CN104316371A - 一种金相试样的样品分离装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种金相试样的样品分离装置及其使用方法，属于材料检测技术领域。目前想要将已镶嵌好的样品从金相试样中分离实现取样，还没有专业的设备可利用，通常只能采用简单机械进行暴力分离，但是这种方式不仅耗费取样时间，且工作效率低下，在样品与镶料分离过程中，还容易导致样品表面损伤并造成污染，从而影响金相分析的准确性。本发明提供了一种全新的样品分离装置，由基体、控制单元、驱动单元、重锤单元、保护罩单元及接料单元组成，通过控制单元实现驱动单元、重锤单元及保护罩单元的联动，可以有效缩短取样时间，提高取样效率，能够避免样品表面损伤导致的样品污染，有效保证金相分析的准确性。

Description

一种金相试样的样品分离装置及其使用方法

技术领域

本发明属于材料检测技术领域，特别是涉及一种金相试样的样品分离装置及其使用方法。

背景技术

金相分析是对金属材料组织性能研究和失效分析最为常用的一种分析方法，广泛应用于冶金、化工、材料、机械、铸造等行业，而金相试样的样品质量是保证金相分析准确性的关键因素，其中镶嵌样品和样品分离是金相试样制备步骤中必不可少的环节。

目前，样品的镶嵌可由金相试样镶嵌机完成，但是想要将已镶嵌好的样品从金相试样中分离实现取样，现阶段还没有专业的设备可利用，通常只能采用简单机械进行暴力分离，但是这种方式不仅耗费取样时间，且工作效率低下，在样品与镶料分离过程中，还容易导致样品表面损伤并造成污染，从而影响金相分析的准确性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种金相试样的样品分离装置及其使用方法，可以有效缩短取样时间，提高取样效率，能够避免样品表面损伤导致的样品污染，保证金相分析的准确性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种金相试样的样品分离装置，包括基体、控制单元、驱动单元、重锤单元、保护罩单元及接料单元；所述驱动单元包括驱动电机、横向驱动杆、纵向驱动杆、上悬臂及下悬臂，所述驱动电机的控制端与控制单元相连，驱动电机的电机轴通过联轴器与横向驱动杆一端相连，驱动电机固定于基体上，横向驱动杆通过轴承水平安装于基体上；所述纵向驱动杆通过轴承竖直安装于基体内，横向驱动杆与纵向驱动杆之间通过锥齿轮组啮合传动；所述纵向驱动杆两端杆体上均加工有外螺纹，且杆体两端的外螺纹互为正反螺纹，上悬臂通过其上螺纹孔安装在纵向驱动杆上端杆体上，下悬臂通过其上螺纹孔安装在纵向驱动杆下端杆体上；所述上悬臂一端与基体滑动连接，上悬臂另一端安装有重锤栓，重锤栓通过复位弹簧与上悬臂相连，在上悬臂内还设置有继电器，重锤栓通过继电器进行伸缩动作；所述下悬臂一端与基体滑动连接，下悬臂另一端竖直设有定位杆；

所述重锤单元包括重锤、压缩弹簧及导向杆，所述导向杆竖直安装在基体上，重锤通过其中心孔套装在导向杆上，所述压缩弹簧套装在基体与重锤之间的导向杆上；所述重锤与上悬臂的重锤栓相配合；

所述保护罩单元包括保护罩和分离锥，所述分离锥通过保护罩中部通孔设置在保护罩上，保护罩内部为试样料槽，金相试样位于试样料槽内，分离锥顶部与重锤相对应，分离锥底部与金相试样相对应；所述保护罩边沿开有定位孔，下悬臂的定位杆位于定位孔内；

所述接料单元包括托料台、支柱及盛样槽，所述托料台通过支柱安装于基体上，托料台中部开有落样孔，盛样槽位于落样孔下方，在盛样槽内备有盛样皿，在落样孔上孔口处设有限位槽，限位槽用于放置金相试样。

