CN201892644U - 大型铸锻件的洛氏硬度测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于铸锻件硬度测量技术，提出一种大型铸锻件的洛氏硬度测量仪，在V形块(7)上固联有立柱(4)，在与立柱(4)连接的顶盖(8)上设有压紧机构，螺杆与螺母(2)配合，可上下移动并压紧被测工件(12)；螺杆下端的圆锥压头(6)与螺杆(11)之间设有压力传感器(5)；在立柱的内壁上设有光栅位移传感器(3)，光栅位移传感器(3)与圆锥压头(6)固定连接，构成光栅位移传感器(3)可测量圆锥压头(6)在工件上压痕深度的结构；顶盖(8)上具有带测量按钮(10)的液晶显示器(9)。本实用新型具有测量准确、快速、方便的特点。

Description

大型铸锻件的洛氏硬度测量仪

技术领域

本实用新型属于铸锻件硬度测量技术领域，主要涉及一种大型铸锻件的洛氏硬度测量仪。

背景技术

目前，测量工件的洛氏硬度是应用最为普遍的硬度检测方法之一，洛氏硬度测量广泛应用于科研、生产的各个方面。测量工件的洛氏硬度常用的测量方法多采用测量取样的小工件，或从大工件上取一小部分后对其进行测量，把试样的硬度值当作被测工件的硬度值，这些测量方法具有以下局限性：(1)测量洛氏硬度前需要对被测工件进行取样，然后进行测量，这样一来，测量周期比较长；(2)取样的部位不同，会得到不同的测量结果。对于大型铸锻件，由于工件体积庞大以及热处理工艺方面的局限，工件本身各处的硬度不一致，如果测量前取样不当，则不能获得真实的测量结果；(3)有些铸锻件不允许对其关键部位进行取样。因此，亟需一种能便携且不需要对被测工件取样的硬度测量仪器，以实现对大型铸锻件任意区域洛氏硬度的测量。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种大型铸锻件的洛氏硬度测量仪，直接对大型铸锻件的洛氏硬度进行测量，缩短测量周期，降低测量误差，提高洛氏硬度测量的准确度。

本实用新型完成其发明任务所采用如下技术方案是：

一种大型铸锻件的洛氏硬度测量仪，具有一个用于定位放置被测工件的V形块，V形块上固定设置有两个立柱，两个立柱的上端通过顶盖连接一体；在顶盖上设置有压紧机构，所述压紧机构具有一穿过顶盖的螺杆；螺杆上端设置有用于施力的旋转手轮，螺杆与固定在顶盖内壁上的螺母配合，构成在旋转手轮作用下螺杆可上下移动并压紧被测工件的结构；在螺杆的下端设置有圆锥压头，圆锥压头与螺杆之间设置有压力传感器；在所述的立柱的内壁上设置有光栅位移传感器，所述的光栅位移传感器通过可动部件与圆锥压头固定连接，构成光栅位移传感器可测量圆锥压头在工件上压痕深度的结构；在所述顶盖上设置液晶显示器，液晶显示器上具有测量按钮。

本实用新型提出的大型铸锻件的洛氏硬度测量仪，具有测量准确、快速、方便的特点，可直接对大型铸锻件的各个区域直接测量，省去了取样的过程，通过数字显示器，可以更方便、快捷地读出测量数据。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是本实用新型的测量原理图。

图中：1、旋转手轮，2、螺母，3、光栅位移传感器，4、立柱，5、压力传感器，6、圆锥压头，7、V型块，8、顶盖，9、液晶显示器，10、测量按键，11、螺杆，12、被测工件。

具体实施方式

结合附图对本实用新型加以进一步说明：

如图1所示，结合图2，一种大型铸锻件的洛氏硬度测量仪，具有一V形块7，V形块7的V形槽内用于放置被测工件并将被测工件定位，防止被测工件滚动；V形块7上固定连接有两个立柱4，立柱4的上端与顶盖8连接一体；在顶盖8上设置有压紧机构，所述压紧机构具有一螺杆11，螺杆11垂直穿过顶盖8，螺杆11上端固定连接有旋转手轮1，旋转手轮1为施力结构，旋转手轮1为一个圆形手轮；螺母2固定连接在顶盖内壁上且螺杆11与螺母2螺纹配合，在旋转手轮1作用下可上下移动并压紧被测工件，压紧工件后圆柱形工件的轴心与螺杆、V形块的中心线位于同一轴线上；在螺杆11的下端设置有圆锥压头6，圆锥压头6与螺杆之间设置有压力传感器5；螺杆11下端与压力传感器5固定连接，压力传感器5与圆锥压头6固定连接，压力传感器5用于测量圆锥压头6下压的压力大小；在所述的立柱4的内壁上设置有光栅位移传感器3，光栅位移传感器3具有测量位移的可动部件，光栅位移传感器3通过可动部件与圆锥压头6固定连接，光栅位移传感器可测量圆锥压头6在被测工件12上的压痕深度；在所述顶盖8上设置液晶显示器9，液晶显示器9上具有测量按钮10，光栅位移传感器测得的压痕深度通过液晶显示器9显示。

