專利名稱:拉伸率測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及材料拉伸率或伸長量的測量,尤其適用于鋁型材矯直拉伸率的精確測量。
由于金屬材料,如鋁錠在擠壓成鋁型材的過程中,鋁錠經(jīng)擠壓筒穿過摸具擠出,受擠材料各處的受力、變形程度很不一致導(dǎo)致材料的內(nèi)應(yīng)力分布不均勻,使成型的材料受到不同程度的彎曲和翹扭,因此需要有一個(gè)拉伸矯直工序。為了保證型材平直,內(nèi)應(yīng)力分布均勻不變形,以及提高材質(zhì)的強(qiáng)度。必需對型材進(jìn)行拉伸矯直,但是在進(jìn)行型材拉伸矯直時(shí),對不同牌號的型材要控制其拉伸率,拉伸過大,將影響型材的機(jī)械性能、尺寸精度。反之,拉伸過小,將達(dá)不到拉伸矯直的目的。因此,如何正確、有效地控制拉伸率將是型材拉伸矯直工序中的關(guān)鍵,特別是對用于航天,航空產(chǎn)品上的受力大型簿壁鋁型材,需要精確控制其矯直拉伸率。在提供這類產(chǎn)品時(shí),需要提供矯直拉伸率數(shù)據(jù),以確保產(chǎn)品質(zhì)量。已有技術(shù)中使用拉伸矯直機(jī),一般配有型材夾頭,夾頭小車位移量計(jì)數(shù)器或指示拉伸時(shí)小車位移量的指示器。但是,由于夾頭與被夾持型材在拉伸中打滑,或者彎曲型材的變直伸長,亦或小車的輪子不是絕對的滾動運(yùn)動,因此位移計(jì)數(shù)器的指示值實(shí)際上不等同于型材伸長量,造成計(jì)量的不準(zhǔn)確而且計(jì)算和控制拉伸率也很困難、不準(zhǔn)。被舍棄不用。因此,操作者常需用卷尺在待矯直的型材上畫上間距為L的兩條標(biāo)線距,憑經(jīng)驗(yàn)觀察拉伸機(jī)油壓表和視型材的規(guī)格進(jìn)行拉伸矯直,估測拉伸率,認(rèn)為差不多時(shí),就停止拉伸,再量出此時(shí)兩條標(biāo)線間距L,由此根據(jù)ε=〈L-l〉/l式進(jìn)行計(jì)算得出型材的矯直拉伸率。采用這種方法,很難控制拉伸率,拉伸測量不準(zhǔn)確,費(fèi)工、費(fèi)時(shí),由于拉伸率不能得到有效的控制,造成產(chǎn)品合格率的降低。為了解決上述存在的問題,本實(shí)用新型提出一種由拉伸頭和測量儀組成的拉伸矯直測量裝置,目的在于得到一種操作簡便,測量可靠、準(zhǔn)確、成本低廉的型材伸長率的測量和控制的裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是由于拉伸率是定義為ε=〈L-l〉/l,即測量拉伸率就是需要測量被拉伸材料在拉伸前后定標(biāo)距長度的相對變化量,就是說對該定標(biāo)距的長度要能作出準(zhǔn)確的測量。
本實(shí)用新型所提出的測量裝置由兩部分組成,一部分是測量頭,另一部分是測量顯示儀。其中,測量頭是采用真空吸盤式的定標(biāo)距方式。即將測量頭用真空吸附的辦法固定在相距一定間距的位置上,由位移傳感器反映出定標(biāo)距間的距離變化,將這種距離變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娪嵦杺魉偷綔y量顯示儀,測量顯示儀采用數(shù)字表直接將所測的拉伸率作出直觀的顯示。
附
圖1表示拉伸裝置的測量頭示意圖。
附圖2是圖1的俯視圖。
附圖3是圖1的B-B剖視圖。
附圖4是圖2的I-I剖視圖。
附圖5表示測量儀的基本組成框圖。
附圖6表示測量儀的基本電路連接圖。
附圖7表示測量頭中的電位器與測量儀的調(diào)零電位器共同組成的直流電橋電路連接圖。
下面將參照附圖對本實(shí)用新型的拉伸率測量裝置作進(jìn)一步的描述。
