CN101587050A - 新型高精度电动式电子布氏硬度计 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种新型高精度电动式电子布氏硬度计，包括机体、实验平台和压头，实验平台通过手轮及丝杆带动其上、下升降，压头座上接滚珠花键，滚珠花键的上部连接压力传感器，压力传感器的上部依次连接高硬度平台、驱动滚珠花键做垂直直线运动的高刚度杠杆，杠杆另一端安装带有精确导向装置的精密滚珠丝杠副，滚珠丝杠副由伺服电机驱动，其特征在于：滚珠花键采用的是精密级的，滚珠丝杠副的精度高于3级，在实验平台的下方，安装一个由多片压电陶瓷叠加成的压电陶瓷力值加载块，压电陶瓷力值加载块与驱动器连接。本发明的特点是：电动闭环控制加载、加载快速稳定可靠、加载力值精度高，可达±0.1％。
Description
技术领域
本发明是一种新型高精度电动式电子布氏硬度计，属于测量产品的结构技术领域。
背景技术
现在国内的电动式布氏硬度计试验力精度为±1％，与作为标准机±0.1％的精度要求还有相当大的差距。而国内外采用纯机械结构，即采用砝码配重加力的方式实现的布氏硬度计虽能满足标准机试验力精度要求，但结构笨重，而且由于机械结构传递误差大、易磨损、寿命短，人工操控繁琐、工作效率低，测量误差大。
发明内容
本发明正是针对现在装置存在的不足而设计提供了一种新型高精度电动式电子布氏硬度计，其目的是其试验力精度提高为±0.1％，同时实现电力驱动、闭环控制、计算机操控和显示、存储数据等功能。可作为标准机进行量值传递。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种新型高精度电动式电子布氏硬度计，包括一个高刚度的C型机体、实验平台和其上部的压头座及可更换的压头，实验平台通过手轮及丝杠带动其上、下升降，压头座上接滚珠花键，滚珠花键上套装复位弹簧，滚珠花键的上部连接压力传感器，压力传感器的上部连接一个高硬度平台，高硬度平台连接一个驱动滚珠花键做垂直直线运动的高刚度杠杆，杠杆另一端安装带有精确导向装置的精密滚珠丝杠副，滚珠丝杠副由伺服电机驱动，伺服电机的输入信号由伺服电机驱动器提供，伺服电机驱动器、位移测量装置和力测量用的压力传感器过屏蔽电缆与测控计算机连接，其特征在于：滚珠花键采用的是精密级的，滚珠丝杠副的精度高于3级，在实验平台的下方，安装一个由多片压电陶瓷叠加成的压电陶瓷力值加载块，压电陶瓷力值加载块与驱动器连接。
该种高精度电动式电子布氏硬度计具有一个与高刚度系统连接、带30kN推力纳米级位移调整装置的升降平台和±0.01％高精度压力传感器、采用闭环控制伺服电机直接驱动的高精度滚珠丝杠副通过杠杆对压头施力、施加载荷，通过人机对话可设并通过闭环测控系统自动调整施压系统。
附图说明
图1为本发明装置的整体结构示意图
图2为图1的前视结构示意图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
参见附图1～2所示，该种新型高精度电动式电子布氏硬度计，包括一个高刚度的C型机体9、实验平台10和其上部的压头座2及可更换的压头3，机体9不仅为载荷施加、测量、控制设备安装提供了平台，而且由于在工作过程中的极小变形而成为实现高精度测量的前提之一，实验平台10通过手轮15及丝杆12带动其上、下升降，特征是具有一个设在机体9上的工作平台10，该工作平台10不仅可以手动调整台面高低，并可以在实验需要的任何位置停止和自锁，压头座2上接滚珠花键5，滚珠花键5上套装复位弹簧8，滚珠花键5的上部连接压力传感器4，压力传感器4的上部连接一个高硬度平台6，高硬度平台6连接一个驱动滚珠花键5做垂直直线运动的高刚度杠杆7，杠杆7另一端安装带有精确导向装置19的精密滚珠丝杠副16，滚珠丝杠副16由伺服电机17驱动，伺服电机17的输入信号由伺服电机驱动器18提供，伺服电机驱动器18、位移测量装置20和力测量用的压力传感器4通过屏蔽电缆与测控计算机13连接，其特征在于：滚珠花键5采用的是精密级的，滚珠丝杠副16的精度高于3级，在实验平台10的下方，安装一个由多片压电陶瓷叠加成的压电陶瓷力值加载块11，压电陶瓷力值加载块11与驱动器14连接。
实验平台10是放置试件1的工作平台，其下方安装的大推力微位移压电陶瓷力值加载块11根据压力传感器4的测量结果在测控计算机13发出的指令下控制补偿驱动器14改变电压来实现位移补偿。丝杠12通过手动轮15根据实验要求调节伸出长度。压电陶瓷力值加载块11的输入、输出信号通过测试、控制电缆与补偿驱动器14相连。补偿驱动器14、力测量传感器4的输入、输出信号通过测试、控制电缆与计算机13相连。压头3下装可更换的压块2，上部连接可更换量程大小的高精度压力传感器4和高精度滚珠花键5。滚珠丝杠16由伺服电机17驱动。伺服电机17输入信号由与伺服电机驱动器18连接的电缆提供。伺服电机驱动器18和力测量传感器4通过屏蔽电缆与测控计算机13连接，并根据计算机13设定和测量结果反馈来调整载荷施加速率和大小。所有丝杠、电机、电机驱动器、大推力微位移补偿器驱动器和控制单元元器件均安装在机体9的内部。另外，在系统内部设置有上、下位置接近开关，以保护设备安全。
与现有技术相比，本发明装置不但测试精度高、操作简便、工作效率高，而且使用寿命长、维修方便、工作稳定可靠。本发明装置并不局限在实验室完成对硬度测试设备的定标，也可用于工业现场对金属材料硬度的现场测量。
Claims (1)
1.一种新型高精度电动式电子布氏硬度计，包括一个高刚度的C型机体(9)、实验平台(10)和其上部的压头座(2)及可更换的压头(3)，实验平台(10)通过手轮(15)及丝杆(12)带动其上、下升降，压头座(2)上接滚珠花键(5)，滚珠花键(5)上套装复位弹簧(8)，滚珠花键(5)的上部连接压力传感器(4)，压力传感器(4)的上部连接一个高硬度平台(6)，高硬度平台(6)连接一个驱动滚珠花键(5)做垂直直线运动的高刚度杠杆(7)，杠杆(7)另一端安装带有精确导向装置(19)的精密滚珠丝杠副(16)，滚珠丝杠副(16)由伺服电机(17)驱动，伺服电机(17)的输入信号由伺服电机驱动器(18)提供，伺服电机驱动器(18)和力测量用的压力传感器(4)通过屏蔽电缆与测控计算机(13)连接，其特征在于：滚珠花键(5)采用的是精密级的，滚珠丝杠副(16)的精度高于3级，在实验平台(10)的下方，安装一个由多片压电陶瓷叠加成的压电陶瓷力值加载块(11)，压电陶瓷力值加载块(11)与驱动器(14)连接。
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