устройство для исследования образцов в процессе их нагружения

Формула изобретения

Устройство для исследования образцов в процессе их нагружения, включающее корпус, размещенные на корпусе подвижный и неподвижный захваты для образца, нагружающее устройство и микроскоп, установленный на корпусе с помощью кронштейна и снабженный средствами для перемещения его в горизонтальной плоскости и по вертикали, и перпендикулярно растяжению образца, отличающееся тем, что средство для перемещения микроскопа в горизонтальной плоскости и по вертикали выполнено в виде платформы, снабженной механизмами перемещения, платформа жестко соединена с кронштейном крепления микроскопа с помощью стержня, причем платформа смонтирована на основании, жестко закрепленном на корпусе, с помощью цилиндрического бурта с возможностью совместного поворота платформы и кронштейна с микроскопом относительно основания при замене образца.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к испытательной технике и предназначено для измерения микродеформаций образцов, исследования микрокартины деформации и механизма образования микротрещин на стандартных образцах (макрообразцах) в широком диапазоне нагрузок.

Известно устройство для исследования образцов в процессе их нагружения, включающее корпус, размещенные на корпусе подвижный и неподвижный захваты для образца, нагружающее устройство и микроскоп, смонтированный с возможностью перемещения перпендикулярно растяжению образца (А.с. СССР №1120212, кл. G 01 N 3/08, 1984).

Недостатком устройства является возможность испытания и исследования образцов только малых размеров, т.к. растягивающее устройство образца размещается на столике микроскопа и имеет весьма малые, ограниченные размеры, а также недостатком данного устройства является ограниченный диапазон малых нагрузок.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для исследования образцов в процессе их нагружения, включающее корпус, размещенные на корпусе подвижный и неподвижный захваты для образца, нагружающее устройство и микроскоп, установленный на корпусе с помощью кронштейна и снабженный средствами для перемещения его в горизонтальной плоскости и по вертикали и перпендикулярно растяжению образца. (Лозинский М.Г. Тепловая микроскопия материалов. М.: Металлургия, 1976 г., стр. 164-165. Экспериментальные установки типа ИМАШ - прототип).

Указанное устройство позволяет проводить исследования микрообразцов в процессе их нагружения при испытании.

Недостатком известного устройства является возможность испытания и исследования образцов только малых размеров, ограниченный диапазон нагрузок и узкий диапазон перемещения микроскопа относительно поверхности образца, что не позволяет получать картину деформации макрообразцов в любой момент нагружения. Кроме того, устройство имеет сложную систему замены образцов, что вызывает необходимость корректировки положения тубуса микроскопа путем его горизонтального и вертикального перемещения после смены образца.

Задачей заявляемого изобретения является снижение трудоемкости и ускорение проведения исследования за счет исключения настройки микроскопа после замены образца.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для исследования образцов в процессе их нагружения, включающем корпус, размещенные на корпусе подвижный и неподвижный захваты для образца, нагружающее устройство и микроскоп, установленный на корпусе с помощью кронштейна и снабженный средствами для перемещения его в горизонтальной плоскости и по вертикали и перпендикулярно растяжению образца, - средство для перемещения микроскопа в горизонтальной плоскости и по вертикали выполнено в виде платформы, снабженной механизмами перемещения, платформа жестко соединена с кронштейном крепления микроскопа с помощью стержня, причем платформа смонтирована на основании, жестко закрепленном на корпусе, с помощью цилиндрического бурта с возможностью совместного поворота платформы и кронштейна с микроскопом относительно основания при замене образца.

Средство для перемещения микроскопа в горизонтальной плоскости и по вертикали выполнено в виде платформы, снабженной механизмами перемещения, платформа жестко соединена с кронштейном крепления микроскопа с помощью стержня, для обеспечения их совместного поворота вместе с микроскопом при замене образца и возврата микроскопа точно в исходное положение.

Платформа смонтирована на основании, жестко закрепленном на корпусе, с помощью цилиндрического бурта с возможностью совместного поворота платформы и кронштейна с микроскопом относительно основания при замене образца.

Таким образом, предлагаемые отличия обеспечивают достижение нового технического эффекта - возврат микроскопа точно в исходное положение после смены образца за счет совмещения средства поворота микроскопа со средством его перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскости.

На чертеже представлено предлагаемое устройство:

на фиг.1 - показано рабочее положение микроскопа;

на фиг.2 - положение микроскопа при замене образца;

на фиг.3 - расположение платформы на основании.

Устройство смонтировано на разрывной машине Р-5. Оно содержит рамный корпус 1, подвижный и неподвижный захваты 2 и 3 для испытуемого образца 4 и микроскоп 5, смонтированный на кронштейне 6, установленном на полом стержне 7. Полый стержень 7 жестко закреплен на поворотной платформе 8, смонтированной на основании 10 с помощью цилиндрического бурта 9, с возможностью совместного поворота платформы и кронштейна с микроскопом относительно основания при замене образца. Основание 10 жестко закреплено на корпусе 1 с помощью пластины 11. Платформа 8 снабжена механизмами перемещения 12 и 13 ее относительно основания в двух взаимно перпендикулярных направлениях, в частности для машины Р-5 в вертикальном и горизонтальном направлениях в вертикальной плоскости. Раскос 14 вместе с пластиной 11 образуют жесткий треугольник, обеспечивающий необходимую устойчивость микроскопа в горизонтальном направлении. Микроскоп 5 имеет рукоятки 15 и 16 механизмов грубой и тонкой настройки резкости объектива микроскопа, окуляр-микрометр 17 и фотоаппарат 18. На микроскопе 5 через центр тяжести устройства установлен металлический трос 19, перекинутый через систему блоков 20, 21, 22 и снабженный грузовой подвеской 23, для уравновешивания и исключения износа микрометрических пар 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

Поворотную платформу 8 с размещенным на ней микроскопом 5 поворачивают относительно основания 10 и производят установку или замену образца в захваты 2 и 3 разрывной машины. Затем поворотную платформу 8 с микроскопом 5 возвращают в рабочее положение и нагружают образец. Для получения полной картины деформации образца или, например, развития микротрещин в любой момент нагружения, микроскоп 5 перемещают относительно оси образца с помощью микрометрических винтов 12 и 13 платформы 8. При этом микроскоп 5, кронштейн 6 с полым стержнем 7 и платформой 8 с цилиндрическим буртом 9 перемещаются вместе относительно основания 10, корпуса 1 и образца 4. Объектив микроскопа 5 подводится к поверхности испытуемого образца 4 перпендикулярно его растяжению с помощью рукоятки 15 грубой настройки. Наведение на резкость производится с помощью рукоятки 16. Наблюдение за поверхностью образца в процессе его деформирования производится через окуляр-микрометр 17 и фиксируется фотоаппаратом 18.