本实用新型测量洛氏硬度是以压痕的深度来表示材料的硬度值。测试洛氏硬度时，用规定的圆锥压头，先后施加两个负荷：预负荷和主负荷，总负荷为预负荷与主负荷的总和。

如图3所示，0-0位置为未加负荷时的圆锥压头位置；1-1位置为施加10kg预负荷后的位置，压入深度为h₁；2-2位置为加上主负荷后的位置，此时压入深度为h₂；3-3位置为卸除主负荷后由于弹性变形的恢复而使压头略微提高的位置，此时压头的实际压入深度为h₃。由主负荷引起的残余压入深度h＝h₃-h₁，用此来衡量金属硬度值的大小。

为了适宜人们认为数值越大硬度值越高的习惯概念，人为规定：用一常数K减去h来表示硬度的大小，并规定每0.002mm为一个洛氏硬度单位，洛氏硬度值的计算公式可写成：

$\mathrm{HR}=\frac{K-(h_3-h_1)}{0.002}$

式中：h₁为预加负荷压入试样的深度(mm)；h₃为卸除主负荷后压入试样的深度(mm)；K为常数，对于A和C标尺，K＝0.2mm，对于B标尺，K＝0.26mm，因此，洛氏硬度值的计算公式还可写成：

$\mathrm{HRB}=130-\frac{h_3-h_1}{0.002}$

对于本实用新型而言，测量表面为圆柱面，应对实验结果加以校正，校正值可通过下式计算：

$\mathrm{\ΔHRC}=6\frac{100-\mathrm{HRC}}{D}\×10$

式中，ΔHRC为应加上的校正值；HRC为圆柱面的硬度；D为圆柱的直径。

实际测试时，可选用不同的压头和不同的主负荷，洛氏硬度标尺也随之变化，表1为各种洛氏标尺及实验条件，其中，最常用的是HRA、HRB、HRC等三种，表2为这三种洛氏硬度标尺的实验条件和应用。

表1 各种洛氏标尺及实验条件

表2 三种洛氏硬度标尺的实验条件

本实施例以锥度为120°的金刚石圆锥压头、C标尺为例来说明测量过程，本实用新型的测量过程是：1)、逆时针旋转旋转手轮1，使圆锥压头6向上移动，直至可以将整个测量装置套入待测工件12的轴颈，让圆锥压头6对准被测工件12待测部位；2)、顺时针旋转旋转手轮1，让圆锥压头6慢慢接近工件12直至接触，此时按下测量按键10，对光栅位移传感器3的输出进行清零；3)、继续顺时针旋转旋转手轮1，圆锥压头6对被测工件12进行加压，目视液晶显示屏9上的压力显示，当压力显示为10kg力时停止加压，再次按下测量按键10，此时，微处理器采集光栅位移传感器3的输出值h₁；4)、继续顺时针旋转旋转手轮1，圆锥压头6对被测工件12继续加压，目视液晶显示屏(9)上的压力显示，当压力显示为150kg力时停止加压，此时，再次按下测量按键10，微处理器采集光栅位移传感器3的输出值h₂，保压4-6秒；5)、保压4-6秒后，逆时针旋转旋转手轮1进行卸荷，微处理器自动采集压力传感器3为零那一时刻的光栅位移传感器3的输出值h₃；6)、最后通过微处理器的运算，根据上述的公式计算出被测工件12的洛氏硬度值，并输出到液晶显示屏9上，完成一次硬度测量过程。

Claims (2)

1.一种大型铸锻件的洛氏硬度测量仪，其特征是：具有一个用于定位放置被测工件的V形块(7)，V形块(7)上固定设置有两个立柱(4)，两个立柱(4)的上端通过顶盖(8)连接一体；在顶盖(8)上设置有压紧机构；所述压紧机构具有一穿过顶盖的螺杆(11)，螺杆上端设置有用于施力的旋转手轮(1)，螺杆(11)与固定在顶盖内壁上的螺母(2)配合，构成在旋转手轮(1)作用下螺杆可上下移动并压紧被测工件(12)的结构；在螺杆(11)的下端设置有圆锥压头(6)，圆锥压头(6)与螺杆(11)之间设置有压力传感器(5)；在所述的立柱的内壁上设置有光栅位移传感器(3)，光栅位移传感器(3)通过可动部件与圆锥压头(6)固定连接，构成光栅位移传感器(3)可测量圆锥压头(6)在工件上压痕深度的结构；在所述顶盖(8)上设置液晶显示器(9)，液晶显示器(10)上具有测量按钮(10)。

2.如权利要求1所述的大型铸锻件洛氏硬度测量仪，其特征在于：所述旋转手轮(1)为一个圆形手轮。

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