CN211291836U - 一种盲孔法测量残余应力的钻孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盲孔法测量残余应力的钻孔装置，包括底座、调平支撑件、对中部件和钻孔部件；底座上设有第一工位孔和第二工位孔，第一工位孔位于底座中央，第二工位孔位于第一工位孔的旁侧；对中部件可拆卸地安装在底座的第一工位孔或第二工位孔上，钻孔部件可拆卸地安装在底座的第一工位孔或第二工位孔上；调平支撑件分布安装在底座上，用于支撑底座。该钻孔装置提供多工位选择钻孔操作，能够适应多种不同测量位置，在实际的测量过程中，该钻孔装置还具备适应性良好的特性，对含障碍物的情况(如T型节点等)能够有效进行测量。

Description

一种盲孔法测量残余应力的钻孔装置

技术领域

本实用新型涉及应力测定领域，具体地说是一种盲孔法测量残余应力的钻孔装置。

背景技术

钢结构以及其他金属材料构件的力学失效会对人们的生命安全与财产造成很大的损失。特别是焊接结构，由于热过程中的不均匀冷却所导致的残余应力对结构的力学行为和失效有重要的影响，因此在工程实际过程中经常需要对残余应力进行准确的测量。目前，利用盲孔法测量残余应力是一种较为成熟可靠的技术。但是，目前传统的盲孔法残余应力时存在较多的问题。主要的问题包括以下几点：(1)传统测试仪缺乏对钻孔位置精确定位的功能，这会导致设计的孔位和实际的孔位存在偏差，导致结果的不可确定性；(2)传统的测试仪对钻速的适配性较差，不同钻速(高速钻与低速钻)所形成的盲孔所释放的应变有较为明显区别，但传统测试仪缺乏对于不同钻速通用性的设备；(3)传统测试仪在钻孔深度的测量上也不够精确，在钻孔过程中无法进行即时读数；(4)传统测试仪对一些存在障碍物的测试件可能无法测量，如无法对T型节点焊趾处进行测试。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种盲孔法测量残余应力的钻孔装置，该钻孔装置提供多工位选择钻孔操作，针对一些存在障碍物的测试件能够合理避开障碍物进行测量。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种盲孔法测量残余应力的钻孔装置，包括底座、调平支撑件、对中部件和钻孔部件；底座上设有第一工位孔和第二工位孔，第一工位孔位于底座中央，第二工位孔位于第一工位孔的旁侧；对中部件可拆卸地安装在底座的第一工位孔或第二工位孔上，钻孔部件可拆卸地安装在底座的第一工位孔或第二工位孔上；调平支撑件分布安装在底座上，用于支撑底座。在一般情况下使用第一工位孔进行测试；当测试件存在障碍物时，使用第二工位孔进行测试。

作为一种优选，对中部件包括镜筒以及多套不同倍率的目镜和物镜配件，镜筒包括两个不同长度的上部镜筒和下部镜筒，上部镜筒和下部镜筒之间通过螺纹连接，目镜和物镜分别与镜筒通过螺纹连接。

作为一种优选，钻孔部件包括高度调节旋钮、深度标尺、高速钻孔配件和低速钻孔配件；高速钻孔配件包括高压气泵和高速空气涡轮机，低速钻孔配件包括冲击钻和铣削杆；高度调节旋钮和深度标尺安装在高速空气涡轮机或铣削杆上，深度标尺用于测量实时监控钻孔深度。

作为一种优选，还包括锁紧环、支撑套筒和导轨；导轨的外壁设有外螺纹，底座的两个工位孔内壁设有内螺纹，导轨和工位孔通过螺纹连接；导轨上设有竖向的通孔和水平设置的定位调节旋钮，支撑套筒安装在导轨的通孔内，当安装对中部件和钻孔部件时，支撑套筒位于导轨与对中部件或钻孔部件之间；锁紧环安装在高速空气涡轮机或铣削杆上，用于固定锁紧高速空气涡轮机或铣削杆。

