CN105699177A - 一种带有二向力测量功能的刮擦试验仪刮头 - Google Patents

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Abstract

一种带有二向力测量功能的刮擦试验仪刮头，主要由包括：传感器连接块（1）、微型称重传感器（2）、微型拉力传感器（3）、万向节（4）、刮头（5）。刮头（5）通过螺纹孔（6）安装固定于传感器连接块（1）上。将微型称重传感器（2）安装到传感器连接块（1）中。通过微型拉力传感器（2）左右两侧的螺纹，连接传感器连接块（1）和万向节（4）。最后可通过万向节（4）连接至刮擦试验仪上。本发明提供了一种带有二向力测量功能的刮擦试验仪刮头，具有可同时测量两个方向上的力、易于更换传感器、经济实用等优点。

Description

一种带有二向力测量功能的刮擦试验仪刮头
技术领域
本发明属于刮擦试验仪器力测量装置相关领域。
背景技术
刮擦现象可一般性地描述为：通过施加法向力/位移荷载，使硬质球形刮头压入基底材料相当深度，沿材料表面进行切向运动的变形过程。其中以材料表面破坏时所施加的荷载（又称临界荷载）作为判断材料耐刮擦性能的一个非常重要的指标。
目前，市面上的大多数刮擦试验测试仪器，结构相对简单，功能大多只是完成简单的单次刮擦试验，试验过程中，只能通过对刮头加载恒定重量的砝码来完成不同荷载/深度控制的刮擦试验，而在试验完成后，只能依靠显微观测手段对刮擦形貌、宽度、深度等来判断材料表面耐刮擦性能的好坏，无法得到刮擦过程中实时法向力或切向力的数据。而单独使用二轴传感器价格昂贵，且受自身结构限制，无法改变每个轴测量时的范围和精度，使得其使用范围具有一定的局限性。
发明内容
鉴于现有技术的上述不足，本发明的目的是构造一种带有二向力测量功能的刮擦试验仪刮头，使之降低试验成本和克服现有技术的以上缺点。
本发明的装置能够：
1、可实时测量、记录刮擦试验时刮头的法向力、切向力，且传感器易于更换；
2、方便更换划痕刮头，使用多种形状、大小的刮头进行划痕试验；
3、进行刮擦试验的同时能有效保证刮头尖端与微型拉压传感器在同一直线上，防止发生偏心力矩；
4、可反复进行材料表面刮擦试验。
本发明的目的是通过以下的手段实现的：一种带有二向力测量功能的刮擦试验仪刮头，用于在划痕试验过程中完成刮头法向力及切向力数据的实时采集。包括：传感器连接块1、微型称重传感器2、微型拉力传感器3、万向节4、刮头5；微型称重传感器2安装到呈筒状外形的传感器连接块1内；微型拉力传感器3的一端通过外螺纹与传感器连接块1的螺纹孔7联接，微型拉力传感器3的另一端亦通过外螺纹与万向节4联接；刮头5联接在传感器连接块1底部。
本发明带有二向力测量功能的刮擦试验仪刮头，所有主要部件用铝合金和不锈钢加工而成，并对铝合金表面进行氧化处理，可以有效防止生锈现象。安装时，首先刮头5通过螺纹孔6安装固定于传感器连接块1上。再将微型称重传感器2安装到传感器连接块1中。通过微型拉力传感器2左右两侧的螺纹，连接传感器连接块1和万向节4。最后可通过万向节4连接至刮擦试验仪上。微型拉力传感器3通过螺纹左右连接万向节4和传感器连接块1，具有对中性，不产生偏心力矩的特点，从而使得刮擦试验过程中切向力实时数据的准确性。通过更换刮擦刮头5，可利用不同形状的刮头进行的刮擦试验。本发明具有可同时测量二轴力、易于更换传感器及刮擦刮头、经济实用等优点。
附图说明
图1为本发明的总体结构装配示意图。
图2为本发明传感器连接块的视图：仰视图（2a）、左视图（2b）、右视图（2c）和轴测图（2d）。
图3为本发明万向节的视图：正视图（3a）、左视图（3b）、俯视图（3c）和轴测图（3d）。
图4为本发明刮擦刮头正视图（4a）和轴测图（4b）。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的结构作进一步的详述。
图1通过整体装配三维视图，给出了各个部件的装配关系图。首先刮头5通过螺纹孔7安装固定于传感器连接块1上。再将微型称重传感器2安装到传感器连接块1中。通过微型拉力传感器2左右两侧的螺纹，连接传感器连接块1和万向节4。最后可通过万向节4连接至刮擦试验仪上。结合图1-4可看到，传感器连接块1的底部设计有螺纹孔6，便于安装不同形式的刮头。
本发明利用两个独立的力传感器，分别测量法向力和切向力。通过单独、便捷地更换法向和切向上的传感器，可对两个轴上传感器的测量量程、精度进行调节。微型称重传感器2和微型拉力传感器3可以方便更换，从而实现不同载荷范围的刮擦试验的数据实时测量与采集。通过更换刮擦刮头5，可利用不同形状的刮头进行的刮擦试验。

Claims (4)

1.一种带有二向力测量功能的刮擦试验仪刮头，用于在划痕试验过程中完成刮头法向力及切向力数据的实时采集，其特征在于，包括：传感器连接块（1）、微型称重传感器（2）、微型拉力传感器（3）、万向节（4）、刮头（5）；微型称重传感器（2）安装到呈筒状外形的传感器连接块（1）内；微型拉力传感器（3）的一端通过外螺纹与传感器连接块（1）的螺纹孔（7）联接，微型拉力传感器（3）的另一端亦通过外螺纹与万向节（4）联接；刮头（5）联接在传感器连接块（1）底部。
2.根据权利要求1所述的带有二向力测量功能的刮擦试验仪刮头，其特征在于，传感器连接块（1）后侧开有矩形切槽（8），以便于安装连接微型称重传感器（2）的信号线及更换微型称重传感器。
3.根据权利要求1所述的带有二向力测量功能的刮擦试验仪刮头，其特征在于，传感器连接块（1）左右两侧都设置有螺纹孔，左右可分别安装微型拉压传感器，以实现反复刮擦试验。
4.根据权利要求1所述的带有二向力测量功能的刮擦试验仪刮头，其特征在于，所述传感器连接块（1）的底部设计有螺纹孔（6），便于安装不同形式的刮头。
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