверхность. Рычажная система с передаточным отношением 1:50, размещённая в верхней части станины, вдавливает наконечник 6 с шариком в образец.

Для призмы грузовых рычагов 12 и 15 второго рода, соединённых серьгой 13, предусмотрены самоустанавливающиеся опоры. К рычагу 15 подвешиваются сменные грузы 18, комбинируя которые можно воспроизвести нагрузки 187,5; 250; 500; 750; 1000 или 3000 кгс.

Приложение и снятие нагрузок осуществляется кривошипным механизмом, состоящим из кривошипа 19, шатуна 17 и вилки 16. Кривошип приводится во вращение от электродвигателя 21 через червячный двухступенчатый редуктор 20 с общим передаточным отношением 1:1600. Изменением направления вращения кривошипа после заданного промежутка времени и автоматическим выключением электродвигателя управляет электрическое реле с микровыключателем.

Продолжительность выдержки образца под нагрузкой устанавливается за счёт изменения угла поворота кривошипа до переключения на обратный ход. Время холостого поворота кривошипа с момента отрыва шатуна от рычага до встречи с ним при его обратном ходе равно продолжительности выдержки образца под нагрузкой, которое отмечается сигнальной электролампой 11, включаемой микропереключателем 14, расположенным на рычаге 15.

Продолжительность выдержки может устанавливаться по шкале 3 перед началом серии испытаний.

Наконечник на шпинделе защищён регулируемым упорным стальным чехлом 7, упрощающим и ускоряющим работу на приборе, так как при нём нет необходимости медленно подводить испытуемый образец к шарику.
3.1.2 Схема твердомера ТК-2М и её описание.



В конструкцию прибора (рисунок 2) входят следующие основные механизмы, смонтированные в чугунном, литом корпусе (1): грузовой рычаг (14), нагрузки и измерения глубины отпечатка индикатором (22), шток (17), с помощью которого прикладывают и снимают испытательную нагрузку.

Механизм подъема (2) со сменными столами (9) для установки испытуемого изделия. В приборе применен механизм нагружения рычажного типа с передаточным отношением 1:20, расположенный в верхней части корпуса(1). Пружина (13) создает предварительную нагрузку 10 кгс (100 Н). Ограничитель (12) позволяет прикладывать предварительную нагрузку без наблюдения за показаниями индикатора. Точную установку индикатора (10) на нуль производят барабаном (6), смонтированном в механизме подъема, и тросом (8). Весь процесс испытания осуществляется с помощью привода (3), работающего от двигателя типа АОЛ - 011 - 4. Привод состоит из одноступенчатого червячного редуктора и кулачка (5), профиль которого рассчитан на проведение испытания с циклом 5 с. Кулачок включается собачкой (18) и зубчатым колесом (19), работой которого управляет клавиша (4).

По окончании цикла испытания кулачковый блок автоматически отключается переключателем (20) только при длительных перерывах в работе прибора. Передача от привода к грузовому рычагу осуществляется штоком (17). Механизм подъема (2) состоит из винта, маховика (7), столов (9) и служит для подъема и опускания испытуемого изделия. Цикл испытания происходит следующим образом: нажимая на клавишу (4), освобождают собачку (18), которая входит в зацепление с зубчатым колесом кулачкового блока. Вращаясь, кулачковый блок через шток (17) отпускает грузовой рычаг, прикладывая тем самым испытательную нагрузку к наконечнику. При повороте кулачкового блока на 1 оборот шток возвращает грузовой рычаг в первоначальное положение, и снимают с наконечника приложенную нагрузку.
3.1.3 Схема твердомера 2137 ТУ и её описание.



1 - винт подъемный; 2 - втулка; 3 - болт; 4 - подшипник; 5 - упор; 6 - каретка; 7 - зеркало светоделительное; 8 - наконечник испытательный; 9 - шайба; 10 - винт; 11 - винт; 12 - рычаг; 13 - окуляр; 14 - гайка; 15 - шпиндель; 16 - гайка; 17 - противовес; 18 - головка; 19 - гайка; 20 - винт; 21 - рычаг; 22 - планка; 23 - груз; 24 - микропереключателе; 25 - планка; 26 - крышка; 27 - крышка; 28 - кронштейн; 29 - подвеска грузовая; 30 - заглушка; 31 - патрон; 32 - набор грузов; 33 - осветитель; 34 - винт; 35 - винт; 36 - штанга; 37 - тяга; 38 - втулка; 39 - демпфер; 41 - болт заземления; 42 - болт; 43 - тумблер СЕТЬ; 44 - лампа ВЫДЕРЖКА; 45 - корпус;: 46 - объектив; 47 - винт; 48 - кольцо; 49 - головка измерительная; 50 - винт; 51 - винт микрометрический; 52 - упор; 53 - стол; 54 - стакан; 55 - маховик; 56 - рукоятка; 57 - реле времени.

3.2 Методика выполнения работы.

3.2.1 Порядок работы на твердомере Бринелля.

1. Познакомиться с устройством прибора и методикой измерения на нем твердости.

2. Выбрать диаметр шарика, величину нагрузки и время выдержки.

3. Подготовить прибор к измерению твердости.

