一種帶有二向力測量功能的刮擦試驗(yàn)儀刮頭的制作方法
【專利摘要】一種帶有二向力測量功能的刮擦試驗(yàn)儀刮頭，主要由包括：傳感器連接塊(1)、微型稱重傳感器(2)、微型拉力傳感器(3)、萬向節(jié)(4)、刮頭(5)。刮頭(5)通過螺孔(6)安裝固定于傳感器連接塊(1)上。將微型稱重傳感器(2)安裝到傳感器連接塊(1)中。通過微型稱重傳感器(2)左右兩側(cè)的螺紋，連接傳感器連接塊(1)和萬向節(jié)(4)。最后可通過萬向節(jié)(4)連接至刮擦試驗(yàn)儀上。本實(shí)用新型提供了一種帶有二向力測量功能的刮擦試驗(yàn)儀刮頭，具有可同時測量兩個方向上的力、易于更換傳感器、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種帶有二向力測量功能的刮擦試驗(yàn)儀刮頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型屬于刮擦試驗(yàn)儀器力測量裝置相關(guān)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]刮擦現(xiàn)象可一般性地描述為:通過施加法向力/位移荷載，使硬質(zhì)球形刮頭壓入基底材料相當(dāng)深度，沿材料表面進(jìn)行切向運(yùn)動的變形過程。其中以材料表面破壞時所施加的荷載(又稱臨界荷載)作為判斷材料耐刮擦性能的一個非常重要的指標(biāo)。
[0003]目前，市面上的大多數(shù)刮擦試驗(yàn)測試儀器，結(jié)構(gòu)相對簡單，功能大多只是完成簡單的單次刮擦試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中，只能通過對刮頭加載恒定重量的砝碼來完成不同荷載/深度控制的刮擦試驗(yàn)，而在試驗(yàn)完成后，只能依靠顯微觀測手段對刮擦形貌、寬度、深度等來判斷材料表面耐刮擦性能的好壞，無法得到刮擦過程中實(shí)時法向力或切向力的數(shù)據(jù)。而單獨(dú)使用二軸傳感器價格昂貴，且受自身結(jié)構(gòu)限制，無法改變每個軸測量時的范圍和精度，使得其使用范圍具有一定的局限性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實(shí)用新型的目的是構(gòu)造一種帶有二向力測量功能的刮擦試驗(yàn)儀刮頭，使之降低試驗(yàn)成本和克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的裝置能夠:
[0005]I，可實(shí)時測量、記錄刮擦試驗(yàn)時刮頭的法向力、切向力，且傳感器易于更換。
[0006]2，方便更換劃痕刮頭，使用多種形狀、大小的刮頭進(jìn)行劃痕試驗(yàn)。
[0007]3，進(jìn)行刮擦試驗(yàn)的同時能有效保證刮頭尖端與微型拉力傳感器在同一直線上，防止發(fā)生偏心力矩。
[0008]4，可反復(fù)進(jìn)行材料表面刮擦試驗(yàn)。
[0009]本實(shí)用新型的目的是通過以下的手段實(shí)現(xiàn)的:
[0010]—種帶有二向力測量功能的刮擦試驗(yàn)儀刮頭，用于在劃痕試驗(yàn)過程中完成刮頭法向力及切向力數(shù)據(jù)的實(shí)時采集。包括:傳感器連接塊1、微型稱重傳感器2、微型拉力傳感器
3、萬向節(jié)4、刮頭5;微型稱重傳感器2安裝到呈筒狀外形的傳感器連接塊I內(nèi)；微型拉力傳感器3的一端通過外螺紋與傳感器連接塊I的螺紋孔7聯(lián)接，微型拉力傳感器3的另一端亦通過外螺紋與萬向節(jié)4聯(lián)接;刮頭5聯(lián)接在傳感器連接塊I底部。
[0011]傳感器連接塊I后側(cè)開有矩形切槽8，以便于安裝連接微型稱重傳感器2的信號線及更換微型稱重傳感器。
[0012]傳感器連接塊I左右兩側(cè)都設(shè)置有螺紋孔，左右可分別安裝微型拉力傳感器，以實(shí)現(xiàn)反復(fù)刮擦試驗(yàn)。
[0013]傳感器連接塊I的底部設(shè)計有螺孔6，便于安裝不同形式的刮頭。
