本实用新型专利技术涉及材料硬度检测仪器，具体地说是一种便携式数显硬度测量装置，主要包括由手轮、旋转编码器、测微螺纹副组成的加力与压痕深度测量装置，还包括支承座、测力装置、压头、电子电路板和显示器；支承座上有旋转编码器，孔内有测微螺母，正面有数字显示器，侧面有电子电路板；测微螺母内有测微螺杆，旋转编码器的转动轴与测微螺杆连接，并随测微螺杆转动，测微螺杆上端连接手轮，下端连接测力装置；测力装置下端连接压头；手轮、测微螺杆、测力装置和压头相连接并同轴，可随手轮的转动做轴向移动。本实用新型专利技术结构简单，读数方便，易于操作，精度高，可以通过一个固定装置固定到金属零件上，用于在现场快速检测大型零件硬度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及材料硬度检测仪器，具体地说是一种便携式数显硬度测量装置。
技术介绍
目前大多数常规硬度计都是采用静态加力然后测量压痕的原理。其中洛氏硬度计是测量压痕深度，直接显示硬度值；布氏硬度计是测量压痕直径，查表或计算出硬度值；维氏硬度计是测量压痕对角线长度，查表或计算出硬度值。这些硬度计一般都是台式机，只能在实验室里使用，只能测试中小型零件，对于生产现场大量存在的大型零件，需要制作样品或取样后拿到实验室检测硬度；因此，这些硬度计工作效率较低，并且不能在生产现场实时监控零件硬度。对于那些不允许取样，必须测试工件本体硬度的情况，特别是在要求测试锅炉、压力容器、压力管道等关键构件焊缝硬度的场合，目前普遍采用的是快速、方便，但是精度不高、可靠性较差的里氏硬度计，里氏硬度计检测后要经过换算得到洛氏、布氏或维氏硬 度值；由于其采用的是动态加力的弹跳式试验方法，与布氏、洛氏、维氏硬度的试验原理完全不同，因此，换算后的硬度值误差较大。工厂现场迫切需要一种可以直接采用洛氏、布氏、维氏试验原理进行硬度测试的便携式数显仪器，这种仪器应该具有轻便、操作简单、读数方便、效率高、精度高的特点，最好是智能化、可自动校正零点、自动校正测量值的。于1951年3月6日公开的、公开号为US2，544，205的美国专利中描述了一种便携式洛氏硬度计，这种硬度计由手轮、测微螺母、测微螺杆、鼓轮、U型弹性体、力值指示表、压头和手柄组成。它依靠手轮施加试验力，利用测微螺母和测微螺杆配合鼓轮实现压痕深度测量，利用一个U型弹性体配合力值指示表实现试验力的测量，在鼓轮上读出硬度值。于1949年4月5日公开的、公开号为US2，466，567的美国专利、于1968年6月25日公开的、公开号为US3，389，597的美国专利以及于1948年9月7日公开的、公开号为US2, 448，645的美国专利中分别描述了相似原理的便携式洛氏硬度计。上述专利主要用于测量中小型零件，尽管US3，389，597的附图4描述的链式硬度计可以测试钢管、轴类等大型圆柱状零件，但是操作十分不便，通常需要两个人配合操作，一人扶持仪器，一人负责挂链条。在读数方面，都是通过一个带有读数线的透明放大镜读取鼓轮上的硬度刻度，每一个洛氏硬度单位对应的刻度线代表了 2 iim的压痕深度增量值。由于放大镜与鼓轮间有一定距离，造成操作者因视角不同可能会读到不同硬度数值。上述仪器都存在操作不便、效率低、读数时易产生误差、不能或不便测试大型工件的问题。于2009年10月I日公告的、公告号为CN201322709Y、申请号为200820231921. 9的中国技术专利描述了一种便携式硬度计。该技术专利利用两个磁力吸盘将硬度计固定在试样表面，硬度计有一个由测微螺母、测微螺杆和读数鼓轮组成的压痕深度测量装置，利用U型弹性架和指示表指示试验力的大小，硬度值在读数鼓轮上读出。该技术专利在硬度指示系统上采用了固定的刻线指示筒和旋转读数刻线鼓轮配合的结构，这种类似千分尺的鼓轮读数结构与前述美国专利相比，提高了压痕深度测量精度和硬度值的读数精度，减小了人为的读数误差，但是该技术专利仍有如下缺点a.操作较繁琐，效率低。其全部测试步骤包括吸住工件一力值表刻度对零一力口初试验力一读数鼓轮对零一加总试验力一保持试验力一试验力卸载至初试验力一读取鼓轮上的硬度值一卸除全部试验力。b.读数仍然不便，读数精度低，存在人为的读数误差。需要小心操作鼓轮并在鼓轮上仔细读出鼓轮刻度所代表的硬度值。c.位移测量和力值测量分辨率低，精度低，存在人为的读数误差。d.力值不能校正。仪器使用中，一旦U型弹性体发生微小塑性变形或力值指示表受到冲击，力值读数就会发生偏差，由此会造成测量误差，这种情况下，只能返厂校正力值表，不能由用户对仪器进行校正。e.测试布氏硬度效率低，有人为读数误差。仪器只能在试样上压出一个压痕，然后 用读数显微镜读出压痕直径，再查表得到布氏硬度值，完成一次测试需要几分钟时间。于2004年12月22日公开的、公开号为CN1556387A、申请号为200410012621. 8的中国技术专利描述了一种便携式数显磁力硬度计，该技术专利采用了箱体结构，主要部件都在一个箱体内；它采用蜗轮蜗杆结构施加试验力；在加力主轴上安装了位移传感器用于测量压痕深度；采用了三个力传感器，以三个力传感器的输出之和代表试验力；电子电路和计算机系统接收传感器信号后，计算出硬度值并显示出来。