專利名稱：一種劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及劃傷模擬裝置，具體為一種劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)。
背景技術(shù)：
建筑、機(jī)械、核工業(yè)等眾多領(lǐng)域都會(huì)涉及到劃傷對(duì)金屬或合金結(jié)材料或結(jié)構(gòu) 件性能的影響，結(jié)構(gòu)材料服役性能的好壞是設(shè)備能否安全運(yùn)行的關(guān)鍵方面。戈怖 可以造成材料內(nèi)表面或外表面缺陷，而缺陷的出現(xiàn)嚴(yán)重改變了整個(gè)結(jié)構(gòu)件的力學(xué) 性質(zhì)和服役壽命。
為了測(cè)^t才料在出現(xiàn)表面劃傷后的性能，能夠有效模擬劃傷的實(shí)麟置成 為迫切的需要。在現(xiàn)有技術(shù)中，制造劃傷或測(cè)試單層或多層膜的力學(xué)特性的設(shè)備
常為檳 劃痕儀或納米劃痕儀。這些設(shè)備的出現(xiàn)的確為測(cè)i頓部或更!tM位置的 材料性能提供了很大的幫助。但是，納米或^綠劃痕條作復(fù)雜且價(jià)格昂貴，后 期的維護(hù)費(fèi)用很高。這些設(shè)備不能做出宏觀尺度的劃痕，f^佳滿足模擬劃傷的要 求。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種可以模擬戈怖的低成本，操作簡(jiǎn)單易行，高 準(zhǔn)度的實(shí)皿置----劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的操作復(fù)雜且價(jià)格昂 貴，不能做出宏觀尺度的劃痕，很難滿足模擬劃傷的要求等問題。它可以用于設(shè) 備或材料在不同戈怖剝牛下的力學(xué)性能測(cè)試和研究，以及用于不同材料在劃傷條 件下的腐蝕性能的測(cè)試和研究。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是
一種戈怖模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，該實(shí)驗(yàn)機(jī)主要設(shè)有變頻器、直進(jìn)電機(jī)、螺旋測(cè)微器、 錐形頭、鄉(xiāng)巨螺栓、試樣臺(tái)和主支撐，直進(jìn)電機(jī)、螺旋測(cè)微器和控距螺栓均固定 在主支撐上，在螺旋測(cè)微器上安裝與試樣臺(tái)上的試樣相乂寸應(yīng)的錐形頭，直進(jìn)電機(jī) 上的導(dǎo)航棒與試樣臺(tái)連接，直進(jìn)電機(jī)的輸入端直接與變頻器的輸出端相連；在試 樣臺(tái)上設(shè)有與試樣連接、推動(dòng)試樣做垂直于試樣臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)的控距螺栓?？ㄆ?。 戶腿的戈怖模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，所述螺旋測(cè)微器采用數(shù)顯螺旋測(cè)微器。 所述的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，試樣臺(tái)放置于主支撐的燕尾槽形導(dǎo)軌中，試樣臺(tái)在 導(dǎo)軌中的運(yùn)行方向和運(yùn)行速度與導(dǎo)航棒同步。
所述的戈怖模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，試樣臺(tái)與導(dǎo)航棒的連接方式^Mii樹牛連接，連 接件的縱截面為直角形，連接件的一iiM:螺栓I與導(dǎo)航棒連接，連接件的另一 M31螺栓II與試樣臺(tái)連接。
戶脫的戈怖模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，錐形頭與螺旋測(cè)微器通過(guò)鎖緊體鎖緊，鎖緊裝置 包括卡箍、頂絲i和頂絲n，卡箍為筒形結(jié)構(gòu)，在卡箍偵曬安裝可伸至卡箍?jī)?nèi)的 頂絲i和頂絲n，頂絲i和頂絲n分別與卡箍M^累紋連接；螺旋測(cè)微器一端設(shè) 有柱形桿，錐形頭與柱形桿相對(duì)設(shè)置，卡箍套在錐形頭與柱形桿外側(cè)，頂絲i對(duì) 應(yīng)于柱形桿的側(cè)面，頂絲n對(duì)應(yīng)于錐形頭的側(cè)面，M31頂絲I鎖緊柱形桿，M 頂絲n鎖緊錐形頭。
所述的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，錐形頭由特殊的硬質(zhì)材料審喊，硬質(zhì)材料包括
YG8、 YG12或YG15。
所述的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)的使用方法，禾,該戈怖實(shí)驗(yàn)機(jī)制造人工劃痕，具體
