自动转塔式电子布氏硬度计主轴测量单元制造技术

本发明专利技术公开了一种自动转塔式电子布氏硬度计主轴测量单元，包括自动转塔机构、称重测力机构、主轴防转机构、精密光电测量系统和电控系统；上导向轴下端通过称重传感器与传力支座上部相连接；固装在传力支座下部的下导向轴的内腔中设有转塔，装有压头和两个光学镜头的转塔上端固装有与驱动转塔机构相连接的转塔齿轮，转塔下端装有光电开关和与设在下导向轴下端的转塔定位器相配合的转塔定位块；光电测微计与两个光学镜头组成精密光电测量系统。本发明专利技术使硬度计与精密光电测量系统一体化，实现了压头与光学镜头的精确位置转换、电子加力和压痕精确测量，能够承受较大的试验力，操作简单，便于实现自动化，减轻劳动强度，提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及布氏硬度计，更详细地讲是自动转塔式电子布氏硬度计主轴测 量单元。二
技术介绍
传统的布氏硬度计是将硬度计专用压头直接安装在硬度计的主轴上，传力 压轴通过过渡弹簧将试验力传递到主轴上；主轴本身虽然结构简单，但是需要 在硬度计的工作台手轮上增设限力装置，而实际操作更加麻烦。对试件进行一点的试验过程是(1)旋转工作台手轮，让试件通过压头将 主轴顶起，消除主轴轴向间隙。(2)当手轮与丝母发生相对转动后，按动试验 按钮开始施加试验力。(3)当保荷时间到达后，卸除试验力，在试件表面形成 了一个压痕。(4)反向旋转工作台手轮取走试件，通过光学测量装置测得压痕 直径，査表获得布氏硬度值， 一点试验结束。上述传统的布氏硬度计存在的问题是(1)主轴机构过于简单，不能安装 用于测量压痕直径的光学测量机构，造成硬度计与光学测量机构分置。(2)主 轴机构必须通过过渡弹簧与传力压轴相连，主轴轴向留有间隙，要求硬度计的 工作台手轮上必须设置限力机构，由此可见主轴虽然简单了，但要求配套却复 杂了。 (3)试验操作繁琐，劳动强度高，效率低。三
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种能够实现硬度计与精密光电测量系统一体化，能够实现压头与光学镜头之间的精确位置转换，以及能够完成电子加力和 压痕的精确测量并直接计算出布氏硬度值的自动转塔式电子布氏硬度计主轴测 量单元，本专利技术能够承受较大的试验力，实现了试验力的闭环控制，操作简单， 便于实现自动化，减轻了劳动强度，提高了工作效率。为了达到上述目的，本专利技术的技术解决方案是自动转塔式电子布氏硬度 计主轴测量单元，包括称重测力机构、自动转塔机构、主轴防转机构、精密光 电测量系统和电控系统；所述称重测力机构包括上导向轴、称重传感器、上导 向轴固定帽和传力支座以及设置在称重传感器上的消除称重传感器过零装置； 该上导向轴的下端与称重传感器的上端螺孔形成螺纹连接并由上导向轴固定帽 紧固，该称重传感器的下端与传力支座的上部形成固定连接；所述自动转塔机 构包括下导向轴、转塔、压头杆、压头、光电开关、转塔定位器、转塔定位块 和转塔齿轮以及转塔驱动机构；该下导向轴的上端与传力支座的下部形成固定 连接，该下导向轴的内腔中设有既能转动又能随同主轴上下移动的转塔；所述 下导向轴的内腔与下导向轴的导向外圆的中心是偏心的，其偏心距等于压头与 两个光学镜头组成的同一个圆周直径的一半；所述转塔上设有一个装有压头杆 的轴向内孔以及两个装有两个光学镜头的轴向内孔，上述压头杆与压头形成固 定连接；上述压头与两个光学镜头的旋转中心位于同一个圆周上，上述圆周的 中心与转塔的旋转中心是同心的；上述压头与一个光学镜头之间的夹角等于压 头与另一个光学镜头之间的夹角；该转塔的上端固装有与驱动转塔机构中的驱 动齿轮相啮合的转塔齿轮，该转塔的下端固装有光电开关以及与设置在下导向 轴下端的转塔定位器相配合的转塔定位块；所述精密光电测量系统包括上述两 个光学镜头以及设置在硬度计机架上的光电测微计。所述消除称重传感器过零装置包括称重传感器、上导向轴、过零弹簧传力 支座、螺钉、设置在称重传感器下端面上的传力板、过零弹簧和过零弹簧座； 该称重传感器上设有中心轴向通孔，在上述中心轴向通孔中设置带有环形外沿 的过零弹簧传力支座，在过零弹簧传力支座内设置有套装在螺钉上的过零弹簧 座和过零弹簧；上述螺钉的末端与上导向轴的下端形成螺纹连接。所述主轴防转机构中的主轴防转导向杆的内端与传力支座形成螺纹连接， 该主轴防转导向杆的外端装有轴承；当主轴上下移动时，上述轴承能够在硬度 计机架上设有的竖直导向槽中上下移动；上述设在硬度计机架上的竖直导向槽 的长度要大于压头的最大位移量。所述电控系统为设置在硬度计机架上的操控显示面板，该操控显示面板通 过导线与光电开关相连接。所述光电开关有两个，设置在光电开关板的周边，该光电开关板固装在转 塔下端，上述两个光电开关与转塔的旋转中心之间的夹角等于压头与任一个光 学镜头之间的夹角。