所述上悬臂和下悬臂的一端均设置有轨道槽，所述基体上设置有导轨，上悬臂和下悬臂均通过轨道槽、导轨与基体滑动连接。

在所述导轨上安装有两个限位开关，两个限位开关分别位于上悬臂及下悬臂的安全行程终点，限位开关与控制单元相连，触发限位开关可使驱动电机停转。

所述控制单元内设置有上升控制按钮、下降控制按钮及分离控制按钮，上升控制按钮和下降控制按钮用于控制驱动电机的转动方向，分离控制按钮用于控制继电器得电状态。

在所述重锤上方还加装有砝码，砝码数量若干，且砝码的单位重量为0.5～1kg。

在所述下悬臂与保护罩之间还连接有缓冲弹簧。

采用所述的金相试样的样品分离装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：按动上升控制按钮，驱动电机正向转动，带动横向驱动杆正向转动，进而通过锥齿轮组带动纵向驱动杆正向转动，使下悬臂上升及上悬臂下降，下悬臂带动保护罩抬升并脱离托料台，上悬臂引导重锤下降，然后根据金相试样的材质及厚度确定砝码的数量和重量，再将相应数量和重量的砝码加装到重锤上；

步骤二：将金相试样放置到托料台的限位槽内，按动下降控制按钮，驱动电机反向转动，带动横向驱动杆反向转动，进而通过锥齿轮组带动纵向驱动杆反向转动，使下悬臂下降及上悬臂上升，当保护罩下降并贴合托料台后，金相试样被包覆在试样料槽内，下悬臂继续下降直到缓冲弹簧处于拉伸状态，实现保护罩与托料台的紧密贴合，同时上悬臂带动重锤上升到预定高度；

步骤三：按动分离控制按钮，上悬臂内的继电器得电使重锤栓缩回，重锤失去约束并在压缩弹簧的驱动下快速下落，重锤高速冲击分离锥并将冲击能传递到金相试样上，在冲击力作用下样品被从金相试样上击落，并通过落样孔掉入盛样槽内的盛样皿上，完成样品的分离作业。

本发明的有益效果：

本发明与现有的样品分离方式相比，提供了一种全新的样品分离装置，可以有效缩短取样时间，提高取样效率，能够避免样品表面损伤导致的样品污染，有效保证金相分析的准确性。

附图说明

图1为本发明的一种金相试样的样品分离装置结构示意图；

图2为本发明的上悬臂结构示意图；

图3为本发明的下悬臂结构示意图；

图4为本发明的重锤单元结构示意图；

图5为本发明的保护罩单元结构示意图；

图6为本发明的接料单元结构示意图；

图中，1—基体，2—驱动电机，3—横向驱动杆，4—纵向驱动杆，5—上悬臂，6—下悬臂，7—锥齿轮组，8—轨道槽，9—导轨，10—重锤栓，11—复位弹簧，12—继电器，13—定位杆，14—上升控制按钮，15—下降控制按钮，16—分离控制按钮，17—重锤，18—砝码，19—压缩弹簧，20—导向杆，21—保护罩，22—分离锥，23—试样料槽，24—金相试样，25—定位孔，26—缓冲弹簧，27—托料台，28—支柱，29—盛样槽，30—限位槽，31—落样孔，32—盛样皿，33—限位开关，34—样品。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2、3、4、5、6所示，一种金相试样的样品分离装置，包括基体1、控制单元、驱动单元、重锤单元、保护罩单元及接料单元；所述驱动单元包括驱动电机2、横向驱动杆3、纵向驱动杆4、上悬臂5及下悬臂6，所述驱动电机2的控制端与控制单元相连，驱动电机2的电机轴通过联轴器与横向驱动杆3一端相连，驱动电机2固定于基体1上，横向驱动杆3通过轴承水平安装于基体1上；所述纵向驱动杆4通过轴承竖直安装于基体1内，横向驱动杆3与纵向驱动杆4之间通过锥齿轮组7啮合传动；所述纵向驱动杆4两端杆体上均加工有外螺纹，且杆体两端的外螺纹互为正反螺纹，上悬臂5通过其上螺纹孔安装在纵向驱动杆4上端杆体上，下悬臂6通过其上螺纹孔安装在纵向驱动杆4下端杆体上；所述上悬臂5一端与基体1滑动连接，上悬臂5另一端安装有重锤栓10，重锤栓10通过复位弹簧11与上悬臂5相连，在上悬臂5内还设置有继电器12，重锤栓10通过继电器12进行伸缩动作；所述下悬臂6一端与基体1滑动连接，下悬臂6另一端竖直设有定位杆13；

所述重锤单元包括重锤17、压缩弹簧19及导向杆20，所述导向杆20竖直安装在基体1上，重锤17通过其中心孔套装在导向杆20上，所述压缩弹簧19套装在基体1与重锤17之间的导向杆20上；所述重锤17与上悬臂5的重锤栓10相配合；

