專利名稱：一種便攜式數(shù)顯硬度測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及材料硬度檢測儀器，具體地說是一種便攜式數(shù)顯硬度測量裝置。
背景技術：
目前大多數(shù)常規(guī)硬度計都是采用靜態(tài)加力然后測量壓痕的原理。其中洛氏硬度計是測量壓痕深度，直接顯示硬度值；布氏硬度計是測量壓痕直徑，查表或計算出硬度值；維氏硬度計是測量壓痕對角線長度，查表或計算出硬度值。這些硬度計一般都是臺式機，只能在實驗室里使用，只能測試中小型零件，對于生產(chǎn)現(xiàn)場大量存在的大型零件，需要制作樣品或取樣后拿到實驗室檢測硬度；因此，這些硬度計工作效率較低，并且不能在生產(chǎn)現(xiàn)場實時監(jiān)控零件硬度。對于那些不允許取樣，必須測試工件本體硬度的情況，特別是在要求測試鍋爐、壓力容器、壓力管道等關鍵構(gòu)件焊縫硬度的場合，目前普遍采用的是快速、方便，但是精度不高、可靠性較差的里氏硬度計，里氏硬度計檢測后要經(jīng)過換算得到洛氏、布氏或維氏硬 度值；由于其采用的是動態(tài)加力的彈跳式試驗方法，與布氏、洛氏、維氏硬度的試驗原理完全不同，因此，換算后的硬度值誤差較大。工廠現(xiàn)場迫切需要一種可以直接采用洛氏、布氏、維氏試驗原理進行硬度測試的便攜式數(shù)顯儀器，這種儀器應該具有輕便、操作簡單、讀數(shù)方便、效率高、精度高的特點，最好是智能化、可自動校正零點、自動校正測量值的。于1951年3月6日公開的、公開號為US2，544，205的美國專利中描述了一種便攜式洛氏硬度計，這種硬度計由手輪、測微螺母、測微螺桿、鼓輪、U型彈性體、力值指示表、壓頭和手柄組成。它依靠手輪施加試驗力，利用測微螺母和測微螺桿配合鼓輪實現(xiàn)壓痕深度測量，利用一個U型彈性體配合力值指示表實現(xiàn)試驗力的測量，在鼓輪上讀出硬度值。于1949年4月5日公開的、公開號為US2，466，567的美國專利、于1968年6月25日公開的、公開號為US3，389，597的美國專利以及于1948年9月7日公開的、公開號為US2, 448，645的美國專利中分別描述了相似原理的便攜式洛氏硬度計。上述專利主要用于測量中小型零件，盡管US3，389，597的附圖4描述的鏈式硬度計可以測試鋼管、軸類等大型圓柱狀零件，但是操作十分不便，通常需要兩個人配合操作，一人扶持儀器，一人負責掛鏈條。在讀數(shù)方面，都是通過一個帶有讀數(shù)線的透明放大鏡讀取鼓輪上的硬度刻度，每一個洛氏硬度單位對應的刻度線代表了 2 iim的壓痕深度增量值。由于放大鏡與鼓輪間有一定距離，造成操作者因視角不同可能會讀到不同硬度數(shù)值。上述儀器都存在操作不便、效率低、讀數(shù)時易產(chǎn)生誤差、不能或不便測試大型工件的問題。于2009年10月I日公告的、公告號為CN201322709Y、申請?zhí)枮?00820231921. 9的中國實用新型專利描述了一種便攜式硬度計。該實用新型專利利用兩個磁力吸盤將硬度計固定在試樣表面，硬度計有一個由測微螺母、測微螺桿和讀數(shù)鼓輪組成的壓痕深度測量裝置，利用U型彈性架和指示表指示試驗力的大小，硬度值在讀數(shù)鼓輪上讀出。該實用新型專利在硬度指示系統(tǒng)上采用了固定的刻線指示筒和旋轉(zhuǎn)讀數(shù)刻線鼓輪配合的結(jié)構(gòu)，這種類似千分尺的鼓輪讀數(shù)結(jié)構(gòu)與前述美國專利相比，提高了壓痕深度測量精度和硬度值的讀數(shù)精度，減小了人為的讀數(shù)誤差，但是該實用新型專利仍有如下缺點a.操作較繁瑣，效率低。其全部測試步驟包括吸住工件一力值表刻度對零一力口初試驗力一讀數(shù)鼓輪對零一加總試驗力一保持試驗力一試驗力卸載至初試驗力一讀取鼓輪上的硬度值一卸除全部試驗力。b.讀數(shù)仍然不便，讀數(shù)精度低，存在人為的讀數(shù)誤差。需要小心操作鼓輪并在鼓輪上仔細讀出鼓輪刻度所代表的硬度值。c.位移測量和力值測量分辨率低，精度低，存在人為的讀數(shù)誤差。d.力值不能校正。儀器使用中，一旦U型彈性體發(fā)生微小塑性變形或力值指示表受到?jīng)_擊，力值讀數(shù)就會發(fā)生偏差，由此會造成測量誤差，這種情況下，只能返廠校正力值表，不能由用戶對儀器進行校正。