所述转塔定位器包括设置在转塔定位器座上的螺孔中的定位力调整螺钉、 定位力调整弹簧和球端定位碰头；该定位力调整弹簧的一端套装在定位力调整 螺钉上，其另一端与球端定位碰头的内端面相接触；该球端定位碰头的外端呈 球面形状且能够从转塔定位器座上的螺孔中伸出；所述转塔定位块有三个且带 有V型缺口，上述三个转塔定位块位于同一圆周上，且相邻的两个转塔定位块 之间的夹角等于压头与任一个光学镜头之间的夹角；在弹簧力的作用下，球端 定位碰头的外端能够插入或者脱离转塔定位块上设有的V型缺口 。所述转塔齿轮的下端面与下导向轴的上端面之间设有套装在转塔外圆上的波型垫圈。所述转塔齿轮与驱动齿轮的啮合长度大于主轴最大位移量的3倍。所述上导向轴的顶端设置有呈倒扣盒形的试验力传力垫块；所述上导向轴 的外圆依次套装有上导向架和上导向套，该上导向架上沿圆周均布有多个通孔， 在上述多个通孔中设置有多个小钢球；所述下导向轴的外圆上依次套装有下导 向架和固装在硬度计机架上的下导向套；该下导向架上沿圆周均布有多个通孔， 并在上述多个通孔中设置有多个小钢球。所述上导向套的外圆上套装有主轴上安装座；所述上导向轴固定帽的外圆 套装有主轴托起板，该主轴托起板通过位于主轴托起板三角顶点上的三个螺栓 和套装在上述三个螺栓上的三个主轴复位弹簧而吊装在主轴上安装座上，该主 轴上安装座固装在硬度计机架上。本专利技术与已有技术相比，具有以下优点和积极效果(1)实现硬度计与精 密光电测量系统的一体化，实现压头与两个光学镜头之间的精确位置转换，能 够完成电子加力和压痕的精确测量。在试件上打完压痕后不必移走试件，就能 利用上述精密光电测量系统迅速完成压痕的精确测量，并直接计算出布氏硬度 值。(2)实现试验力的闭环控制，增加了试验级数；具有较高的刚性，能够承 受较大的试验力。(3)操作简单，装卸方便、省时，性能稳定可靠，便于实现 自动化，减轻了劳动强度，提高了工作效率，定位准确，测试精度高。四附图说明图1为本专利技术的主视剖面图 图2为图1中A处的局部放大图 图3为图1的K向视4为图1中B处的局部放大图 五具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细地说明。 图1—图4中1、传力支座；2、波型垫圈；3、下导向轴；4、转塔定位器; 5、转塔定位块；6、转塔；7、压头杆；8、压头；9、光学镜头；10、转塔齿轮; 11、光电开关板；12、下导向架；13、下导向套；14、硬度计机架；15、驱动 齿轮；16、转塔驱动机构；17、传力板；18、过零弹簧座；19、称重传感器； 20、主轴上安装座；21、过零弹簧；22、过零弹簧传力支座；23、主轴托起板； 24、上导向轴固定帽；25、上导向套；26、上导向轴；27、上导向架；28、试 验力传力垫块；29、主轴防转导向杆；30、主轴复位弹簧；31、轴承；32、操 控显示面板；33、光电测微计；34、定位力调整螺钉；35、定位力调整弹簧； 36、球端定位碰头；37、螺钉；38、光电开关；39、光学镜头；40、螺钉。由图1—图4可知，本专利技术自动转塔式电子布氏硬度计主轴测量单元由五部 分组成，分别是称重测力机构、自动转塔机构、主轴防转机构、精密光电测量系统和电控系统。上述自动转本文档来自技高网...

【技术保护点】
自动转塔式电子布氏硬度计主轴测量单元，其特征在于：　ａ、包括称重测力机构、自动转塔机构、主轴防转机构、精密光电测量系统和电控系统；　ｂ、所述称重测力机构包括上导向轴（２６）、称重传感器（１９）、上导向轴固定帽（２４）和传力支座以及设置在称重传感器上的消除称重传感器过零装置；该上导向轴（２６）的下端与称重传感器（１９）的上端螺孔形成螺纹连接并由上导向轴固定帽（２４）紧固，该称重传感器的下端与传力支座（１）的上部形成固定连接；　ｃ、所述自动转塔机构包括下导向轴（３）、转塔（６）、压头杆（７）、压头（８）、光电开关（３８）、转塔定位器（４）、转塔定位块（５）和转塔齿轮（１０）以及转塔驱动机构（１６）；该下导向轴的上端与传力支座（１）的下部形成固定连接，在下导向轴的内腔中设有既能转动又能随同主轴上下移动的转塔（６）；所述下导向轴上的内腔与下导向轴的导向外圆的中心是偏心的，其偏心距等于压头（８）与光学镜头（９）和光学镜头（３９）组成的同一个圆周直径的一半；所述转塔（６）上设有一个装有压头杆（７）的轴向内孔以及两个装有光学镜头（９）和光学镜头（３９）的轴向内孔，上述压头杆（７）与压头（８）形成固定连接；上述压头（８）与光学镜头（９）和光学镜头（３９）的旋转中心位于同一个圆周上，上述圆周的中心与转塔（６）的旋转中心是同心的；上述压头（８）与光学镜头（９）之间的夹角等于压头（８）与光学镜头（３９）之间的夹角；该转塔（６）的上端固装有与驱动转塔机构（１６）中的驱动齿轮（１５）相啮合的转塔齿轮（１０），该转塔（６）的下端固装有光电开关（３８）以及与设置在下导向轴（３）下端的转塔定位器（４）相配合的转塔定位块（５）；ｄ、所述精密光电测量系统包括光学镜头（９）和光学镜头（３９）以及设置在硬度计机架（１４）上的光电测微计（３３）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王敬涛，贾云朝，王英君，
申请(专利权)人：莱州华银试验仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]