專利名稱：用于夏比擺錘的錘子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及用于對(duì)塑性材料進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的設(shè)備。更確切地
說，本發(fā)明涉及用于夏比擺錘(Charpy pendulum)的錘子。眾所周知， 夏比擺錘是一種測(cè)量?jī)x，其基本上由具有旋轉(zhuǎn)軸的支承結(jié)構(gòu)組成，旋 轉(zhuǎn)軸具有水平軸線，錘子安裝到旋轉(zhuǎn)軸上，錘子的目的在于以預(yù)定能 量打擊試樣。必須將錘子設(shè)計(jì)和構(gòu)造成盡可能準(zhǔn)確地接近理想擺錘的 特性，理想擺錘具有集中于與試樣的沖擊點(diǎn)的等效質(zhì)量。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)方案中，錘子包括安裝到桿的端部的金屬塊，桿構(gòu)成錘子 的臂部。傳統(tǒng)方案源自將錘子的重心定位在頭部的沖擊點(diǎn)的需要。傳 統(tǒng)上，錘子的臂部由相對(duì)較薄的桿形成，桿的重量相對(duì)于頭部的重量 盡可能地小。
就生產(chǎn)觀點(diǎn)而言，已知的方案涉及一定的困難，特別是因?yàn)槠湫?要三個(gè)不同的構(gòu)件(頭部、桿和用于將桿安裝到擺錘的軸上的裝置)， 這三個(gè)構(gòu)件必須高精度地相互安裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于夏比擺錘的錘子，與已知的錘子 類型相比，這種錘子在構(gòu)造上更簡(jiǎn)單且具有更高的精度。
根據(jù)本發(fā)明，通過具有形成權(quán)利要求1的主題的特征的錘子來實(shí) 現(xiàn)所述目的。
根據(jù)本發(fā)明的錘子包括主體，主體包括通過對(duì)平板進(jìn)行周邊切割 (perimetral cutting)而以整體形式獲得的臂部和頭部。
與傳統(tǒng)方案相比，根據(jù)本發(fā)明的方案使得錘子的設(shè)計(jì)較為容易。根據(jù)本發(fā)明的錘子的特征在于制造的高度簡(jiǎn)易性且不需要臂部與頭 部之間的組裝操作。以整體形式制造錘子主體的臂部與頭部的事實(shí)還 允許獲得比已知類型的方案更高的精度。錘子的新形狀允許釆取特別 簡(jiǎn)單的方案來施加重物和將錘子附連到擺錘的軸上。


參看附圖，通過下文的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它的特征和優(yōu)點(diǎn)將 顯而易見，下文的詳細(xì)描述只是以非限制性實(shí)例的方式提供，在附圖
中
圖l是根據(jù)本發(fā)明的錘子的透視圖2是圖1的錘子的部分分解透視圖3是圖1的錘子的前-見圖4是#4居圖3的線IV-IV所截取的截面圖5是由圖4中的箭頭V所表示的部分的更大比例的截面圖6是說明將根據(jù)本發(fā)明的錘子組裝到擺錘的軸上的透視圖7是圖6中的箭頭VII所表示的部分的更大比例的透視圖；以
及
圖8是根據(jù)圖7的箭頭VIII-VIII的部分截面圖。
具體實(shí)施例方式
參看附圖，10表示根據(jù)本發(fā)明的用于夏比擺錘的錘子。錘子10 包括整體性主體12，在主體12中限定臂部14和頭部16。
根據(jù)本發(fā)明，通過對(duì)平板進(jìn)行周邊切割而以整體形式獲得主體 12。主體12可由鋁或鋁合金，鋼或復(fù)合材料制成?？赏ㄟ^任何已知 的技術(shù)，例如激光切割、水切割、銑削等來實(shí)現(xiàn)用于形成主體12的 周邊切割。
由于從平板獲得主體12,因此其具有兩個(gè)平行的平面且具有均勻 的厚度。特別地，臂部14和頭部16具有相同的厚度。主體12具有與扳手的形狀基本上類似的形狀。頭部16為大致的 C形，并且具有凹部18,凹部18在頭部的一個(gè)側(cè)上打開并且在三個(gè) 側(cè)上關(guān)閉。凹部18的底部限定沖擊區(qū)，其中施加撞擊部件20。撞擊 部件20例如由鋼制成且可通過螺釘?shù)劝惭b到頭部16上。
臂部14具有附連部分22，附連部分22位于臂部14的與頭部16 相對(duì)的端部。附連部分22可具有略小于臂部14的厚度的厚度。
在圖1中用P表示與試樣的沖擊點(diǎn)，且用O來表示錘子10的旋 轉(zhuǎn)中心。而且，在圖1中用A表示錘子IO的旋轉(zhuǎn)軸線。軸線A是水 平軸線，其穿過旋轉(zhuǎn)中心0且與主體12的主平面正交。
利用Li表示沖擊點(diǎn)P與旋轉(zhuǎn)中心O之間的距離。利用Uj表示錘 子10的重心G距旋轉(zhuǎn)中心O的距離。