e.測試布氏硬度效率低，有人為讀數(shù)誤差。儀器只能在試樣上壓出一個壓痕，然后 用讀數(shù)顯微鏡讀出壓痕直徑，再查表得到布氏硬度值，完成一次測試需要幾分鐘時間。于2004年12月22日公開的、公開號為CN1556387A、申請?zhí)枮?00410012621. 8的中國實用新型專利描述了一種便攜式數(shù)顯磁力硬度計，該實用新型專利采用了箱體結(jié)構(gòu)，主要部件都在一個箱體內(nèi)；它采用蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)施加試驗力；在加力主軸上安裝了位移傳感器用于測量壓痕深度；采用了三個力傳感器，以三個力傳感器的輸出之和代表試驗力；電子電路和計算機系統(tǒng)接收傳感器信號后，計算出硬度值并顯示出來。該實用新型專利也存在如下缺點a.結(jié)構(gòu)復雜，較笨重，不易攜帶。b.操作不便，缺乏實用性。該實用新型專利所涉及的儀器，每次測試都需要松開兩側(cè)的鎖緊手輪，將箱式機架落下，然后鎖緊手輪，測試時需要雙手操作兩側(cè)的手輪加力，測試完成后需要再一次松開鎖緊手輪，托起機架，再分別用兩側(cè)的鎖緊手輪將機架固定好，這種繁瑣的工作方式很難被操作者接受。c.采用了三個力傳感器，成本較高。d.關于布氏硬度及維氏硬度檢測，缺乏具體的技術方案。事實上檢測布氏硬度及維氏硬度，對儀器要求更高，不僅對力的測量精度要求較高，對于壓痕深度的測量，也要求具有更高的分辨率、測量精度以及重復精度。一般常用的位移傳感器都難于達到相應要求。中國標準GB/T24523-2009規(guī)定了一種先進的布氏硬度試驗方法一金屬材料快速壓痕(布氏)硬度試驗方法，這就是布氏硬度檢測的測深法，維氏硬度檢測也可以用同樣方法，其原理是對一定直徑的硬質(zhì)合金球施加一定的試驗力(包括初始試驗力和工作試驗力)，將其壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時間后，卸載工作試驗力，測量在初始試驗力下加、卸載工作試驗力前后壓頭位置差值(深度值)。利用多個標準布氏硬度塊，測量相應的深度值，將布氏硬度值與深度值相對應，獲得在一定的試驗條件下壓痕深度與布氏硬度的關系曲線。在進行硬度測量時，將硬度計所測量到的深度值對應壓痕深度與布氏硬度關系曲線，就可以得到這種材料的布氏硬度值。與傳統(tǒng)布氏硬度試驗方法相比，這種方法是一個重要的技術進步。它可以實現(xiàn)布氏硬度的快速檢測，直接讀數(shù)，可淘汰沿用百年的光學顯微鏡，無人為讀數(shù)誤差，可以解決生產(chǎn)中大量存在的批量產(chǎn)品布氏硬度現(xiàn)場快速檢測難題，甚至可以實現(xiàn)在生產(chǎn)車間對批量產(chǎn)品進行在線硬度自動檢測。測深法布氏硬度及維氏硬度檢測是一門新技術，只出現(xiàn)在國外的部分臺式機上，迄今沒有發(fā)現(xiàn)在便攜式硬度計上采用。其主要技術難點是，便攜式硬度計要求結(jié)構(gòu)簡單、輕便、儀器體積小、內(nèi)部空間有限，安裝普通的高精度位移傳感器有困難。此外，高精度位移傳感器用于便攜式硬度計也缺乏經(jīng)濟性。按照相關標準的規(guī)定，布氏硬度測量范圍是8 650HBW，便攜式布氏硬度計常用標尺是2. 5mm球，187. 5kg力，對于硬度值650HBW的試樣，最小壓痕深度只有0. 0365mm。便攜式維氏硬度計的最大價值在于精確測試模具、軸類等大型工件上的滲氮層硬度，在現(xiàn)有技術中對大型工件本體上滲氮層硬度的精確檢測是一個難題，其原因在于滲氮層薄且硬，其厚度只有0. I 0. 4mm,硬度可超過1000HV5,不可以用大的試驗力，對于硬度為1000HV的滲氮層，采用5kg試驗力，壓痕深度只有0.0143mm。加之測深法測量的是壓痕深度差值，這一數(shù)值要更小。如何能在便攜式硬度計上實現(xiàn)高精度、高分辨率的位移測量是實現(xiàn)測深法布氏硬度及維氏硬度檢測的關鍵。在硬度計領域通常采用的電感式位移傳感器和光柵式位移傳感器，都難于滿足上述要求。