所述保护罩单元包括保护罩21和分离锥22，所述分离锥22通过保护罩21中部通孔设置在保护罩21上，保护罩21内部为试样料槽23，金相试样24位于试样料槽23内，分离锥22顶部与重锤17相对应，分离锥22底部与金相试样24相对应；所述保护罩21边沿开有定位孔25，下悬臂6的定位杆13位于定位孔25内；

所述接料单元包括托料台27、支柱28及盛样槽29，所述托料台27通过支柱28安装于基体1上，托料台27中部开有落样孔31，盛样槽29位于落样孔31下方，在盛样槽29内备有盛样皿32，在落样孔31上孔口处设有限位槽30，限位槽30用于放置金相试样24。

所述上悬臂5和下悬臂6的一端均设置有轨道槽8，所述基体1上设置有导轨9，上悬臂5和下悬臂6均通过轨道槽8、导轨9与基体1滑动连接。

在所述导轨9上安装有两个限位开关33，两个限位开关33分别位于上悬臂5及下悬臂6的安全行程终点，限位开关33与控制单元相连，触发限位开关33可使驱动电机2停转，可防止上悬臂5或下悬臂6因过行程导致的碰撞事故。

所述控制单元内设置有上升控制按钮14、下降控制按钮15及分离控制按钮16，上升控制按钮14和下降控制按钮15用于控制驱动电机2的转动方向，分离控制按钮16用于控制继电器12得电状态。

在所述重锤17上方还加装有砝码18，砝码18数量若干，且砝码18的单位重量为0.5～1kg。

在所述下悬臂6与保护罩21之间还连接有缓冲弹簧26。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

实施例一

金相试样24的镶料为热镶嵌料，金相试样24厚度为16mm，其中样品34厚度为8mm。

步骤一：按动上升控制按钮14，驱动电机2正向转动，带动横向驱动杆3正向转动，进而通过锥齿轮组7带动纵向驱动杆4正向转动，使下悬臂6上升及上悬臂5下降，下悬臂6带动保护罩21抬升并脱离托料台27，上悬臂5引导重锤17下降，然后将一个重量为0.5kg的砝码18加装到重锤17上；

步骤二：将金相试样24放置到托料台27的限位槽30内，按动下降控制按钮15，驱动电机2反向转动，带动横向驱动杆3反向转动，进而通过锥齿轮组7带动纵向驱动杆4反向转动，使下悬臂6下降及上悬臂5上升，当保护罩21下降并贴合托料台27后，金相试样24被包覆在试样料槽23内，下悬臂6继续下降直到缓冲弹簧26处于拉伸状态，实现保护罩21与托料台27的紧密贴合，同时上悬臂5带动重锤17上升到预定高度；

步骤三：按动分离控制按钮16，上悬臂5内的继电器12得电使重锤栓10缩回，重锤17失去约束并在压缩弹簧19的驱动下快速下落，重锤17高速冲击分离锥22并将冲击能传递到金相试样24上，在冲击力作用下样品34被从金相试样24上击落，并通过落样孔31掉入盛样槽29内的盛样皿32上，完成样品34的分离作业。

实施例二

金相试样24的镶料为热镶嵌料，金相试样24厚度为20mm，其中样品34厚度为10mm，操作步骤同实施例一，其中加装到重锤17上的砝码18为两个，单位重量为0.5kg，总重量为1kg。

实施例三

金相试样24的镶料为热镶嵌料，金相试样24厚度为30mm，其中样品34厚度为12mm，操作步骤同实施例一，其中加装到重锤17上的砝码18为四个，单位重量为0.5kg，总重量为2kg。

实施例四

金相试样24的镶料为冷镶嵌料，金相试样24厚度为22mm，其中样品34厚度为10mm，操作步骤同实施例一，其中加装到重锤17上的砝码18为三个，单位重量为0.5kg，总重量为1.5kg。

对于不同厚度的金相试样24和样品34，本发明的样品分离装置通过对砝码18的数量及重量的调整，完全实现了快速对样品34的无损伤分离，且分离作业时无镶料飞溅。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (7)

