[实用新型]残余应力测定用钻孔仪器

说明书

技术领域

本实用新型属于应力测定领域，涉及一种钻孔仪器。

背景技术

残余应力是在无论构件是否承受外部载荷的状态下仍以平衡状态存在于整个构件内部的应力，当构件内部的应力平衡被破坏时，构件会产生宏观的尺寸变化。在某些构件的制造过程中，可能产生不当的残余应力，从而降低构件的疲劳强度，产生应力腐蚀，失去尺寸精度，导致构件的变形、开裂，甚至可能造成灾难性的事故；另一方面，有时候也会有目的地对构件增添适当的并且分布合理的残余应力，提高构件的疲劳强度和抗应力腐蚀的能力，从而延长构件的使用寿命。因此，对构件进行残余应力的测量就具有非常重要的意义。

目前用于测定残余应力的方法有很多，总体上可分为无损检测法和有损检测法。盲孔法由于对构件的破坏度极小，不影响构件的正常使用，因此被认为是近无损检测法，在国外的残余应力测试中得到了广泛地应用。美国还出台了针对盲孔法的ASTM E837-08标准，该标准适用于高速钻孔装置测试残余应力。

然而，目前国内采用盲孔法测定残余应力的仪器普遍为低速钻孔装置，不仅不能适用ASTM E837-08标准，还具有以下缺点：

第一、在钻孔之前，钻孔装置的三脚架需要通过固体胶粘合在构件的表面，以防止钻孔装置在钻孔时发生振动，影响钻孔效果。但是由于固体胶是人工涂布的，厚度可能不均一，三脚架可能发生倾斜，从而影响对中；另外，在钻孔完毕后，需要强制将三脚架与构件的表面相分离，这可能影响构件表面形状，对构件表面的残余应力带来影响，引入人为误差。

第二、用于对中的放大镜的物镜和目镜的距离是固定的，在调焦时需要整体上下移动放大镜以调整物镜和应变花之间的距离，操作起来不方便。

第三、对中用的放大镜和钻机与三脚架的紧固各自采用不同的螺栓来拧紧固定，在将放大镜更换为钻机时，若用来紧固放大镜的螺栓的拧紧程度与用来紧固钻机的螺栓的拧紧程度不同，则在放大镜对中并更换钻机后，钻机的钻头可能偏离三脚架的中心轴线，这可能无法保证钻头的对中性，导致钻孔出现偏差，从而对残余应力的测定产生影响。

第四、目前用来钻孔的钻孔装置多为低速钻孔装置，一般不具有连续进给的功能，需要使用不同厚度的垫片提前设置钻削深度，对推进深度控制带来一定的限制，而且也会引入人为误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够快速安装测量、准确调节对中并且提供连续可靠的进给深度控制的残余应力测定用钻孔仪器。

为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

本实用新型提供一种残余应力测定用钻孔仪器，包括：底座以及设置在底座下方的电磁固定装置，该电磁固定装置具有多个贯穿底座的调位螺栓以及与调位螺栓一一对应连接且依靠通电后产生的磁性吸附在铁磁物体表面的电磁盘，调位螺栓贯穿底座的部分与底座通过螺纹连接，调位螺栓的螺杆自由端可转动地结合在所述电磁盘上。

上述底座外形为正三棱柱，调位螺栓有三个，三个调位螺栓分别设置在底座的三个角上。

上述残余应力测定用钻孔仪器还包括贯通底座的中央区域且与底座一体形成的支承套筒，支承套筒的中央通孔对准铁磁物体表面欲钻孔区域上预先贴好的应变花。

上述残余应力测定用钻孔仪器还包括与支承套筒一体形成的螺纹套筒以及与螺纹套筒的顶部螺纹连接的套筒紧固装置，该套筒紧固装置具有小孔径朝上的圆锥套筒和设置于圆锥套筒内部且具有弹性的锥形橡胶筒，锥形橡胶筒的底部连成一体，锥形橡胶筒的顶部分成可聚拢或散开的四部分，当圆锥套筒作接近底座的旋转运动时，锥形橡胶筒的顶部作聚拢动作，当圆锥套筒作远离底座的旋转运动时，锥形橡胶筒的顶部作散开动作。

上述残余应力测定用钻孔仪器还包括与套筒紧固装置的顶部可拆卸连接的定位对中装置，该定位对中装置包括镜筒以及与镜筒的中部螺纹连接的外套筒，镜筒贯穿锥形橡胶筒、螺纹套筒、圆锥套筒、支承套筒和底座并且对准应变花，外套筒的外径大于处于聚拢状态的锥形橡胶筒顶部的内径并且小于处于散开状态的锥形橡胶筒顶部的内径。

上述残余应力测定用钻孔仪器还包括与套筒紧固装置的顶部可拆卸连接的钻孔装置，该钻孔装置包括带有标尺刻度的钻机套筒、钻机以及用于推进钻机的钻头朝着应变花的钻孔点运动的钻头推进器，标尺刻度沿钻机套筒的长轴方向延伸。进一步地，标尺刻度的精度为1毫米。

上述残余应力测定用钻孔仪器还包括设置在底座上的照明装置，该照明装置的出射光对准应变花。

由于采用上述方案，本实用新型的有益效果是：