专利名称：一种划伤模拟实验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及划伤模拟装置，具体为一种划伤模拟实验机。
背景技术：
建筑、机械、核工业等众多领域都会涉及到划伤对金属或合金结材料或结构 件性能的影响，结构材料服役性能的好坏是设备能否安全运行的关键方面。戈怖 可以造成材料内表面或外表面缺陷，而缺陷的出现严重改变了整个结构件的力学 性质和服役寿命。
为了测^t才料在出现表面划伤后的性能，能够有效模拟划伤的实麟置成 为迫切的需要。在现有技术中，制造划伤或测试单层或多层膜的力学特性的设备
常为槟 划痕仪或纳米划痕仪。这些设备的出现的确为测i顿部或更!tM位置的 材料性能提供了很大的帮助。但是，纳米或^綠划痕條作复杂且价格昂贵，后 期的维护费用很高。这些设备不能做出宏观尺度的划痕，f^佳满足模拟划伤的要 求。

实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可以模拟戈怖的低成本，操作简单易行，高 准度的实皿置----划伤模拟实验机，解决现有技术中存在的操作复杂且价格昂 贵，不能做出宏观尺度的划痕，很难满足模拟划伤的要求等问题。它可以用于设 备或材料在不同戈怖剝牛下的力学性能测试和研究，以及用于不同材料在划伤条 件下的腐蚀性能的测试和研究。
本实用新型的技术方案是
一种戈怖模拟实验机，该实验机主要设有变频器、直进电机、螺旋测微器、 锥形头、鄉巨螺栓、试样台和主支撑，直进电机、螺旋测微器和控距螺栓均固定 在主支撑上，在螺旋测微器上安装与试样台上的试样相乂寸应的锥形头，直进电机 上的导航棒与试样台连接，直进电机的输入端直接与变频器的输出端相连；在试 样台上设有与试样连接、推动试样做垂直于试样台运动方向移动的控距螺栓。卡片。 戶腿的戈怖模拟实验机，所述螺旋测微器采用数显螺旋测微器。 所述的划伤模拟实验机，试样台放置于主支撑的燕尾槽形导轨中，试样台在 导轨中的运行方向和运行速度与导航棒同步。
所述的戈怖模拟实验机，试样台与导航棒的连接方式^Mii樹牛连接，连 接件的纵截面为直角形，连接件的一iiM:螺栓I与导航棒连接，连接件的另一 M31螺栓II与试样台连接。
戶脱的戈怖模拟实验机，锥形头与螺旋测微器通过锁紧體锁紧，锁紧装置 包括卡箍、顶丝i和顶丝n，卡箍为筒形结构，在卡箍侦晒安装可伸至卡箍内的 顶丝i和顶丝n，顶丝i和顶丝n分别与卡箍M^累纹连接；螺旋测微器一端设 有柱形杆，锥形头与柱形杆相对设置，卡箍套在锥形头与柱形杆外侧，顶丝i对 应于柱形杆的侧面，顶丝n对应于锥形头的侧面，M31顶丝I锁紧柱形杆，M 顶丝n锁紧锥形头。
所述的划伤模拟实验机，锥形头由特殊的硬质材料审喊，硬质材料包括
YG8、 YG12或YG15。
所述的划伤模拟实验机的使用方法，禾,该戈怖实验机制造人工划痕，具体
的操作如下
(1) 选择^t形状的锥形头，通过锁紧装置将锥形头与螺旋测微器连接并 固定在一起；
(2) 将试样固定于试样台上；
(3) 将电源插头连接于供电电源，调节变频器的调频旋钮，将输出频率控 制到0.01-50Hz;
(4) 设置锥形头位置零点；
(5) 设定划痕深度；
(6) 制戯lj痕按下变频器的"正向"按钮，直进电机带动试样台前进；当 试样经过锥形头后，表面留下预设深度的划痕；
(7) 通过鄉巨螺栓移动试样，重复以上动作，得到一条同样特征的划痕；旋 转J效巨螺栓同样的角度，得到的是一系列等距离的划痕。
所述的划伤模拟实验机的使用方法，所这步骤(4)中，设置锥形头位置零点 的过程如下首先，旋转螺旋测微器使之带动锥形头向上移动，以防锥形头在调零之前碰 到试样；然后，按变频器盼'正向"按键，把试样移动到锥形头的正下方，调节螺
旋测微器，在锥形头刚刚接触试样到表面停止调节；接着，按螺旋测微器的Zero 按键，屏幕上的数字显示为0，这就设置好了锥形头的位置零点。
所述的划伤模拟实验机的使用方法，所这步骤(5)中，设定划痕深度的过程
如下
