CN202442930U - 一种硬度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种硬度检测装置，属于硬度检测设备领域，包括竖直放置的支架，支架的上端固定有上液压缸，上液压缸的下端设有自由伸缩的压头，压头的下方设有支撑座，压头的自由端为圆锥形的尖端，压头的周围设有保护套。本实用新型通过在原有装置的压头外侧增加了保护套，利用保护套作为参考确定压头零位置，用于待测工件表面为弧形的硬度测量，大幅提高了接头硬度测试效率并增加了测试精确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测设备，属于硬度检测设备领域，尤其是一种用于钻杆接头处硬度检测装置。
背景技术
钻杆生产加工对于接头硬度有着很高的要求，因此在钻杆接头调质处理后，需要对接头硬度进行100%测试。目前国内大部分钻杆接头生产厂家对接头进行硬度测试时，均采用在接头表面打磨平面后，利用硬度检测装置的压头挤压打磨处，通过布氏硬度测试方法进行硬度检测判断。
在采用传统的布氏硬度测试方法时，由于需要根据硬度测试所产生的压坑直径进行硬度值的计算，因此对于硬度测试后压坑形状有很高的要求。由于钻杆接头一般硬度值在300HB左右，而硬度测试压头的硬度值远远高于接头硬度达到600HB以上，因此在硬度测试的压坑形状如图3所示，根据布氏硬度值计算方法
可知由于压痕的变形导致凹坑直径无法准确测量，因此使用布氏硬度法的测量值与实际硬度有较大误差。
传统的布氏硬度法需要测量压痕直径进而转换为布氏硬度值，整个测量过程需要通过光学显微镜进行观察压痕情况，效率较低。同时钻杆接头表面为弧面，需要打磨平面后再进行硬度测试，这导致整个生产自动化程度不高，产能较低。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种硬度检测装置，该装置检测时，不需要对钻杆接头的弧形表面打磨，直接得到硬度值，该装置可以提高硬度测试的可靠性。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种硬度检测装置，包括竖直放置的支架，所述支架的上端固定有上液压缸，所述上液压缸的下端设有自由伸缩的压头，压头的下方设有支撑座，其特征在于：所述压头的自由端为圆锥形的尖端，压头的周围设有保护套。
对上述结构做进一步限制，所述保护套为沿轴向自由移动的圆管，所述压头位于圆管的中心。本实用新型中，保护套套于压头外侧，在使用中，一方面用保护套作为参照，确定压头的压坑深度，来保证压头的零位置，提高测量准确度，另一方面可以避免因待检工件表面油脂残留物等造成的测量误差。
对上述结构做进一步限制，所述支架的中部设有上位机，所述上位机通过传感器与压头和保护套连接。本实用新型中增加了上位机，通过传感器测量出压坑深度，通过表面形状补偿法计算得到待检工件的硬度值，使得生产线自动化流程大幅度提高。
对上述结构做进一步限制，所述支撑座的下方设有下液压缸，所述上液压缸和下液压缸与外部液压站连接。本实用新型中上液压缸用于施加压力，下液压缸可以调整支撑座的高度，使本实用新型能够检测各种工件，提高适用性。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型通过在原有装置的压头外侧增加了保护套，利用保护套作为参考确定压头零位置，用于待测工件表面为弧形的硬度测量，大幅提高了接头硬度测试效率并增加了测试精确度；另外，本实用新型利用上位机进行计算，将原有布氏硬度法需要通过光学显微镜测量压坑直径，转化为直接通过压坑深度换算布氏硬度值的方法，使得生产线自动化流程大幅度提高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型中压头和保护套的位置关系示意图；
图3是压坑测试示意图；
其中，1、支架，2、上液压缸，3、压头，4、支撑座，5、下液压缸，6、上位机，7、液压站，8、保护套，9、待检工件。
具体实施方式
根据附图1可知，本实用新型具体涉及一种硬度检测装置，包括竖直放置的支架1，支架1的上端固定有上液压缸2，上液压缸2的下端设有自由伸缩的压头3，压头3的下方设有支撑座4，压头3的自由端为圆锥形的尖端，压头3的周围设有保护套8。保护套8为沿轴向自由移动的圆管，压头3位于圆管的中心。另外在支架1的中部设有上位机6，上位机6通过传感器与压头3和保护套8连接，支撑座4的下方设有下液压缸5，上液压缸2和下液压缸5与外部液压站7连接。
本实用新型中的上位机6可采用研华工控机。
下面以钻杆接头为例来说明本实用新型的具体使用方法。
由于钻杆接头调质处理后，接头表面可能会残留少量的淬火油等油脂类物质，那么，样品在载荷的作用下将会发生一个微小的变形，也就是增加了压入的深度，于是就减小了硬度值。为了解决这个问题可以利用本实用新型来保证硬度值的准确性。
首先把钻杆接头放置在压头3下面，要求待检工件9的面积超出保护套8的尺寸；然后压头3和保护套8同时下压到达试验表面时，压头3退回，保持预载荷的压力，这时利用上位机6自动完成零位置校准；接着通过上液压缸2施加工作载荷，最后移除工作载荷，并记录压头3的位置，该位置与零位置的差即为压坑深度。通过压坑深度换算布氏硬度值，来获得钻杆接头的硬度值。
只要样品具有固定的屈服强度，那么测得的压坑深度就是恒定的，从而避免了原始洛氏原理带来的误差。
为了使测量精度更准确，可以领用利用多点测量的方法，通过5个设定的测量点，确保钻杆接头在测量受到影响时，仍可通过其他测量点来保证测量准确。
为了提高检测效率，减少原有的打磨硬度槽工位的工艺流程，可以通过表面形状补偿法来保证硬度值的精确性将通过宏洛氏硬度测试法的测试硬度值与打磨平面后的硬度值进行比较，通过大量数据实验，得出了不同规格接头的硬度补偿值，如表1所示。
表1 不同规格接头的硬度补偿值
| 样品型号 | 样品直径/mm | 补偿值/HEW |
| 5-1/2FH | 190.5 | 5.3 |
| NC50 | 168.3 | 7.9 |
| NC31 | 110.0 | 14.2 |
通过表面补偿法可以减少一个硬度槽打磨工位，在保证测量准确度的情况下，达到了提高生产效率的目的。通过调研，整套自动化硬度测试方法的运行效率较目前国内主要测试效率提高近1倍。
Claims (4)
1.一种硬度检测装置，包括竖直放置的支架（1），所述支架（1）的上端固定有上液压缸（2），所述上液压缸（2）的下端设有自由伸缩的压头（3），压头（3）的下方设有支撑座（4），其特征在于：所述压头（3）的自由端为圆锥形的尖端，压头（3）的周围设有保护套（8）。
2.根据权利要求１所述的一种硬度检测装置，其特征在于：所述保护套（8）为沿轴向自由移动的圆管，所述压头（3）位于圆管的中心。
3.根据权利要求１所述的一种硬度检测装置，其特征在于：所述支架（1）的中部设有上位机（6），所述上位机（6）通过传感器与压头（3）和保护套（8）连接。
4.根据权利要求１所述的一种硬度检测装置，其特征在于：所述支撑座（4）的下方设有下液压缸（5），所述上液压缸（2）和下液压缸（5）与外部液压站（7）连接。
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