的操作如下
(1) 選擇^t形狀的錐形頭，通過(guò)鎖緊裝置將錐形頭與螺旋測(cè)微器連接并 固定在一起；
(2) 將試樣固定于試樣臺(tái)上；
(3) 將電源插頭連接于供電電源，調(diào)節(jié)變頻器的調(diào)頻旋鈕，將輸出頻率控 制到0.01-50Hz;
(4) 設(shè)置錐形頭位置零點(diǎn)；
(5) 設(shè)定劃痕深度；
(6) 制戯lj痕按下變頻器的"正向"按鈕，直進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)試樣臺(tái)前進(jìn)；當(dāng) 試樣經(jīng)過(guò)錐形頭后，表面留下預(yù)設(shè)深度的劃痕；
(7) 通過(guò)鄉(xiāng)巨螺栓移動(dòng)試樣，重復(fù)以上動(dòng)作，得到一條同樣特征的劃痕；旋 轉(zhuǎn)J效巨螺栓同樣的角度，得到的是一系列等距離的劃痕。
所述的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)的使用方法，所這步驟(4)中，設(shè)置錐形頭位置零點(diǎn) 的過(guò)程如下首先，旋轉(zhuǎn)螺旋測(cè)微器使之帶動(dòng)錐形頭向上移動(dòng)，以防錐形頭在調(diào)零之前碰 到試樣；然后，按變頻器盼'正向"按鍵，把試樣移動(dòng)到錐形頭的正下方，調(diào)節(jié)螺
旋測(cè)微器，在錐形頭剛剛接觸試樣到表面停止調(diào)節(jié)；接著，按螺旋測(cè)微器的Zero 按鍵，屏幕上的數(shù)字顯示為0，這就設(shè)置好了錐形頭的位置零點(diǎn)。
所述的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)的使用方法，所這步驟(5)中，設(shè)定劃痕深度的過(guò)程
如下
在設(shè)置好i體零點(diǎn)后，將螺旋測(cè)微器調(diào)整，使錐形頭離開試樣表面；然后， 按變頻器盼'逆向"按鍵，使試樣離開錐形頭中心1~3厘米的距離；接著，繼續(xù)調(diào) 節(jié)螺旋測(cè)微器的旋轉(zhuǎn)按鈕，在顯示器上設(shè)置要得至啲劃痕深度；最后，鎖定螺旋
V:實(shí)用新型的有益效果如下
1、 本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)機(jī)由變頻器、直進(jìn)電機(jī)、數(shù)顯螺旋測(cè)微器、錐形頭、控 距螺栓、試樣臺(tái)和主支撐等組成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用、成本低、操作方便。工作時(shí)， 只需將數(shù)顯螺旋觀微器和錐形頭配合，設(shè)定好深度，當(dāng)直進(jìn)電機(jī)推動(dòng)試樣臺(tái)運(yùn)動(dòng) 并經(jīng)過(guò)錐形頭時(shí)即可以做出特定形貌劃傷。
2、 本實(shí)用新型主要用于各種金屬或合金表面的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)I貼iJ
傷特征，如劃傷深度、寬度、密度、截面形貌等多方面的控制。

圖1為該劃傷實(shí)驗(yàn)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為直進(jìn)電機(jī)和i式樣臺(tái)的連接圖。
圖3為數(shù)顯螺旋測(cè)微器和錐形頭之間的連接鎖定結(jié)構(gòu)圖。
圖中，l變頻器；2直進(jìn)電機(jī)；3螺旋測(cè)微器；4錐形頭；5鄉(xiāng)巨螺栓；6試 樣臺(tái)；7主支撐；8卡片；9電源插頭；21輸入端；26導(dǎo)航棒；261螺栓I ; 262 螺栓II; 263連接件；31柱形桿；34鎖緊裝置；341卡箍；342頂絲I; 343頂絲 II; 67導(dǎo)軌。
具體實(shí)ltt"式
如圖l-3所示，本實(shí)用新型提供一種劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，該實(shí)驗(yàn)機(jī)由變頻器l、 直進(jìn)電機(jī)2、數(shù)顯螺旋測(cè)微器3、錐形頭4、控距螺栓5、試樣臺(tái)6和主支撐7等 組成，直進(jìn)電機(jī)2、數(shù)顯螺旋測(cè)微器3、控距螺栓5均固定在主支撐7上，在試樣 臺(tái)6上設(shè)有一對(duì)可移動(dòng)卡片8，用于固定試樣；在數(shù)顯螺旋測(cè)微器3上安裝與試樣相對(duì)應(yīng)的錐形頭4，用于劃傷試樣;在試樣臺(tái)6上設(shè)有與試樣連接的控距螺栓5， 鄉(xiāng)巨螺栓5可以推動(dòng)試樣做垂直于試樣臺(tái)6運(yùn)動(dòng)方向的移動(dòng)，移動(dòng)距離由控距螺