该技术专利也存在如下缺点a.结构复杂，较笨重，不易携带。b.操作不便，缺乏实用性。该技术专利所涉及的仪器，每次测试都需要松开两侧的锁紧手轮，将箱式机架落下，然后锁紧手轮，测试时需要双手操作两侧的手轮加力，测试完成后需要再一次松开锁紧手轮，托起机架，再分别用两侧的锁紧手轮将机架固定好，这种繁琐的工作方式很难被操作者接受。c.采用了三个力传感器，成本较高。d.关于布氏硬度及维氏硬度检测，缺乏具体的技术方案。事实上检测布氏硬度及维氏硬度，对仪器要求更高，不仅对力的测量精度要求较高，对于压痕深度的测量，也要求具有更高的分辨率、测量精度以及重复精度。一般常用的位移传感器都难于达到相应要求。中国标准GB/T24523-2009规定了一种先进的布氏硬度试验方法一金属材料快速压痕(布氏)硬度试验方法，这就是布氏硬度检测的测深法，维氏硬度检测也可以用同样方法，其原理是对一定直径的硬质合金球施加一定的试验力(包括初始试验力和工作试验力)，将其压入试样表面，经规定的保持时间后，卸载工作试验力，测量在初始试验力下加、卸载工作试验力前后压头位置差值(深度值)。利用多个标准布氏硬度块，测量相应的深度值，将布氏硬度值与深度值相对应，获得在一定的试验条件下压痕深度与布氏硬度的关系曲线。在进行硬度测量时，将硬度计所测量到的深度值对应压痕深度与布氏硬度关系曲线，就可以得到这种材料的布氏硬度值。与传统布氏硬度试验方法相比，这种方法是一个重要的技术进步。它可以实现布氏硬度的快速检测，直接读数，可淘汰沿用百年的光学显微镜，无人为读数误差，可以解决生产中大量存在的批量产品布氏硬度现场快速检测难题，甚至可以实现在生产车间对批量产品进行在线硬度自动检测。测深法布氏硬度及维氏硬度检测是一门新技术，只出现在国外的部分台式机上，迄今没有发现在便携式硬度计上采用。其主要技术难点是，便携式硬度计要求结构简单、轻便、仪器体积小、内部空间有限，安装普通的高精度位移传感器有困难。此外，高精度位移传感器用于便携式硬度计也缺乏经济性。按照相关标准的规定，布氏硬度测量范围是8 650HBW，便携式布氏硬度计常用标尺是2. 5mm球，187. 5kg力，对于硬度值650HBW的试样，最小压痕深度只有0. 0365mm。便携式维氏硬度计的最大价值在于精确测试模具、轴类等大型工件上的渗氮层硬度，在现有技术中对大型工件本体上渗氮层硬度的精确检测是一个难题，其原因在于渗氮层薄且硬，其厚度只有0. I 0. 4mm,硬度可超过1000HV5,不可以用大的试验力，对于硬度为1000HV的渗氮层，采用5kg试验力，压痕深度只有0.0143mm。加之测深法测量的是压痕深度差值，这一数值要更小。如何能在便携式硬度计上实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种便携式数显硬度测量装置，包括支承座、测力装置、压头、电子电路板、数字显示器及加力与压痕深度测量装置，其特征在于所述加力与压痕深度测量装置包括手轮(11)、旋转编码器(9)及由测微螺母(18)和测微螺杆(17)组成的测微螺纹副，其中测微螺母(18)安装在所述支承座(8)内，所述测微螺杆(17)与测微螺母(18)螺纹连接，测微螺杆(17)的一端与所述手轮(11)连接，另一端与所述测力装置相连；所述旋转编码器(9)安装在支承座(8)上，旋转编码器转动轴(10)与所述测微螺杆(17)同步转动；所述压头(I)安装在测力装置上，与测力装置、测微螺杆(17) —起通过手轮(11)的转动沿轴向上下移动；所述电子电路板(26)及数字显示器(19)分别安装在支承座(8)上，旋转编码器(9)、数字显示器(19)以及测力装置中的力传感器分别与所述电子电路板(26)电连接；所述测微螺杆(17)的位移通过旋转编码器(9)测量。2.按权利要求I所述的便携式数显硬度测量装置，其特征在于所述测微螺杆(17)的一端通过套筒(14)与手轮(11)连接，测微螺杆(17)的一端开有键槽，该键槽内装有第二键(13)，所述测微螺杆(17)通过第二键(13)与套筒(14)同步旋转；所述旋转编码器转动 轴(10)通过套筒(14)与测微螺杆(17)相连，并与所述测微螺杆(17)同步转动。3.按权利要求2所述的便携式数显硬度测量装置，其特征在于所述套筒(14)的一端固接在手轮(11)的内孔中，另一端插设在所述旋转编码器转动轴(10)的中心孔内，测微螺杆(17)位于套筒(14)内部；所述套筒(14)的外表面沿轴向开有第一轴向槽，所述旋转编码器转动轴(10)的上沿设有第三键(15)，旋转编码器转动轴(10)通过第三键(15)与套筒(14)连接，该第三键(15)在测微螺杆(17)移动过程中...
【专利技术属性】
技术研发人员：张凤林，吴丹，刘丽萍，张路明，
申请(专利权)人：沈阳天星试验仪器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。