在设置好i體零点后，将螺旋测微器调整，使锥形头离开试样表面；然后， 按变频器盼'逆向"按键，使试样离开锥形头中心1~3厘米的距离；接着，继续调 节螺旋测微器的旋转按钮，在显示器上设置要得至啲划痕深度；最后，锁定螺旋
V:实用新型的有益效果如下
1、 本实用新型实验机由变频器、直进电机、数显螺旋测微器、锥形头、控 距螺栓、试样台和主支撑等组成，其结构简单实用、成本低、操作方便。工作时， 只需将数显螺旋观微器和锥形头配合，设定好深度，当直进电机推动试样台运动 并经过锥形头时即可以做出特定形貌划伤。
2、 本实用新型主要用于各种金属或合金表面的划伤模拟实验，可以实I贴iJ
伤特征，如划伤深度、宽度、密度、截面形貌等多方面的控制。

图1为该划伤实验机的整体结构示意图。
图2为直进电机和i式样台的连接图。
图3为数显螺旋测微器和锥形头之间的连接锁定结构图。
图中，l变频器；2直进电机；3螺旋测微器；4锥形头；5鄉巨螺栓；6试 样台；7主支撑；8卡片；9电源插头；21输入端；26导航棒；261螺栓I ; 262 螺栓II; 263连接件；31柱形杆；34锁紧装置；341卡箍；342顶丝I; 343顶丝 II; 67导轨。
具体实ltt"式
如图l-3所示，本实用新型提供一种划伤模拟实验机，该实验机由变频器l、 直进电机2、数显螺旋测微器3、锥形头4、控距螺栓5、试样台6和主支撑7等 组成，直进电机2、数显螺旋测微器3、控距螺栓5均固定在主支撑7上，在试样 台6上设有一对可移动卡片8，用于固定试样；在数显螺旋测微器3上安装与试样相对应的锥形头4，用于划伤试样;在试样台6上设有与试样连接的控距螺栓5， 鄉巨螺栓5可以推动试样做垂直于试样台6运动方向的移动，移动距离由控距螺
栓5的旋转角度和螺距确定。直进电机2上装有导航棒26，导航棒26与试样台6 连接，直进电机2的输入端21直接与变频器1的输出端相连，导航棒26的前进 和后退，由变频器1上的"正向"和"逆向"按键控制，导航棒26前进和后退的速度 由变频器1上的频率调整旋钮控制。
本实用新型中，试样台6放置于主支撑7的燕尾槽形导轨67中，试样台6 在导轨67中可以做前后运动，其运行方向和运行速度与导航棒26同步。
如图2所示，试样台6与导航棒26的连接方式^131^接件263连接，连接 件263的纵截面为直角形，连接件263的一iiffi过螺栓I 261与导航棒26连接， 连接件263的另一iiil过螺栓II262与试样台6连接。
如图l、 3所示，锁紧装置34包括卡箍341、顶丝I342和顶丝I1343，卡箍 341为筒形结构，在卡箍341侧面安装可伸至卡箍341内的顶丝I 342和顶丝 11343，顶丝I342和顶丝II343分别与卡箍341舰螺纹连接。数显螺旋测微器 3和锥形头4由锁紧装置34锁紧，具体锁紧方式是数显螺旋测微器3 —端设有 柱形杆31 ，锥形头4与柱形杆31相对设置，卡箍341套在锥形头4与柱形杆31 外侧，顶丝I342对应于柱形杆31的侧面，顶丝II343对应于锥形头4的侧面， 通过顶丝I 342锁紧柱形杆31 ， S31顶丝II343锁紧锥形头4 。
本实用新型中，锥形头4由特殊的硬质材料帝喊，如YG8、 YG12或YG15等。
如图l-3所示，禾U用该划伤实验机制造AX划痕，具体的操作如下
1. 选择魏形状的锥形头4，通过如图3所示锁紧装置34的连接锁定结构 将锥形头4与数显螺旋测微器3连接并固定在一起。
2. 将试样固定于试样台6上的可移动卡片8。
3. 将电源插头9连接于220V供电电源，调节变频器l的调频旋钮，将输出 频率控制到10Hz(这时候直进电机2的输出速度将是最，度的五分之一，也可 以根据具体情 皿行调整)。
4. 设置锥形头位置零点。首先，旋转数显螺旋测微器3使之带动锥形头4 向上移动，以防锥形头在调零之前碰到试样。然后，按变频器1盼'正向"按键， 把试样移动到锥形头4的正下方，缓慢调节数显螺旋测微器3，在锥形头4刚刚接触试样到表面停止调节。接着，按数显螺旋测微器的Zero按键，屏幕上的数 字显示为0，这就设置好了锥形头4的位置零点。