栓5的旋轉(zhuǎn)角度和螺距確定。直進(jìn)電機(jī)2上裝有導(dǎo)航棒26，導(dǎo)航棒26與試樣臺(tái)6 連接，直進(jìn)電機(jī)2的輸入端21直接與變頻器1的輸出端相連，導(dǎo)航棒26的前進(jìn) 和后退，由變頻器1上的"正向"和"逆向"按鍵控制，導(dǎo)航棒26前進(jìn)和后退的速度 由變頻器1上的頻率調(diào)整旋鈕控制。
本實(shí)用新型中，試樣臺(tái)6放置于主支撐7的燕尾槽形導(dǎo)軌67中，試樣臺(tái)6 在導(dǎo)軌67中可以做前后運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行方向和運(yùn)行速度與導(dǎo)航棒26同步。
如圖2所示，試樣臺(tái)6與導(dǎo)航棒26的連接方式^131^接件263連接，連接 件263的縱截面為直角形，連接件263的一iiffi過(guò)螺栓I 261與導(dǎo)航棒26連接， 連接件263的另一iiil過(guò)螺栓II262與試樣臺(tái)6連接。
如圖l、 3所示，鎖緊裝置34包括卡箍341、頂絲I342和頂絲I1343，卡箍 341為筒形結(jié)構(gòu)，在卡箍341側(cè)面安裝可伸至卡箍341內(nèi)的頂絲I 342和頂絲 11343，頂絲I342和頂絲II343分別與卡箍341艦螺紋連接。數(shù)顯螺旋測(cè)微器 3和錐形頭4由鎖緊裝置34鎖緊，具體鎖緊方式是數(shù)顯螺旋測(cè)微器3 —端設(shè)有 柱形桿31 ，錐形頭4與柱形桿31相對(duì)設(shè)置，卡箍341套在錐形頭4與柱形桿31 外側(cè)，頂絲I342對(duì)應(yīng)于柱形桿31的側(cè)面，頂絲II343對(duì)應(yīng)于錐形頭4的側(cè)面， 通過(guò)頂絲I 342鎖緊柱形桿31 ， S31頂絲II343鎖緊錐形頭4 。
本實(shí)用新型中，錐形頭4由特殊的硬質(zhì)材料帝喊，如YG8、 YG12或YG15等。
如圖l-3所示，禾U用該劃傷實(shí)驗(yàn)機(jī)制造AX劃痕，具體的操作如下
1. 選擇魏形狀的錐形頭4，通過(guò)如圖3所示鎖緊裝置34的連接鎖定結(jié)構(gòu) 將錐形頭4與數(shù)顯螺旋測(cè)微器3連接并固定在一起。
2. 將試樣固定于試樣臺(tái)6上的可移動(dòng)卡片8。
3. 將電源插頭9連接于220V供電電源，調(diào)節(jié)變頻器l的調(diào)頻旋鈕，將輸出 頻率控制到10Hz(這時(shí)候直進(jìn)電機(jī)2的輸出速度將是最，度的五分之一，也可 以根據(jù)具體情 皿行調(diào)整)。
4. 設(shè)置錐形頭位置零點(diǎn)。首先，旋轉(zhuǎn)數(shù)顯螺旋測(cè)微器3使之帶動(dòng)錐形頭4 向上移動(dòng)，以防錐形頭在調(diào)零之前碰到試樣。然后，按變頻器1盼'正向"按鍵， 把試樣移動(dòng)到錐形頭4的正下方，緩慢調(diào)節(jié)數(shù)顯螺旋測(cè)微器3，在錐形頭4剛剛接觸試樣到表面停止調(diào)節(jié)。接著，按數(shù)顯螺旋測(cè)微器的Zero按鍵，屏幕上的數(shù) 字顯示為0，這就設(shè)置好了錐形頭4的位置零點(diǎn)。
5. 設(shè)定劃痕深度。在設(shè)置好位置零點(diǎn)后，將數(shù)顯螺旋測(cè)微器3調(diào)整，使錐 形頭4離開試樣表面。然后，按變頻器1盼'逆向"按鍵，使試樣離開錐形頭4中 心約l厘米的距離。接著，繼續(xù)調(diào)節(jié)數(shù)顯螺旋測(cè)微器3的旋轉(zhuǎn)按鈕，在顯示器上 設(shè)置要得到的劃痕深度。最后，鎖定數(shù)顯螺旋測(cè)微器3。
6. 制戯喊。按下變頻器l的"正向"按鈕，直進(jìn)電機(jī)2帶動(dòng)試樣臺(tái)6前進(jìn)。 當(dāng)試樣經(jīng)過(guò)錐形頭4后，表面留下預(yù)設(shè)深度的劃痕。
7. il31J效巨螺栓5移動(dòng)試樣，重復(fù)以上動(dòng)作，得到一條同樣特征的劃痕。 旋轉(zhuǎn) 效巨螺栓5同樣的角度，得到的是一系列等距離的劃痕。