理想等效擺錘的臂部的折合長(zhǎng)度被定義為L(zhǎng)p,即擺錘具有集中于 距旋轉(zhuǎn)中心的距離Lp處的點(diǎn)的點(diǎn)狀質(zhì)量。
通過下面的公式給出等效理想擺錘的折合長(zhǎng)度
丄=丄
通過下面的公式給出錘子10的標(biāo)稱能量En: =M.g.LM .(l-cosa")
其中，
Io是錘子10關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線A的慣性矩； M是錘子IO的總質(zhì)量； LM是錘子10的重心G距旋轉(zhuǎn)軸線A的距離； g是重力加速度；以及 (V是擺錘的標(biāo)稱(預(yù)定)釋放角。
將錘子10設(shè)計(jì)并構(gòu)造成使長(zhǎng)度Li(圖1)等于折合長(zhǎng)度Lp。錘子10 還被設(shè)計(jì)成使標(biāo)稱能量E。等于預(yù)定設(shè)計(jì)值。
為了獲得這些條件，錘子10具有重物24,26，重物24,26安裝于 主體12的相對(duì)面上。重物24,26在相對(duì)的重物對(duì)中相同，以保持錘子 10的重心集中于軸線32上。參看圖2、圖4和圖5，主體12具有通孔28,30，通孔28,30設(shè)于 施加重物24,26的區(qū)域中?？?8,30的中心位于軸線32上，軸線32 連接沖擊點(diǎn)P與旋轉(zhuǎn)中心O。重物24,26關(guān)于沖擊點(diǎn)P設(shè)于相對(duì)側(cè)上。 特別地，重物24布置于沖擊點(diǎn)P與旋轉(zhuǎn)中心0之間，且重物26布置 于沖擊點(diǎn)P與頭部16的與附連部分22相對(duì)的端部之間。每個(gè)重物 24，26包括圓柱形中空殼體34，多個(gè)商業(yè)上應(yīng)用的金屬墊圈36容納于 圓柱形中空殼體34內(nèi)。殼體34與在主體12的相對(duì)面上的相應(yīng)孔28,30 聯(lián)接并利用螺釘38相互安裝。墊圏36膠合于相應(yīng)的殼體34內(nèi)。
重物24,26以可移除的方式連接到主體12上，使得能利用具有不 同質(zhì)量的其它重物來替換同一錘子10上的重物24,26。確定重物24，26 的位置，使得通過以相同方式改變兩對(duì)重物24,26的質(zhì)量和慣性矩， 使折合長(zhǎng)度Lp保持不變。因此，能夠在不改變沖擊長(zhǎng)度Lj的情況下 改變錘子10的標(biāo)稱能量En。
也能改變墊圈36的數(shù)目，從而保持殼體34不變。如果對(duì)于兩對(duì) 重物24,26,墊圏的數(shù)目以相同方式改變，那么可以精確地校準(zhǔn)錘子 的標(biāo)稱能量，從而保持折合長(zhǎng)度Lp的值不變?？蛇x地，通過以不同的 方式改變兩對(duì)重物24,26中的墊圈36的數(shù)目，能夠精確地調(diào)節(jié)折合長(zhǎng) 度V
主體12的平坦的形狀允許錘子10以非常簡(jiǎn)單和有效的方式附連 到擺錘的旋轉(zhuǎn)軸上。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，附連部分22包括孔 40,孔40與主體12的主面正交并具有打開邊緣42。打開邊緣42的 寬度小于孔40的直徑。優(yōu)選地，孔40與定位凹口 44相連通。
參看圖6， 46表示夏比擺錘的旋轉(zhuǎn)軸。軸46由擺錘的固定結(jié)構(gòu)(未 說明)承載，使得其可繞水平軸線A自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。軸46具有附連部分 48,附連部分48被設(shè)計(jì)成與用于附連該錘子10的部分22聯(lián)接。軸 46的附連部分48為圓柱形，其直徑基本上等于孔40的直徑且長(zhǎng)度略 小于用于附連該錘子10的部分22的厚度。肩部50設(shè)于附連部分48 的一側(cè)上，肩部50的直徑大于附連部分48的直徑。軸的一部分52設(shè)于附連部分48的相對(duì)側(cè)上，且軸的該部分52的直徑小于錘子10 的打開邊緣42的寬度。軸46的附連部分48具有小突起部54，小突 起部54被設(shè)計(jì)成與設(shè)于用于附連該錘子10的部分22中的定位凹口 44聯(lián)接。