作为一种优选，还包括水平仪。

作为一种优选，水平仪为内有气泡的水柱，水柱水平固定在底座的上表面。

作为一种优选，调平支撑件包括调平螺钉、锁紧螺母、支撑螺帽和垫片；垫片设置在支撑螺帽的下方，支撑螺帽的上端设有螺钉孔，所述螺钉孔为盲孔，螺钉孔内壁设有与调平螺钉配合的内螺纹，支撑螺帽安装在调平螺钉的尾端；调平螺钉与底座螺纹连接；锁紧螺母与调平螺钉通过螺纹连接且位于底座的下方，锁紧螺母用于固定调平螺钉与底座。

作为一种优选，调平支撑件包括调平螺钉、锁紧螺母、支撑螺帽和垫片；调平螺钉的端部为球状，支撑螺帽的上端与调平螺钉连接，下端与垫片通过螺纹连接，垫片的上端与调平螺钉的球状端部相接触。

作为一种优选，垫片具有强磁性。

作为一种优选，还包括LED灯，LED灯可旋转地安装在底座下表面；当使用第一工位孔时，LED灯朝向第一工位孔正下方；当使用第二工位孔时，LED灯朝向第二工位孔正下方。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

1.该钻孔装置提供多工位选择进行钻孔操作，能够适应多种不同测量位置，在实际的测量过程中，该钻孔装置还具备适应性良好的特性，对含障碍物的情况(如T型节点等)能够有效进行测量。

2.该钻孔装置能实现钻孔的精确定位，可提高竖向钻孔精度，能够适应不同钻速的情况(能够通用高速、低速钻)、提高其钻孔深度和形状的精确度，减少实验中的操作误差；能够对钻孔进深进行准确控制和实时读数。

附图说明

图1为实施例中对中状态下的结构示意图。

图2为实施例中钻孔状态下的结构示意图。

图3为实施例中的底座和调平支撑件的结构示意图。

图4为实施例中的电子式深度标尺。

图5为实施例中导轨和高度调节旋钮的结构示意图。

图6为实施例中的调平螺钉、支撑螺帽和垫片的结构示意图。

图中的标号和对应的零部件名称为：1-锁紧环，2-镜筒，3-目镜，4-高度调节旋钮，5-定位调节旋钮，6-调平螺钉，7-锁紧螺母，8-支撑螺帽，9-垫片，10-动力装置，11-电子式深度标尺，12-LED灯，13-电源开关，14-水平仪，15-第一工位孔，16-第二工位孔，17-深度标尺读数显示仪。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型做进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

一种盲孔法测量残余应力的钻孔装置，包括：底座、三个调平支撑件、对中部件、钻孔部件、LED灯、锁紧环、支撑套筒、导轨、高度调节旋钮和水平仪。三个调平支撑件分布安装在底座上，用于支撑底座。对中部件可拆卸地安装在底座上，钻孔部件可拆卸的安装在底座上。

底座上设有第一工位孔和第二工位孔，第一工位孔位于底座中央，第二工位孔位于第一工位孔的旁侧。在一般情况下使用第一工位孔进行测试；当测试件存在障碍物时，使用第二工位孔进行测试。

调平支撑件包括调平螺钉、锁紧螺母、支撑螺帽和垫片。垫片设置在支撑螺帽的下方，调平螺钉的尾端为球状的端部；锁紧螺母与调平螺钉通过螺纹连接且位于底座的下方，锁紧螺母用于固定调平螺钉与底座。支撑螺帽的上端与调平螺钉连接、下端与垫片通过螺纹连接，垫片的上端与调平螺钉的球状端部相接触。球状端部的调平螺钉使得垫片能够在一定范围内旋转。底座由三个调平支撑件支撑，通过改变调平螺钉的高度使底座保持水平，并通过底座上端面的水平仪确定底座是否满足水平度要求。垫片可旋转至倾斜一定角度，可适应不同坡度的测试件。垫片还具有强磁性，可将底座有效的固定在被测试工件上。

对中部件包括镜筒以及多套不同倍率的目镜和物镜配件，镜筒包括两个不同长度的上部镜筒和下部镜筒，上部镜筒和下部镜筒之间通过螺纹连接，目镜和物镜分别与镜筒通过螺纹连接。上部镜筒和下部镜筒可以分别使用或组合使用，可以同时满足镜筒的三种不同长度的要求，搭配多套不同的目镜和多套不同的物镜，可根据实际情况组成不同倍率的对中部件。