因此，測深法布氏硬度及維氏硬度檢測一直未見在便攜式硬度計上米用。如果上述方法能在便攜式硬度計上實現(xiàn)，則許多關鍵大型工業(yè)零件本體硬度的精確檢測就成為可能，這將為相關產(chǎn)品帶來質(zhì)量管理方面的進步。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種便攜式數(shù)顯硬度測量裝置。該硬度測量裝置安裝到試樣夾持或固定裝置上就可構(gòu)成便攜式硬度計，構(gòu)成的硬度計具有輕便、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、便于讀數(shù)、效率高的特點，可以實現(xiàn)高精度、智能化測試、自動校正零點、自動校正測量值，既能測試洛氏硬度，也能利用測深法實現(xiàn)布氏硬度和維氏硬度的現(xiàn)場快速檢測，代替目前普遍使用的，精度不高的里氏硬度計。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的本實用新型包括支承座、測力裝置、壓頭、電子電路板、數(shù)字顯示器及加力與壓痕深度測量裝置，所述加力與壓痕深度測量裝置包括手輪、旋轉(zhuǎn)編碼器及由測微螺母和測微螺桿組成的測微螺紋副，其中測微螺母安裝在所述支承座內(nèi)，所述測微螺桿與測微螺母螺紋連接，測微螺桿的一端與所述手輪連接，另一端與所述測力裝置相連；所述旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在支承座上，旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸與所述測微螺桿同步轉(zhuǎn)動；所述壓頭安裝在測力裝置上，與測力裝置、測微螺桿一起通過手輪的轉(zhuǎn)動沿軸向上下移動；所述電子電路板及數(shù)字顯示器分別安裝在支承座上，旋轉(zhuǎn)編碼器、數(shù)字顯示器以及測力裝置中的力傳感器分別與所述電子電路板電連接；所述測微螺桿的位移通過旋轉(zhuǎn)編碼器測量。其中所述測微螺桿的一端通過套筒與手輪連接，測微螺桿的一端開有鍵槽，該鍵槽內(nèi)裝有第二鍵，所述測微螺桿通過第二鍵與套筒同步旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸通過套筒與測微螺桿相連，并與所述測微螺桿同步轉(zhuǎn)動；所述套筒的一端固接在手輪的內(nèi)孔中，另一端插設在所述旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸的中心孔內(nèi)，測微螺桿位于套筒內(nèi)部；所述套筒的外表面沿軸向開有第一軸向槽，所述旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸的上沿設有第三鍵，旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸通過第三鍵與套筒連接，該第三鍵在測微螺桿移動過程中在所述第一軸向槽內(nèi)滑動；所述支承座內(nèi)部沿軸向開有孔，測微螺母安裝在支承座的孔內(nèi)，所述測微螺母的一端設有外錐螺紋，在外錐螺紋上沿周向均布有多個第二軸向槽，所述外錐螺紋上螺紋連接有調(diào)節(jié)所述測微螺紋副配合緊密程度的錐螺母；所述測力裝置包括滑套、力傳感器及力傳感器座，其中滑套的一端與所述測微螺桿的另一端相連，滑套的另一端與力傳感器的一端連接，所述力傳感器座安裝在力傳感器的另一端的底部，所述壓頭連接在力傳感器座的下端；所述力傳感器座上加設有照明電路板，該照明電路板位于所述壓頭的上方，在照明電路板上設有LED燈；所述滑套的一端通過壓帽及兩個半環(huán)與測微螺桿的另一端相連接，在測微螺桿另一端的端面與滑套之間設有鋼球；所述滑套的外表面沿周向開有第三軸向槽，所述測微螺母上安裝有第一鍵，該第一鍵在所述第三軸向槽內(nèi)滑動；所述滑套、力傳感器、力傳感器座、壓頭、測微螺桿、測微螺母、旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸、手輪以及支承座內(nèi)部沿軸向開設的孔同軸；所述數(shù)字顯示器安裝在支承座上，數(shù)字顯示器的顯示屏與支承座傾斜設置。本實用新型的優(yōu)點與積極效果為I.本實用新型在硬度計領域首次采用測微螺母、測微螺桿、旋轉(zhuǎn)編碼器的組合作為壓痕深度測量裝置，實現(xiàn)了壓痕深度檢測的高分辨率和高精度，同時兼顧了經(jīng)濟性。