參見附圖1,拉伸率測量裝置的測量頭包括框架體1,真空吸盤2,彈簧連接桿3,凸輪手柄4,電位器5以及電位器與測量儀間的連接電纜部件6。其中框架體1有兩個(gè),分別設(shè)置在測量頭的左右二側(cè)。它們相對于中間的P-P′面可以沿著水平方向運(yùn)動,彈簧連接桿3連接左、右框架體1,在左、右框架體1的下部一側(cè)各設(shè)置真空吸盤2,將測量頭置于待測鋁型材表面上,用手按住測量頭,板動凸輪手柄4,提升真空吸盤2,在真空吸盤2與型材形成負(fù)壓區(qū),借助于真空吸盤2將測量頭吸附在被拉伸型材上,型材進(jìn)行拉伸時(shí),框架體1作水平相反移動,在測量頭中還設(shè)置測量精密電位器5,該電位器5與測量儀中的調(diào)零電位器〈見圖7〉共同組成直流電橋。當(dāng)拉伸裝置對型材矯直時(shí),吸附于型材的定標(biāo)距為L的可分離框架體1隨著型材的伸長而分離一個(gè)距離為ΔL,此時(shí)測量精密電位器5的滑動頭相應(yīng)移動ΔL。因此改變了橋路的阻值分配,使橋路失去平衡,輸出電壓,把它直接送給數(shù)字電壓表顯示測量值。只要適當(dāng)匹配橋路阻值及電源電壓,即可使顯示測量值就是定標(biāo)距上的相對變形量ΔL/L。
見圖7,電橋輸入電壓為Ei,如果定標(biāo)距長度為L,測量電位器總電阻值為R,滑動頭行程為lo。當(dāng)滑動頭移動ΔL時(shí),橋路輸出電壓變化為ΔVo= (Ei)/(Ro+2R) · (Ro)/(lo) ·L· (ΔL)/(L) 對于確定的Ro,lo,L只要選取Ei和2R值使 (Ei)/(Ro+2R) · (Ro)/(lo) ·L=100。
那么,輸出電壓ΔVo=100· (ΔL)/(L) 。
此時(shí),數(shù)字電壓表上顯示的電壓值就是相對變形量的100倍。
附圖5表示測量儀的電路框圖。它包括整流穩(wěn)壓電路,直流測量橋路,峰值保持電路,數(shù)字顯示電路以及聲光報(bào)警電路。其中直流測量橋路見附圖5,數(shù)字顯示電路見附圖6中由虛線框B所示的那部分。而整流穩(wěn)壓電路,峰值保持電路及聲光報(bào)警電路見附圖6中由虛線框A表示的那部分。在整流穩(wěn)壓電路中,接入儀器的220V電壓通過2×18V,8W的變壓器降壓,再經(jīng)過θL100/1橋式整流和2×1000μ及2×0.1μ濾波得到正、負(fù)直流電壓,分別利用可調(diào)正三端穩(wěn)壓集成塊317和固定負(fù)三端穩(wěn)壓塊7915穩(wěn)壓,再次由2×1000μ及2×0.1μ濾波,就得到紋波小,穩(wěn)壓精度高的+15V及-15V的直流輸出〈見A虛線框圖內(nèi)的中間部分所示〉。在A虛線框圖的下半部分表示峰值保持電路,它是由高輸入阻抗的LF353集成放大塊和3×1N4148開關(guān)二極管,30μ鉭電容等組成。前一個(gè)1/2LF353作比較器用,后一個(gè)1/2LF353作跟隨器用。在A虛線框的上部表示聲光報(bào)警電路,它采用“555”時(shí)基集成塊構(gòu)成,第一個(gè)“555”作比較器用,第二個(gè)“555”作多諧振蕩器用,附圖6的右上部分中K2為波段開關(guān),用電阻分壓辦法給定出“555”五端的控制電壓,測量電位器的滑動頭輸出電壓通過K3接入“555”的2、6端,當(dāng)V5〈即報(bào)警電壓〉大于V2.6〈位移測量輸出電壓〉時(shí),V3為高電平,第二個(gè)“555”不能工作。當(dāng)V2.6大于或等于V5時(shí),V3為低電平,多諧振蕩器通過10K,30K,及10μF充放電工作,由3腳輸出固定頻率的高,低相間的電壓,分別驅(qū)動發(fā)光二極管和峰鳴器工作同時(shí)發(fā)聲和發(fā)光。
本實(shí)用新型的實(shí)施方式和具體達(dá)到的基本性能如下。附圖2、3、4分別給出了測量頭的各部分結(jié)構(gòu),其中兩個(gè)吸盤間的定標(biāo)距為250mm,吸盤直徑取50mm,真空吸盤的壓緊力接近20Kg,側(cè)面摩擦力可達(dá)5Kg,而測量頭重僅0.5Kg。真空吸盤座選用Ly12-CZ鋁合金制造,而真空吸盤采用氯丁橡膠摸壓制成,在吸盤表面復(fù)合一層質(zhì)地柔軟的硅橡膠以保證真空吸盤與型材之間的牢固吸附。