權(quán)利要求1、一種劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，其特征在于，該實(shí)驗(yàn)機(jī)主要設(shè)有變頻器(1)、直進(jìn)電機(jī)(2)、螺旋測(cè)微器(3)、錐形頭(4)、控距螺栓(5)、試樣臺(tái)(6)和主支撐(7)，直進(jìn)電機(jī)(2)、螺旋測(cè)微器(3)和控距螺栓(5)均固定在主支撐(7)上，在螺旋測(cè)微器(3)上安裝與試樣臺(tái)(6)上的試樣相對(duì)應(yīng)的錐形頭(4)，直進(jìn)電機(jī)(2)上的導(dǎo)航棒(26)與試樣臺(tái)(6)連接，直進(jìn)電機(jī)(2)的輸入端(21)直接與變頻器(1)的輸出端相連；在試樣臺(tái)(6)上設(shè)有與試樣連接、推動(dòng)試樣做垂直于試樣臺(tái)(6)運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)的控距螺栓(5)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，其特征在于，在試樣臺(tái)(6)上 設(shè)有用于固定試樣的可移動(dòng)卡片(8)。
3、 按照權(quán)利要求1戶腿的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述螺旋測(cè)微器(3) 采用數(shù)顯螺旋測(cè)微器。
4、 按照權(quán)利要求1所述的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，其特征在于，試樣臺(tái)(6)放置 于主支撐(7)的燕尾槽形導(dǎo)軌(67)中，試樣臺(tái)(6)在導(dǎo)軌(67)中的運(yùn)行方 向和運(yùn)行速度與導(dǎo)航棒(26)同步。
5、 按照權(quán)利要求1所述的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，其特征在于，i式樣臺(tái)(6)與導(dǎo) 航棒(26)的連接方式是通，接件(263)連接，連接件(263)的縱截面為直 角形，連^(牛(263)的一iiM31螺栓I (261)與導(dǎo)航棒(26)連接，連接件(263) 的另一iiilii螺栓ll (262)與試樣臺(tái)(6)連接。
6、 按照權(quán)利要求1所述的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，其特征在于，錐形頭(4)與螺 旋測(cè)微器(3) M鎖緊裝置(34)鎖緊，鎖緊裝置(34)包括卡箍(341)、頂絲I (342)和頂絲II (343)，卡箍(341)為筒形結(jié)構(gòu)，在卡箍(341)側(cè)面安裝可 伸至卡箍(341)內(nèi)的頂絲I (342)和頂絲I1 (343)，頂絲I (342)和頂絲I1 (343) 分別與卡箍(341)通過(guò)螺紋連接；螺旋測(cè)微器(3) —端設(shè)有柱形桿(31)，錐形 頭(4)與柱形桿(31)相對(duì)設(shè)置，卡箍(341)套在錐形頭(4)與柱形桿(31) 外側(cè)，頂絲I (342)對(duì)應(yīng)于柱形桿(31)的側(cè)面，頂絲II (343)對(duì)應(yīng)于錐形頭(4)的側(cè)面，通過(guò)頂絲I (342)鎖緊柱形桿(31)， M頂絲II (343)鎖緊錐 形頭(4)。
7、按照權(quán)利要求1所述的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，其特征在于，錐形頭(4)由特殊的硬質(zhì)材料制成，硬質(zhì)材料包括YG8、 YG12或YG15。
專利摘要本實(shí)用新型涉及劃傷模擬裝置，具體為一種劃傷模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的操作復(fù)雜且價(jià)格昂貴，不能做出宏觀尺度的劃痕，很難滿足模擬劃傷的要求等問題。該實(shí)驗(yàn)機(jī)在螺旋測(cè)微器上安裝與試樣臺(tái)上的試樣相對(duì)應(yīng)的錐形頭，直進(jìn)電機(jī)的輸入端直接與變頻器的輸出端相連，直進(jìn)電機(jī)上的導(dǎo)航棒與試樣臺(tái)連接；在試樣臺(tái)上設(shè)有與試樣連接、推動(dòng)試樣做垂直于試樣臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)的控距螺栓。工作時(shí)，只需將數(shù)顯螺旋測(cè)微器和錐形頭配合，設(shè)定好深度，當(dāng)直進(jìn)電機(jī)推動(dòng)試樣臺(tái)運(yùn)動(dòng)并經(jīng)過(guò)錐形頭時(shí)即可以做出特定形貌劃傷。該裝置主要用于各種金屬或合金表面的劃傷模擬實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)劃傷特征，如劃傷深度、寬度、密度、截面形貌等多方面的控制。
文檔編號(hào)G01N3/00GK201434799SQ20092001527
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者孟凡江, 偉 柯, 王儉秋, 韓恩厚 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所