钻孔部件包括高度调节旋钮、深度标尺、高速钻孔配件和低速钻孔配件。深度标尺为电子式深度标尺，带有读数显示仪。高速钻孔配件包括高压气泵和高速空气涡轮机，低速钻孔配件包括冲击钻和铣削杆；高度调节旋钮安装在高速空气涡轮机或铣削杆上。钻孔部件被锁紧环固定后，旋转高度调节旋钮可使钻孔部件在垂直方向上的一定范围内(0-5mm)沿导轨下降或上升。高度调节旋钮上带有刻度，每顺时针旋转旋钮一个刻度，则钻孔深度加深0.2mm。为更精确测量钻孔深度，高度调节旋钮还配设有带有读数显示仪的电子式深度标尺，可实时监控钻孔深度。

导轨的外壁设有外螺纹，底座的两个工位孔内壁设有内螺纹，导轨通过螺纹与工位孔连接。导轨上设有供对中部件或钻孔部件穿过的竖向通孔和供定位调节旋钮穿过的四个螺纹孔，螺纹孔贯穿至通孔处。当对中部件或钻孔部件安装在导轨上时，支撑套筒位于导轨和对中部件之间或导轨与钻孔部件之间。导轨及支撑套筒垂直于水平面，在导轨内部有一定空间可供支撑套筒活动，导轨在平行于水平面的方向上共有四颗定位调节旋钮，其中纵向调节旋钮和横向调节旋钮各两颗，定位调节旋钮为螺钉，横向及纵向调节旋钮从导轨侧面的螺纹孔中旋入导轨内部，旋入导轨内部后，横向及纵向调旋钮的端部紧紧卡着支撑套筒，支撑套筒则被固定住，同时旋转调节两颗横向调节旋钮或纵向调节旋钮旋入导轨内部的长度，则可实现在支撑套筒在水平面内或竖直面内该方向的平移。

锁紧环安装在高速空气涡轮机或铣削杆上，用于固定锁紧高速空气涡轮机或铣削杆。锁紧环的侧面设有松紧旋钮，调节松紧旋钮即可固定或拆卸对中部件或钻孔部件。插入对中部件后，通过调节定位调节旋钮可使支撑套管在水平面内横向及纵向平移进而改变对中部件的位置，使对中部件瞄准钻孔中心，实现精确定位。

水平仪为内有气泡的水柱，水柱水平固定在底座的上表面。

LED灯可旋转地安装在底座下表面；当使用第一工位孔时，LED灯朝向第一工位孔正下方；当使用第二工位孔时，LED灯朝向第二工位孔正下方。进行观瞄定位及钻孔时无需借助外部光源。

本实施例的钻孔装置的操作过程为：

1.底座安装与调平。

调节调平支撑件的垫片使其有效附着在被测试工件表面。调节调节螺钉的高度，并根据底座上表面的水平仪将底座调整到水平状态，然后拧紧各个锁紧螺母，防止调平螺钉松动，完成底座安装。

2.导轨安装

导轨与底座的工位孔通过螺纹相连。根据不同情况选用第一工位孔或第二工位孔，一般情况下选用位于底座正中央的第一工位孔，当有障碍物的情况下则选用第二工位孔。

3.对中

选用倍率合适的目镜与物镜然后将物镜与目镜通过螺纹与镜筒连接，组成合适的对中部件。将对中部件的镜筒插入导轨内，打开底座的LED灯，上下调节显微镜的高度调节焦距使目镜内的成像清晰，焦距调节正确后，然后在镜筒上套上锁紧环并拧紧锁紧环上的松紧旋钮将对中部件固定在该高度。调节定位调节旋钮调节镜筒位置使目镜的十字线与钻孔中心的十字线重合(在安装钻孔装置前先在待钻孔处做十字线标记)，完成对中。

4.安装高度调节旋钮

完成对中后，移除对中部件，并将高度调节旋钮通过螺纹安装在导轨上。

5.钻孔

将钻孔部件插入高度调节旋钮与导轨中。

当使用高速钻时，将高速空气涡轮机插入导轨中并与FH30L型高压气泵相连。然后拧紧锁紧环的松紧旋钮固定高速空气涡轮机或铣削杆。打开FH30L型高压气泵或GSB180型冲击钻开关开始钻孔。