5. 设定划痕深度。在设置好位置零点后，将数显螺旋测微器3调整，使锥 形头4离开试样表面。然后，按变频器1盼'逆向"按键，使试样离开锥形头4中 心约l厘米的距离。接着，继续调节数显螺旋测微器3的旋转按钮，在显示器上 设置要得到的划痕深度。最后，锁定数显螺旋测微器3。
6. 制戯喊。按下变频器l的"正向"按钮，直进电机2带动试样台6前进。 当试样经过锥形头4后，表面留下预设深度的划痕。
7. il31J效巨螺栓5移动试样，重复以上动作，得到一条同样特征的划痕。 旋转 效巨螺栓5同样的角度，得到的是一系列等距离的划痕。
权利要求1、一种划伤模拟实验机，其特征在于，该实验机主要设有变频器(1)、直进电机(2)、螺旋测微器(3)、锥形头(4)、控距螺栓(5)、试样台(6)和主支撑(7)，直进电机(2)、螺旋测微器(3)和控距螺栓(5)均固定在主支撑(7)上，在螺旋测微器(3)上安装与试样台(6)上的试样相对应的锥形头(4)，直进电机(2)上的导航棒(26)与试样台(6)连接，直进电机(2)的输入端(21)直接与变频器(1)的输出端相连；在试样台(6)上设有与试样连接、推动试样做垂直于试样台(6)运动方向移动的控距螺栓(5)。
2、 按照权利要求1所述的划伤模拟实验机，其特征在于，在试样台(6)上 设有用于固定试样的可移动卡片(8)。
3、 按照权利要求1戶腿的划伤模拟实验机，其特征在于，所述螺旋测微器(3) 采用数显螺旋测微器。
4、 按照权利要求1所述的划伤模拟实验机，其特征在于，试样台(6)放置 于主支撑(7)的燕尾槽形导轨(67)中，试样台(6)在导轨(67)中的运行方 向和运行速度与导航棒(26)同步。
5、 按照权利要求1所述的划伤模拟实验机，其特征在于，i式样台(6)与导 航棒(26)的连接方式是通，接件(263)连接，连接件(263)的纵截面为直 角形，连^(牛(263)的一iiM31螺栓I (261)与导航棒(26)连接，连接件(263) 的另一iiilii螺栓ll (262)与试样台(6)连接。
6、 按照权利要求1所述的划伤模拟实验机，其特征在于，锥形头(4)与螺 旋测微器(3) M锁紧装置(34)锁紧，锁紧装置(34)包括卡箍(341)、顶丝I (342)和顶丝II (343)，卡箍(341)为筒形结构，在卡箍(341)侧面安装可 伸至卡箍(341)内的顶丝I (342)和顶丝I1 (343)，顶丝I (342)和顶丝I1 (343) 分别与卡箍(341)通过螺纹连接；螺旋测微器(3) —端设有柱形杆(31)，锥形 头(4)与柱形杆(31)相对设置，卡箍(341)套在锥形头(4)与柱形杆(31) 外侧，顶丝I (342)对应于柱形杆(31)的侧面，顶丝II (343)对应于锥形头(4)的侧面，通过顶丝I (342)锁紧柱形杆(31)， M顶丝II (343)锁紧锥 形头(4)。
7、按照权利要求1所述的划伤模拟实验机，其特征在于，锥形头(4)由特殊的硬质材料制成，硬质材料包括YG8、 YG12或YG15。
专利摘要本实用新型涉及划伤模拟装置，具体为一种划伤模拟实验机，解决现有技术中存在的操作复杂且价格昂贵，不能做出宏观尺度的划痕，很难满足模拟划伤的要求等问题。该实验机在螺旋测微器上安装与试样台上的试样相对应的锥形头，直进电机的输入端直接与变频器的输出端相连，直进电机上的导航棒与试样台连接；在试样台上设有与试样连接、推动试样做垂直于试样台运动方向移动的控距螺栓。工作时，只需将数显螺旋测微器和锥形头配合，设定好深度，当直进电机推动试样台运动并经过锥形头时即可以做出特定形貌划伤。该装置主要用于各种金属或合金表面的划伤模拟实验，可以实现划伤特征，如划伤深度、宽度、密度、截面形貌等多方面的控制。
文档编号G01N3/00GK201434799SQ20092001527
公开日2010年3月31日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者孟凡江, 伟 柯, 王俭秋, 韩恩厚 申请人:中国科学院金属研究所