分離框架體內(nèi)部安置精密電位器,它是一個(gè)直線性的位移敏感頭,行程20mm,獨(dú)立線性精度為±0.5%,阻值為1KΩ,功率0.6W,使用壽命1000萬次。在可分離框架1的另一端設(shè)置彈簧導(dǎo)向連接桿3,它使分離框架在自然狀態(tài)時(shí)左右兩部分并緊,保證測量頭安裝時(shí)獲得250mm的定標(biāo)距。分離框架體由40×40×2mm的方框截面鋁型材構(gòu)成,它既起到連接各部分的作用,又起到保護(hù)位移測量敏感頭的作用。
整個(gè)拉伸率測量裝置所達(dá)到的基本測量性能是測量標(biāo)距250mm±0.2mm。
拉伸率測量范圍;0.1%-4%,測量誤差≤測量最大值的±1%,或±0.04個(gè)示值報(bào)警范圍0.5%-3%,間隔0.5%。
報(bào)警誤差±0.05個(gè)示值。
本實(shí)用新型所述的測量裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便,直觀顯示、準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn),適合于對型材作現(xiàn)場矯直拉伸率的測量,減輕了勞動強(qiáng)度,提高工作效率。如與微機(jī)配用可實(shí)現(xiàn)自動化測量??蓮V泛地用于對各種型材的矯直和拉伸率的測量。
權(quán)利要求1.一種拉伸率測量裝置,包括測量頭和測量儀、所述的測量儀由整流穩(wěn)壓電路,直流測量橋路,峰值保持電路,數(shù)字顯示電路以及聲光報(bào)警電路組成,其特征是測量頭由框架體1,真空吸盤2,彈簧連接桿3,手柄4,電位器5以及電位器5與測量儀之間的連接電纜部件6組成,其中,框架體1有兩個(gè)相對于中間的P-P′面可以沿水平方向位移的部分,彈簧連接桿3連接左、右框架體1,在左右框架體1的下部一側(cè)分別設(shè)置真空吸盤2,借助于真空吸盤2將測量頭吸附在被拉伸矯直的型材上,型材進(jìn)行拉伸時(shí),框架1作水平運(yùn)動。
2.按權(quán)利要求1所述的拉伸率測量裝置,其特征是在測量頭的框架體1內(nèi)設(shè)置精密測量電位器5,通過連接電纜部件6與測量儀的調(diào)零電位器共同組成直流電橋,在型材被拉伸時(shí)橋路失去平衡,輸出電壓,通過橋路匹配相應(yīng)顯示型材相對變形量。
3.按權(quán)利要求1或2所述的拉伸率測量裝置,其特征是,測量頭標(biāo)距為L=250mm,電位器5的線性位移敏感頭行程為20mm,
4.按權(quán)利要求1或2所述的拉伸率測量裝置,其特征是所述的測量頭的真空吸盤座選用LY12-CZ鋁合金制造,真空吸盤采用氯丁橡膠模壓制成,并且在吸盤表面復(fù)合一層硅橡膠。
專利摘要一種型材拉伸率測量用的測量裝置,包括測量頭和測量儀,其中測量頭由框架體,真空吸盤,彈簧連接桿,手柄、測量電位器以及電位器與測量儀間的電纜連接部件組成,利用電位器與測量儀中的調(diào)零電位器構(gòu)成的橋路,測量型材受拉伸時(shí)相應(yīng)于位移量的電壓變化,由測量儀顯示相應(yīng)于該電壓變化量的型材位移量,從而得到準(zhǔn)確的拉伸率測量值,該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,直觀以及可現(xiàn)場使用等優(yōu)點(diǎn),可廣泛用于各種型材矯直拉伸率的測量。
文檔編號G01B5/02GK2047360SQ89206168
公開日1989年11月8日 申請日期1989年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月30日
發(fā)明者陳竹師, 劉定祥, 曹承瑤 申請人:北京有色金屬研究院