[发明专利]组合式硬度测量仪有效
申请号: | 201410216926.4 | 申请日: | 2014-05-21 |
公开(公告)号: | CN105092399B | 公开(公告)日: | 2018-02-06 |
发明(设计)人: | 吴绍明;吴查理 | 申请(专利权)人: | 吴绍明;吴查理 |
主分类号: | G01N3/40 | 分类号: | G01N3/40 |
代理公司: | 北京华夏正合知识产权代理事务所(普通合伙)11017 | 代理人: | 韩登营 |
地址: | 美国加利*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 组合式 硬度 测量仪 | ||
技术领域
本发明涉及一种材料硬度检测装置,尤其涉及一种组合式硬度测量仪。
背景技术
众所周知,为了保证产品的质量,工厂和试验室都要对金属产品的硬度进行测试和分析,以控制产品的硬度使其适合产品的质量要求。为此NIST(National Institute of Standards and Technology)和ASTM(American Society for Testing and Materials)都规定了金属材料的硬度标准、硬度的载体的传递标准以及硬度测试的试验仪器标准。
以传统的洛氏硬度测量仪为例,它包括一个框架,在框架上装有压头和千分表,框架内装有砝码,通过杠杆将砝码的力传递给压头,该压头对被测工件进行压迫,然后千分表测量压痕的深度,求出被测工件的硬度。这种硬度测量仪仅能进行垂直测量,并且,在机械传递的过程,由于存在摩擦力不能准确地把力传递到压头,所以硬度计的精度较差。例如,洛氏测量仪要求150千克力,对实验室仪器来说,150千克力的称重太重了,因此设计者使用15千克力通过杠杆来为测量仪提供150千克力的称重。随着时间的推移,这些机械部件会发生摩擦和磨损,最终产生的力值将是不准确的。
压痕硬度测量仪是通过测量压头压入测量样品的深度或位移来确定被测样品的硬度。在现有的压痕硬度测量仪中都有可在实际位移和实测位移之间做相对移动的位移传递机械部件。如此,这些机械的相对移动导致在位移测量点和测量样品之间发生了摩擦和位移误差,由此导致硬度测量的重复性和准确性被破坏。
随着时间的推移,这些称重式硬度测量仪,由于它们的机械型不精密性导致现代的反馈控制闭环系统的使用,该系统包括一个作为测量手段的一部分的称重传感器以用于测量被施加于被测工件上的力的大小。
美国专利4435976描述了一种用称重传感器测量和调整施力大小的布氏硬度仪,该专利采用了一种反馈回路用于自动补偿诸如温度等因素对测量精度的影响。
另外一种例子是美国专利6142010,该专利介绍了一个用称重传感器测量施力的控制闭环系统在洛氏测量仪中的使用。
另外一个例子是美国专利6247356,该专利介绍了一个用称重传感器测量施力的控制闭环系统在显微硬度测量仪中的使用。
另外一个例子是美国专利8132447,该专利介绍了一种通用测量仪,采用一个框架上可以选择不同的测量装置进行硬度和力的测量。
以上的的硬度测量仪都是采用垂直测量结构,仅能用于试验室,不适合生产环境,对于形状复杂的工件无能为力。
另外一个例子是美国专利7066013,该专利介绍了一种便携式硬度测量仪。在实施这个专利时,由于传感器的分布位置不正确和手动驱动的方式,产生非线性的测量结果,并测量精度较差。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于,提供一种允许使用者利用多种类型的硬度试验来检测和得到高度精确的材料硬度的组合式硬度测量仪。这种硬度测量仪是一种适用于工厂车间使用的硬度测量仪。该测量仪可以放置在任何环境,任何位置,该测量仪可以在任何方向对各种形状的工件进行硬度测量,并且具有高的工作效率,降低测试成本。
本发明的另一目的是提供一种操作简便、高度精确的并能够自动进行测量操作的硬度测量仪。
本发明的另一目的是提供一种结构简单、造价低廉、维护方便的硬度测量仪。
为达到上述目的,本发明提出了一种组合式硬度测量仪,包括一测量主体和一组不同的框架,该测量主体具有一个空腔和一个定位槽,其中,定位槽用于安装用户根据被测工件所选择的相对应的框架;在所述空腔内收装有测头,该测头包括位移测量套、置于该位移测量套上方的测力传感器、位于该测力传感器上方的传动板,在测力传感器的端面上设有供传动销穿过的通孔,该传动销的一端与位移测量套接触,其另一端穿过通孔与传动板接触;在空腔内还收装有电机、与该电机连接的减速器、由该减速器减速并驱动安装在轴承座上的螺杆,该螺杆与测头连接并驱动其移动。
采用上述结构,由于组合式硬度测量仪包括一个硬度测量主体和多种框架部分,使用户可根据被测工件来选择对应的框架,并同硬度测量主体组装成特定的硬度测量仪,可以对形状复杂的被测工件进行硬度测量,提高了组合式硬度测量仪的适用范围,极大地满足了用户测试的要求。
优选的,测量主体的空腔与定位槽相互垂直,定位槽用于安装不同的框架,在空腔内固定有电机、与该电机连接的减速器、由该减速器减速并驱动的螺杆,由安装在测头后部的螺母将螺杆的旋转运动转换成直线运动。
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