[0014]本實(shí)用新型帶有二向力測量功能的刮擦試驗(yàn)儀刮頭，所有主要部件用鋁合金和不銹鋼加工而成，并對鋁合金表面進(jìn)行氧化處理，可以有效防止生銹現(xiàn)象。安裝時，首先刮頭5通過螺孔6安裝固定于傳感器連接塊I上。再將微型稱重傳感器2安裝到傳感器連接塊I中。通過微型稱重傳感器2左右兩側(cè)的螺紋，連接傳感器連接塊I和萬向節(jié)4。最后可通過萬向節(jié)4連接至刮擦試驗(yàn)儀上。微型拉力傳感器3通過螺紋左右連接萬向節(jié)4和傳感器連接塊I，具有對中性，不產(chǎn)生偏心力矩的特點(diǎn)，從而使得刮擦試驗(yàn)過程中切向力實(shí)時數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過更換刮擦刮頭5，可利用不同形狀的刮頭進(jìn)行的刮擦試驗(yàn)。本實(shí)用新型具有可同時測量二軸力、易于更換傳感器及刮擦刮頭、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
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[0015]圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)裝配示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型傳感器連接塊的視圖:仰視圖(2a)、左視圖(2b)、右視圖(2c)和軸測圖(2d)。
[0017]圖3為本實(shí)用新型萬向節(jié)的視圖:正視圖(3a)、左視圖(3b)、俯視圖(3c)和軸測圖(3d)。
[0018]圖4為本實(shí)用新型刮擦刮頭正視圖(4a)和軸測圖(4b)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的詳述。
[0020]圖1通過整體裝配三維視圖，給出了各個部件的裝配關(guān)系圖。首先刮頭5通過螺紋孔安裝固定于傳感器連接塊I上。再將微型稱重傳感器2安裝到傳感器連接塊I中。通過微型稱重傳感器2左右兩側(cè)的螺紋，連接傳感器連接塊I和萬向節(jié)4。最后可通過萬向節(jié)4連接至刮擦試驗(yàn)儀上。結(jié)合圖1-4可看到，傳感器連接塊I的底部設(shè)計有螺孔6，便于安裝不同形式的刮頭。
[0021]本實(shí)用新型利用兩個獨(dú)立的力傳感器，分別測量法向力和切向力。通過單獨(dú)、便捷地更換法向和切向上的傳感器，可對兩個軸上傳感器的測量量程、精度進(jìn)行調(diào)節(jié)。微型稱重傳感器2和微型拉力傳感器3可以方便更換，從而實(shí)現(xiàn)不同載荷范圍的刮擦試驗(yàn)的數(shù)據(jù)實(shí)時測量與采集。通過更換刮擦刮頭5，可利用不同形狀的刮頭進(jìn)行的刮擦試驗(yàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有二向力測量功能的刮擦試驗(yàn)儀刮頭，用于在劃痕試驗(yàn)過程中完成刮頭法向力及切向力數(shù)據(jù)的實(shí)時采集，其特征在于，包括:傳感器連接塊(I)、微型稱重傳感器(2)、微型拉力傳感器(3)、萬向節(jié)(4)、刮頭(5);微型稱重傳感器(2)安裝到呈筒狀外形的傳感器連接塊(I)內(nèi)；微型拉力傳感器(3)的一端通過外螺紋與傳感器連接塊(I)的螺紋孔(7)聯(lián)接，微型拉力傳感器(3)的另一端亦通過外螺紋與萬向節(jié)(4)聯(lián)接;刮頭(5)聯(lián)接在傳感器連接塊(I)底部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之帶有二向力測量功能的刮擦試驗(yàn)儀刮頭，其特征在于，傳感器連接塊(I)后側(cè)開有矩形切槽(8)，以便于安裝連接微型稱重傳感器(2)的信號線及更換微型稱重傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之帶有二向力測量功能的刮擦試驗(yàn)儀刮頭，其特征在于，傳感器連接塊(I)左右兩側(cè)都設(shè)置有螺紋孔(7)，左右可分別安裝微型拉力傳感器，以實(shí)現(xiàn)反復(fù)刮擦試驗(yàn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之帶有二向力測量功能的刮擦試驗(yàn)儀刮頭，其特征在于，所述傳感器連接塊(I)的底部設(shè)計有螺孔(6)，便于安裝不同形式的刮頭。
【文檔編號】G01N3/02GK205620217SQ201620248995
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】程前, 魏耀富, 蔣晗, 蔣成凱, 朱忠猛
【申請人】西南交通大學(xué)