2.本實用新型首次在便攜式硬度計上利用測深法實現(xiàn)了布氏硬度和維氏硬度的快速檢測，直接顯示，使大型工件本體硬度的現(xiàn)場快速、精確檢測成為可能，可用于工廠現(xiàn)場大批工件的逐件檢測，可代替精度不高的里氏硬度計。3.本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、輕便，可以方便地安裝在試樣夾持或固定裝置上構(gòu)成便攜式硬度計。4.本實用新型測試操作簡單，操作者只要完成加力、保持試驗力、卸力、讀數(shù)這幾個簡單動作，只用幾秒至十幾秒時間即可完成測試。5.本實用新型每次開機后自動校正力值零點，排除了因傳感器及電子電路溫漂、時漂造成的誤差。6.本實用新型可隨時利用標準硬度塊對儀器測量值進行校正，儀器長期使用后仍可保持聞精度。

圖I為本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的電路框圖；圖3為本實用新型安裝在磁力吸盤上的應用結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型安裝在C形架上的應用結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的左視圖；其中I為壓頭，2為LED燈，3為照明電路板，4為力傳感器座，5為力傳感器，6為滑套，7為第一鍵,8為支承座,9為旋轉(zhuǎn)編碼器,10為旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸，11為手輪，12為鎖緊螺絲，13為第二鍵，14為套筒，15為第三鍵，16為錐螺母，17為測微螺桿，18為測微螺母，19為數(shù)字顯示器，20為壓帽，21為半環(huán)，22為鋼球，23為測量電路，24為CPU電路，25為電源電路，26為電子電路板，27為磁力吸盤，28為C形架，29為試樣。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳述。如圖I所示，本實用新型包括支承座8、測力裝置、壓頭I、電子電路板26、數(shù)字顯示器19及加力與壓痕深度測量裝置，其中加力與壓痕深度測量裝置包括手輪11、旋轉(zhuǎn)編碼器9、套筒14及由測微螺母18和測微螺 桿17組成的測微螺紋副，測力裝置包括滑套6、力傳感器5及力傳感器座4。支承座8為主支架，其內(nèi)部沿軸向開有圓孔，測微螺母18安裝在支承座8的圓孔內(nèi)，測微螺桿17位于測微螺母18內(nèi)、與測微螺母18螺紋連接；測微螺桿17的一端(上端)連接套筒14，該套筒14固定在手輪11的內(nèi)孔中，測微螺桿17的一端開有鍵槽，該鍵槽內(nèi)裝有第二鍵13，測微螺桿17通過第二鍵13保持與套筒14和手輪11的同步旋轉(zhuǎn)，測微螺桿17的一端端部用鎖緊螺絲12緊固，測微螺桿17的另一端(下端)通過滑套6與力傳感器5連接。測微螺母18的一端(上端)位于套筒14與測微螺桿17之間，測微螺母18的一端設有外錐螺紋，在外錐螺紋上沿周向均布有多個第二軸向槽(本實施例為三個)，外錐螺紋上螺紋連接有錐螺母16，通過錐螺母16可調(diào)節(jié)測微螺紋副配合的緊密程度。旋轉(zhuǎn)編碼器9安裝在支承座8上，旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸10與測微螺紋副同軸；套筒14的一端固接在手輪11的內(nèi)孔中，另一端插設在旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸10的中心孔內(nèi)，套筒14的外表面沿軸向開有第一軸向槽，旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸10的上沿設有第三鍵15，旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸10通過第三鍵15與套筒14連接，該第三鍵15在測微螺桿17移動過程中可在第一軸向槽內(nèi)滑動。