1.一种金相试样的样品分离装置，其特征在于：包括基体、控制单元、驱动单元、重锤单元、保护罩单元及接料单元；所述驱动单元包括驱动电机、横向驱动杆、纵向驱动杆、上悬臂及下悬臂，所述驱动电机的控制端与控制单元相连，驱动电机的电机轴通过联轴器与横向驱动杆一端相连，驱动电机固定于基体上，横向驱动杆通过轴承水平安装于基体上；所述纵向驱动杆通过轴承竖直安装于基体内，横向驱动杆与纵向驱动杆之间通过锥齿轮组啮合传动；所述纵向驱动杆两端杆体上均加工有外螺纹，且杆体两端的外螺纹互为正反螺纹，上悬臂通过其上螺纹孔安装在纵向驱动杆上端杆体上，下悬臂通过其上螺纹孔安装在纵向驱动杆下端杆体上；所述上悬臂一端与基体滑动连接，上悬臂另一端安装有重锤栓，重锤栓通过复位弹簧与上悬臂相连，在上悬臂内还设置有继电器，重锤栓通过继电器进行伸缩动作；所述下悬臂一端与基体滑动连接，下悬臂另一端竖直设有定位杆；

所述重锤单元包括重锤、压缩弹簧及导向杆，所述导向杆竖直安装在基体上，重锤通过其中心孔套装在导向杆上，所述压缩弹簧套装在基体与重锤之间的导向杆上；所述重锤与上悬臂的重锤栓相配合；

所述保护罩单元包括保护罩和分离锥，所述分离锥通过保护罩中部通孔设置在保护罩上，保护罩内部为试样料槽，金相试样位于试样料槽内，分离锥顶部与重锤相对应，分离锥底部与金相试样相对应；所述保护罩边沿开有定位孔，下悬臂的定位杆位于定位孔内；

所述接料单元包括托料台、支柱及盛样槽，所述托料台通过支柱安装于基体上，托料台中部开有落样孔，盛样槽位于落样孔下方，在盛样槽内备有盛样皿，在落样孔上孔口处设有限位槽，限位槽用于放置金相试样。

2.根据权利要求1所述的一种金相试样的样品分离装置，其特征在于：所述上悬臂和下悬臂的一端均设置有轨道槽，所述基体上设置有导轨，上悬臂和下悬臂均通过轨道槽、导轨与基体滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种金相试样的样品分离装置，其特征在于：在所述导轨上安装有两个限位开关，两个限位开关分别位于上悬臂及下悬臂的安全行程终点，限位开关与控制单元相连，触发限位开关可使驱动电机停转。

4.根据权利要求1所述的一种金相试样的样品分离装置，其特征在于：所述控制单元内设置有上升控制按钮、下降控制按钮及分离控制按钮，上升控制按钮和下降控制按钮用于控制驱动电机的转动方向，分离控制按钮用于控制继电器得电状态。

5.根据权利要求1所述的一种金相试样的样品分离装置，其特征在于：在所述重锤上方还加装有砝码，砝码数量若干，且砝码的单位重量为0.5～1kg。

6.根据权利要求1所述的一种金相试样的样品分离装置，其特征在于：在所述下悬臂与保护罩之间还连接有缓冲弹簧。

7.采用权利要求1所述的金相试样的样品分离装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：按动上升控制按钮，驱动电机正向转动，带动横向驱动杆正向转动，进而通过锥齿轮组带动纵向驱动杆正向转动，使下悬臂上升及上悬臂下降，下悬臂带动保护罩抬升并脱离托料台，上悬臂引导重锤下降，然后根据金相试样的材质及厚度确定砝码的数量和重量，再将相应数量和重量的砝码加装到重锤上；

步骤二：将金相试样放置到托料台的限位槽内，按动下降控制按钮，驱动电机反向转动，带动横向驱动杆反向转动，进而通过锥齿轮组带动纵向驱动杆反向转动，使下悬臂下降及上悬臂上升，当保护罩下降并贴合托料台后，金相试样被包覆在试样料槽内，下悬臂继续下降直到缓冲弹簧处于拉伸状态，实现保护罩与托料台的紧密贴合，同时上悬臂带动重锤上升到预定高度；

步骤三：按动分离控制按钮，上悬臂内的继电器得电使重锤栓缩回，重锤失去约束并在压缩弹簧的驱动下快速下落，重锤高速冲击分离锥并将冲击能传递到金相试样上，在冲击力作用下样品被从金相试样上击落，并通过落样孔掉入盛样槽内的盛样皿上，完成样品的分离作业。