当使用低速钻时，则将铣削杆插入导轨中并与GSB180型冲击钻相连接。然后拧紧锁紧环的松紧旋钮固定铣削杆。打开GSB180型冲击钻开关开始钻孔。

钻孔时，持续旋转高度调节旋钮，使钻头向下钻孔，当电子式深度标尺的读数显示仪显示的钻孔读数为目标深度时候，停止旋转高度调节旋钮，关闭FH30L型高压气泵或GSB180型冲击钻开关，完成钻孔。

除了上述实施例提及的方式外，深度标尺还可以采用机械式的深度标尺。这些变换方式均在本实用新型的保护范围内。

上述实施例为实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盲孔法测量残余应力的钻孔装置，其特征在于：包括底座、调平支撑件、对中部件和钻孔部件；底座上设有第一工位孔和第二工位孔，第一工位孔位于底座中央，第二工位孔位于第一工位孔的旁侧；对中部件可拆卸地安装在底座的第一工位孔或第二工位孔上，钻孔部件可拆卸地安装在底座的第一工位孔或第二工位孔上；调平支撑件分布安装在底座上，用于支撑底座。

2.按照权利要求1所述的盲孔法测量残余应力的钻孔装置，其特征在于：对中部件包括镜筒以及多套不同倍率的目镜和物镜配件，镜筒包括两个不同长度的上部镜筒和下部镜筒，上部镜筒和下部镜筒之间通过螺纹连接，目镜和物镜分别与镜筒通过螺纹连接。

3.按照权利要求1所述的盲孔法测量残余应力的钻孔装置，其特征在于：钻孔部件包括高度调节旋钮、深度标尺、高速钻孔配件和低速钻孔配件；高速钻孔配件包括高压气泵和高速空气涡轮机，低速钻孔配件包括冲击钻和铣削杆；高度调节旋钮和深度标尺安装在高速空气涡轮机或铣削杆上，深度标尺用于测量实时监控钻孔深度。

4.按照权利要求3所述的盲孔法测量残余应力的钻孔装置，其特征在于：还包括锁紧环、支撑套筒和导轨；导轨的外壁设有外螺纹，底座的两个工位孔内壁设有内螺纹，导轨和工位孔通过螺纹连接；导轨上设有竖向的通孔和水平设置的定位调节旋钮，支撑套筒安装在导轨的通孔内，当安装对中部件和钻孔部件时，支撑套筒位于导轨与对中部件或钻孔部件之间；锁紧环安装在高速空气涡轮机或铣削杆上，用于固定锁紧高速空气涡轮机或铣削杆。

5.按照权利要求1所述的盲孔法测量残余应力的钻孔装置，其特征在于：还包括水平仪。

6.按照权利要求5所述的盲孔法测量残余应力的钻孔装置，其特征在于：水平仪为内有气泡的水柱，水柱水平固定在底座的上表面。

7.按照权利要求1所述的盲孔法测量残余应力的钻孔装置，其特征在于：调平支撑件包括调平螺钉、锁紧螺母、支撑螺帽和垫片；垫片设置在支撑螺帽的下方，支撑螺帽的上端设有螺钉孔，所述螺钉孔为盲孔，螺钉孔内壁设有与调平螺钉配合的内螺纹，支撑螺帽安装在调平螺钉的尾端；调平螺钉与底座螺纹连接；锁紧螺母与调平螺钉通过螺纹连接且位于底座的下方，锁紧螺母用于固定调平螺钉与底座。

8.按照权利要求1所述的盲孔法测量残余应力的钻孔装置，其特征在于：调平支撑件包括调平螺钉、锁紧螺母、支撑螺帽和垫片；调平螺钉的端部为球状，支撑螺帽的上端与调平螺钉连接，下端与垫片通过螺纹连接，垫片的上端与调平螺钉的球状端部相接触。

9.按照权利要求7或8所述的盲孔法测量残余应力的钻孔装置，其特征在于：垫片具有强磁性。

10.按照权利要求1所述的盲孔法测量残余应力的钻孔装置，其特征在于：还包括LED灯，LED灯可旋转地安装在底座下表面；当使用第一工位孔时，LED灯朝向第一工位孔正下方；当使用第二工位孔时，LED灯朝向第二工位孔正下方。

Images