所述旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸10通過套筒14與測微螺桿17相連，并與所述測微螺桿17同步轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動手輪11時，旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸10、套筒14及測微螺桿17同步轉(zhuǎn)動，同時測微螺桿17沿軸向上下移動。手輪11每旋轉(zhuǎn)一周，測微螺桿17沿軸向移動一個螺距的位移，旋轉(zhuǎn)編碼器9將此位移量細分為幾千個分度，并將信號經(jīng)測量電路23傳送給CPU電路24，以此實現(xiàn)對壓痕深度的精確測量。本實施例一個螺距是0. 5_，在測試洛氏硬度時，旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸10每旋轉(zhuǎn)一周可輸出5000個分度，每分度代表0. Iiim的位移，相當于
0.05個洛氏硬度單位；在采用測深法測試布氏硬度及維氏硬度時，利用分頻技術可使旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸10每旋轉(zhuǎn)一周輸出10000個分度，每分度代表0. 05 Ii m的位移,對于布氏硬度HBW2. 5/187. 5標尺，相當于最小壓痕深度(淬火鋼硬度值650HBW)的1/730，對于維氏硬度HV5標尺，相當于最小壓痕深度(滲氮層硬度值1000HV5)的1/280。可以符合相關標準GB/T230. 2、GB/T231. 2 及 GB/T4340 的要求。滑套6的一端(上端)通過壓帽20及兩個半環(huán)21與所述測微螺桿17的另一端(下端)連接在一起，滑套6的另一端(下端)與力傳感器5的一端(上端)螺紋連接，力傳感器座4安裝在力傳感器5的另一端(下端)的底部，壓頭I連接在力傳感器座4的下端，壓頭I可以是球壓頭，也可以是金剛石壓頭。在測微螺桿17另一端的端面與滑套6之間設有鋼球22，測微螺桿17的另一端端面上設有一個與鋼球22相適應的球型凹坑、與鋼球22配合?；?的外表面沿周向開有第三軸向槽，測微螺母18上安裝有第一鍵7，該第一健7在所述第三軸向槽內(nèi)滑動；滑套6通過該第一鍵7的導向作用，在測微螺母18內(nèi)僅做軸向移動，避免整個測力裝置及壓頭I發(fā)生轉(zhuǎn)動。鋼球22可有效消除測微螺桿17在轉(zhuǎn)動時對滑套6和第一鍵7所造成的橫向作用力。力傳感器座4下方還裝有一個照明電路板3，該照明電路板3上設有LED燈2 ;測試時LED燈2可照亮測試區(qū)域，便于操作者選擇測試點并觀察測試過程。本實用新型的滑套6、力傳感器5、力傳感器座4、壓頭I、測微螺桿17、測微螺母18、旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸10、手輪11、套筒14以及支承座8內(nèi)部沿軸向開設的圓孔均同軸。本實用新型的手輪11可用電機替代，電機輸出軸與套筒14相連，由電機驅(qū)動套筒14、測微螺桿17及旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸10轉(zhuǎn)動。支承座8的正面安裝有一個數(shù)字顯示器19，該數(shù)字顯示器19與支承座8傾斜設置，便于在操作時觀察，數(shù)字顯示器19還可以安裝在試樣夾持或固定裝置上；支承座8的側(cè)面設有電子電路板26，旋轉(zhuǎn)編碼器9、數(shù)字顯示器19、照明電路板3以及力傳感器5分別與電子電路板26電連接。電子電路板26包括測量電路23、CPU電路24和電源電路25，測量電路23的輸入連接到旋轉(zhuǎn)編碼器9和力傳感器5，輸出連接到CPU電路24，CPU電路24還與數(shù)字顯示器 19相連接。