通過最初在圖6的箭頭56的方向上將錘子10的孔定位于軸的具 有較小直徑的部分52上，將錘子10組裝在軸46上。然后，錘子10 在軸線方向(在箭頭58所示的方向)上移動(dòng)，用于使孔40與附連部分 48聯(lián)接。在該第二次移動(dòng)期間，錘子IO被定向?yàn)槭沟冒伎?44與突起 部54對(duì)準(zhǔn)，以便獲得錘子10與軸46之間的預(yù)定角度定位。當(dāng)錘子 10的孔40與軸46的附連部分48聯(lián)接時(shí)，錘子10由軸46支承。利 用阻擋部件60來完成錘子10的安裝，阻擋部件60在軸線方向上將 錘子10阻靠在肩部50上。參看圖6、圖7和圖8，阻擋部件60為叉 形楔狀元件，其插入到軸46的具有較小直徑的部分52上。阻擋部件 60具有翼形螺釘62,翼形螺釘62接合設(shè)于軸46的部分52中的螺紋 孔64。橫銷66設(shè)于軸的部分52上，阻擋部件60的楔狀部分作用于 橫銷66。應(yīng)了解，通過在孔64檸入螺釘62，相靠軸46的肩部50在 軸線方向上壓縮附連部分22,阻擋部件以強(qiáng)制方式插入于一黃銷66與 用于附連該錘子10的部分22的平表面之間。錘子10在插入阻擋部 件60之前自支承的事實(shí)允許以特別簡(jiǎn)單和方便的方式擰入螺釘62并 將錘子10安裝到軸46上。
權(quán)利要求
1. 一種用于夏比擺錘的錘子，其包括主體(12)，所述主體(12)包括頭部(16)和臂部(14)，所述臂部(14)具有部分(22)，所述部分(22)用于附連到與所述頭部(16)的端部相對(duì)的端部上，所述頭部(16)為大致的C形，并且具有沖擊區(qū)位于其內(nèi)的凹部(18)，所述錘子的特征在于，所述主體(12)的臂部(14)和頭部(16)通過平板的周邊切割而以整體的形式獲得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的錘子，其特征在于，撞擊部件(20)施加于 所述沖擊區(qū)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的錘子，其特征在于，所述錘子包括 施加于所述主體(12)的相對(duì)面上的多個(gè)重物(24,26)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的錘子，其特征在于，所述錘子包括第一 對(duì)重物(24)和第二對(duì)重物(26)，所述重物(24,26)具有基本上彼此相等的 質(zhì)量和尺寸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的錘子，其特征在于，所述重物(24，26) 定位于所述主體(12)上，使得通過以彼此等同的方式改變所述重物 (24,26)的質(zhì)量和慣性矩而能夠改變所述錘子(10)的標(biāo)稱能量(En),從而 保持所迷錘子(10)的折合長(zhǎng)度(Lp)不變。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的錘子，其特征在于，所述重物(24,26) 可以被成對(duì)地改變，以校準(zhǔn)所述錘子(10)的折合長(zhǎng)度(Lp)和標(biāo)稱能量 (En)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的錘子，其特征在于，所述 重物(24,26)中的每一個(gè)包括中空殼體(34),多個(gè)商業(yè)型墊圈(36)容納于 所述中空殼體(34)中，可改變所述墊圈(36)的數(shù)目以改變所述重物 (24，26)的質(zhì)量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的錘子，其特征在于，所述附連部分(22) 包括具有打開邊緣(42)的通孔(40)，所述打開邊緣(42)具有小于所述孔(40)的直徑的寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的錘子，其特征在于，所述錘子包括楔形 阻擋部件(60)，所述楔形阻擋部件(60)輛:設(shè)計(jì)成用于軸向地阻擋所述附 連部分(22)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于夏比擺錘的錘子，其包括主體(12)，該主體(12)包括頭部(16)和臂部(14)，該臂部(14)具有部分(22)，其用于附連到與頭部(16)的端部相對(duì)的端部上，該頭部(16)為大致的C形，并且具有凹部(18)，沖擊區(qū)位于該凹部(18)中。所述主體(12)的臂部(14)和頭部(16)通過平板的周邊切割而以整體的形式獲得。
文檔編號(hào)G01N3/02GK101413857SQ20081016978
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
發(fā)明者F·科梅蒂, S·弗加諾 申請(qǐng)人:西斯特有限公司