4. Подготовить образец к испытанию. Испытываемую поверх­ность зачистить шлифовальной бумагой.

5. Установить образец на испытательный стол так, чтобы центр от источника располагался от края образца на расстоянии не менее 2,5 d, а между двумя отпечатками не менее 4 d. Подвести образец к шарику до упора (полного сжатия пружины) с помощью маховика. Вращением по часовой стрелке гайки 9 опустить ограничитель, прижимая к образцу.

6. Нажать пусковую кнопку.

7. По окончании испытания (после того, как погаснет лампочка и остановится эл. двигатель) вращением маховика опустить стол и снять образец.

8. Повторить испытание еще раз.

9. Определить с помощью микроскопа диаметр отпечатка и определить число твердости НВ по таблице и по формуле.

10. Определить приблизительное значение предела прочности при растяжении.

11. По таблице определенное число перевести в твердость по Роквеллу.

12. Полученные данные занести в таблицу.
3.2.2 Порядок работы на твердомере Роквелла.

1. Выбрать шкалу прибора (А, В, С) в зависимости от пред­полагаемой твердости образца, вида индентора и нагрузки.

2. Подготовить образец к испытанию. При выборе места испы­тания необходимо следить, чтобы расстояние от центра отпечатка до края образца или до центра другого отпечатка было не менее 3 мм.

3. Установить образец на столе прибора и вращением маховика по часовой стрелке поднять его до соприкосновения с наконечником. Продолжать подъем стола до тех пор, пока малая стрелка индикатора не станет против нанесенной на циферблате красной точки, а большая стрелка не займет вертикальное положение. В этот момент, обеспечивается создание предварительной нагрузки Р₀ 10 кгс.

4. Вращением барабана повернуть циферблат индикатора до совмещения стрелки с 0 шкалы С или цифрой 30 шкалы В.

5. Нажатием клавиши включают привод механизма основного нагружения. Большая стрелка при этом вращается по часовой стрелке. После прекращения движения стрелки определяют число твердости по Роквеллу, т.е. цифру, на которую указывает на шкале циферблата большая стрелка. Если наконечником является шарик, отсчет делают по красной шкале, если конус - по черной.

6. Разгружают образец, для чего вращают маховик против часовой стрелки, при этом стол прибора с образцом опускается.

7. Производят испытание еще 2 раза и результат заносят в таблицу.

3.2.3 Порядок работы на твердомере Виккерса.

1. Подготовить образец к испытанию (шлифование, полирова­ние рабочей поверхности, обезжиривание, промывка, сушка).

2. Включить прибор в сеть переменного тока 220 В тумблером. При этом должна загореться лампа осветителя. Установить на грузовую подвеску набор испытательных грузов, соответствующий выбранной нагрузке (необходимая нагрузка получается последовательным изложением грузов).

3. Установить на испытательном столе испытуемое изделие и с помощью маховика подвести его до соприкосновения с упором. В зависимости от выбранной нагрузки установить нужное время выдержки. Отвести рукоятку вправо и вывести ее из зацепления. Штанги под действием пружины, рычага и грузов будут опускаться, а испытательный наконечник внедряться в испытуемое изделие. В момент отрыва подшипника кронштейна от планки загорится лампа и включится реле времени. По окон­чании заданной выдержки времени срабатывает световая сигнализация.

4. Рукоятку ввести в зацепление. Штанги и рычаг возвратятся в исходное положение. Измерить диагонали отпечатка в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для этого выполнить следующее.

С помощью маховика отрегулировать резкость проекции от­печатка на экране. Вращением левого микрометрического винта подвести ближайшее большое деление прозрачной шкалы до соприкосновения с левым углом проекции отпечатка. Вращением правого микрометрического винтаподвести ближайшее большое деление матовой шкалы до соприкосновения с правым углом проекции отпечатка. Отсчитать длину диагонали отпечатка. Число больших делений, заключенных между углами проекции отпечатка, дает число десятых долей миллиметра, число делений нониуса (вспомогательная шкала, при помощи которой отсчитывают доли делений основной шкалы измерительного прибора) матовой шкалы, заключенных между нулевыми делениями шкал, дает число сотых долей миллиметра, а число делений на барабане правого микрометрического винта, находящегося против риски, нанесенной на корпусе винта, дает число тысячных долей миллиметра. Например: число больших делений, заключенных между углами проекции отпечатка, равно 4; число делений нониуса, заключенных между нулевыми делениями шкал, равно 6, а на барабане правого микрометрического винта против риски стоит цифра 5, следовательно, диагональ отпечатка равна 0,465 мм.

5. Аналогично измерить длину второй диагонали отпечатка, повернув измерительную головку на угол 90°. Подсчитать среднее двух измерений и по таблице чисел твердости в соответствии с выбранной нагрузкой найти значение твердости испытуе­мого изделия.

Длину диагоналей можно измерить, подведя к углам проекции отпечатка малое деление, соответствующее половине большого деления, но в этом случае необходимо помнить, что каждое малое деление равно 0,05 мм в плоскости предмета.

6. По окончании работы тумблером отключить прибор от сети.
3.3 Обработка результатов