力傳感器5和旋轉(zhuǎn)編碼器9分別將力和位移信號經(jīng)測量電路23傳送給CPU電路24，經(jīng)CPU電路24處理后，在數(shù)字顯示器19上顯示出試驗力力值和測得的硬度值。電子電路板26可對力值自動校零，開機后，CPU電路24自動采集力傳感器5的零點輸出信號，在加力時將力傳感器5輸出信號減去零點值之后，在數(shù)字顯示器19上實時顯示力值。電子電路板26可以安裝在支承座8上，也可以安裝在試樣夾持或固定裝置上。根據(jù)測深法布氏硬度測試標準GB/T24523-2009的要求，儀器出廠前需要測試一系列標準布氏硬度塊，將測得的硬度值輸入儀器中，建立硬度一壓痕深度曲線。采用測深法進行維氏硬度測試時也需要做同樣的工作。支承座8可以安裝在一個試樣夾持或固定裝置上，本實用新型可以安裝在磁力吸盤27上，以磁力吸住試樣進行硬度測試，如圖3所示；還可以安裝在C形架28上，利用C形開口夾住試樣進行硬度測試，如圖4所示；也可以安裝在其他適于夾持試樣的金屬支架上。本實用新型的工作原理為將試樣29夾持或固定后，轉(zhuǎn)動手輪11，帶動套筒14、測微螺桿17，旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸10同步轉(zhuǎn)動，測微螺桿17通過鋼球22和滑套6推動力傳感器5、力傳感器座4和壓頭I下行，移向試樣29 ;當壓頭I接觸到試樣29后，隨著手輪11的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，壓頭I頂端會壓入試樣29，在試樣29表面產(chǎn)生壓痕。在測試過程中，力傳感器5實時監(jiān)測壓頭I所受到的試驗力，并將信號傳送到CPU電路24，當試驗力達到規(guī)定的初試驗力值時，CPU電路24會記錄此時的壓痕深度值，繼續(xù)加力至總試驗力，停止加力并保持規(guī)定的時間；反向轉(zhuǎn)動手輪11，當試驗力降至規(guī)定的初試驗力值時，CPU電路24再次記錄此時的壓痕深度值，然后對施加主試驗力前后在初試驗力作用下的壓痕深度差值進行計算處理，在數(shù)字顯示器19上顯示出試樣29的硬度值。完成全部測試操作只需要幾秒到十幾秒時間。本實施例的測試操作過程簡單到只有如下步驟固定試樣一施加總試驗力一保持試驗力一卸除總試驗力一讀取硬度值一釋放試樣。
權利要求1.一種便攜式數(shù)顯硬度測量裝置，包括支承座、測力裝置、壓頭、電子電路板、數(shù)字顯示器及加力與壓痕深度測量裝置，其特征在于所述加力與壓痕深度測量裝置包括手輪(11)、旋轉(zhuǎn)編碼器(9)及由測微螺母(18)和測微螺桿(17)組成的測微螺紋副，其中測微螺母(18)安裝在所述支承座(8)內(nèi)，所述測微螺桿(17)與測微螺母(18)螺紋連接，測微螺桿(17)的一端與所述手輪(11)連接，另一端與所述測力裝置相連；所述旋轉(zhuǎn)編碼器(9)安裝在支承座(8)上，旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸(10)與所述測微螺桿(17)同步轉(zhuǎn)動；所述壓頭(I)安裝在測力裝置上，與測力裝置、測微螺桿(17) —起通過手輪(11)的轉(zhuǎn)動沿軸向上下移動；所述電子電路板(26)及數(shù)字顯示器(19)分別安裝在支承座(8)上，旋轉(zhuǎn)編碼器(9)、數(shù)字顯示器(19)以及測力裝置中的力傳感器分別與所述電子電路板(26)電連接；所述測微螺桿(17)的位移通過旋轉(zhuǎn)編碼器(9)測量。
2.按權利要求I所述的便攜式數(shù)顯硬度測量裝置，其特征在于所述測微螺桿(17)的一端通過套筒(14)與手輪(11)連接，測微螺桿(17)的一端開有鍵槽，該鍵槽內(nèi)裝有第二鍵(13)，所述測微螺桿(17)通過第二鍵(13)與套筒(14)同步旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動 軸(10)通過套筒(14)與測微螺桿(17)相連，并與所述測微螺桿(17)同步轉(zhuǎn)動。
3.按權利要求2所述的便攜式數(shù)顯硬度測量裝置，其特征在于所述套筒(14)的一端固接在手輪(11)的內(nèi)孔中，另一端插設在所述旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸(10)的中心孔內(nèi)，測微螺桿(17)位于套筒(14)內(nèi)部；所述套筒(14)的外表面沿軸向開有第一軸向槽，所述旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸(10)的上沿設有第三鍵(15)，旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸(10)通過第三鍵(15)與套筒(14)連接，該第三鍵(15)在測微螺桿(17)移動過程中在所述第一軸向槽內(nèi)滑動。
4.按權利要求I或2所述的便攜式數(shù)顯硬度測量裝置，其特征在于所述支承座(8)內(nèi)部沿軸向開有孔，測微螺母(18)安裝在支承座(8)的孔內(nèi)，所述測微螺母(18)的一端設有外錐螺紋，在外錐螺紋上沿周向均布有多個第二軸向槽，所述外錐螺紋上螺紋連接有調(diào)節(jié)所述測微螺紋副配合緊密程度的錐螺母(16)。
5.按權利要求I所述的便攜式數(shù)顯硬度測量裝置，其特征在于所述測力裝置包括滑套(6)、力傳感器(5)及力傳感器座(4)，其中滑套￠)的一端與所述測微螺桿(17)的另一端相連，滑套(6)的另一端與力傳感器(5)的一端連接，所述力傳感器座(4)安裝在力傳感器(5)的另一端的底部，所述壓頭(I)連接在力傳感器座(4)的下端。
6.按權利要求5所述的便攜式數(shù)顯硬度測量裝置，其特征在于所述力傳感器座(4)上加設有照明電路板(3)，該照明電路板(3)位于所述壓頭(I)的上方，在照明電路板(3)上設有LED燈⑵。
7.按權利要求5或6所述的便攜式數(shù)顯硬度測量裝置，其特征在于所述滑套(6)的一端通過壓帽(20)及兩個半環(huán)(21)與測微螺桿(17)的另一端相連接，在測微螺桿(17)另一端的端面與滑套(6)之間設有鋼球(22)。
8.按權利要求5或6所述的便攜式數(shù)顯硬度測量裝置，其特征在于所述滑套(6)的外表面沿周向開有第三軸向槽，所述測微螺母(18)上安裝有第一鍵(7)，該第一鍵(7)在所述第三軸向槽內(nèi)滑動。
9.按權利要求5或6所述的便攜式數(shù)顯硬度測量裝置，其特征在于所述滑套(6)、力傳感器(5)、力傳感器座(4)、壓頭(I)、測微螺桿(17)、測微螺母(18)、旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動軸(10)、手輪(11)以及支承座⑶內(nèi)部沿軸向開設的孔同軸。
10.按權利要求I所述的便攜式數(shù)顯硬度測量裝置，其特征在于所述數(shù)字顯示器(19)安裝在支承座(8)上，與支承座(8)傾斜設置。
專利摘要本實用新型涉及材料硬度檢測儀器，具體地說是一種便攜式數(shù)顯硬度測量裝置，主要包括由手輪、旋轉(zhuǎn)編碼器、測微螺紋副組成的加力與壓痕深度測量裝置，還包括支承座、測力裝置、壓頭、電子電路板和顯示器；支承座上有旋轉(zhuǎn)編碼器，孔內(nèi)有測微螺母，正面有數(shù)字顯示器，側(cè)面有電子電路板；測微螺母內(nèi)有測微螺桿，旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動軸與測微螺桿連接，并隨測微螺桿轉(zhuǎn)動，測微螺桿上端連接手輪，下端連接測力裝置；測力裝置下端連接壓頭；手輪、測微螺桿、測力裝置和壓頭相連接并同軸，可隨手輪的轉(zhuǎn)動做軸向移動。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，讀數(shù)方便，易于操作，精度高，可以通過一個固定裝置固定到金屬零件上，用于在現(xiàn)場快速檢測大型零件硬度。
文檔編號G01N3/42GK202486006SQ20122009217
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權日2012年3月13日
發(fā)明者劉麗萍, 吳丹, 張鳳林, 張路明 申請人:沈陽天星試驗儀器有限公司