掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置及方法制造方法及图纸

掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置及方法属于掘进机刀圈检测技术领域，目的在于解决测量点不固化，对于不同刀圈试件，难以保证测量点位置相同以及同一测量点硬度不一致的问题。本发明专利技术的装置包括：定位盘，定位盘包括盘体，盘体上开有由盘体外圆周向圆心方向的定位槽；设置在盘体上位于待测的刀圈试件两侧的两个横向定位体；以及设置在盘体上位于待测的刀圈试件两侧的两个纵向定位体。本发明专利技术的方法通过横向定位体和纵向定位体以刀圈截面距端部5mm起开始测量，每隔5mm测量一次，每个圆周测量三个点，采用在洛氏硬度计大工作台上安装定位盘的方法，确保距离端部30mm处18个点的硬度准确性，在相同的热处理条件下，不同刀圈试件同一位置的硬度基本一致。

Gradient Hardness Testing Device and Method for Roadheader Hob Ring Section

【技术实现步骤摘要】
掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置及方法
本专利技术属于掘进机刀圈检测
，具体涉及一种掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置及方法。
技术介绍
滚刀刀圈是全断面隧道掘进机施工的关键零件，行业标准中规定刀圈沿轴向截面硬度应为58-62HRC，具有很好的耐磨性能，但在实际使用中发现，刀圈除了正常疲劳磨损外，也会出现整体断裂现象。通过技术手段分析得知，造成整体断裂失效的原因主要是当刀圈受到较大冲击载荷作用时，在刀圈零件内部的微裂纹沿着晶界处形成穿晶断裂。出现这种整体断裂失效的主要原因是为追求零件高的耐磨性能，而忽略了材料的塑性。在热处理过程中为提升刀圈材料的耐磨性能，通过控制材料的热处理工艺使得刀圈零件具有很高的硬度，由于材料的硬度与塑性之间成反比例关系，高的硬度必然降低材料的韧性，使得刀圈材料对材料内部微裂纹扩张的阻碍作用降低，进而出现了在刀具工作过程中刀圈沿零件的径向方向整体脆断。为解决上述问题，在不降低刀圈零件工作部位硬度的前提下，通过合适的热处理方法降低刀圈零件内径部位处的硬度，形成梯度硬度，以提高刀圈径部的塑性，可以有效的起到阻挡裂纹的扩展作用，从而降低零件发生整体断裂的概率，保证刀圈零件具有较好的耐磨性。目前行业内企业生产的刀圈，大多没有梯度硬度，其各处硬度基本一致，刀圈整体硬度相差一般在0.5°～2°左右，因此，在进行硬度测量时，无需对测量点进行固化。对于梯度硬度刀圈，刀圈刃部硬度为58-62HRC，端部硬度为43-47HRC，刀圈刃部与端部洛氏硬度相差15°左右。由于刀圈由刃部向端部硬度逐渐降低，在测定硬度过程中，距刀圈内径不同部位各处的硬度是不一样的，需要对刀圈不同圆周以及不同圆周的不同位置进行检测；应用现有技术中的方式进行测量时，通过人为判断测量点，实现不同圆周不同位置的测量，测量点不固定；对于不同刀圈试件，难以保证测量点位置相同，同一测量点硬度不一致。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置及方法，解决现有技术存在的测量点不固化，对于不同刀圈试件，难以保证测量点位置相同以及同一测量点硬度不一致的问题。为实现上述目的，本专利技术的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置包括：定位盘，所述定位盘包括盘体，所述盘体上开有由盘体外圆周向圆心方向的定位槽；设置在盘体上位于待测的刀圈试件两侧的两个横向定位体，两个所述横向定位体关于定位槽过盘体圆心的中心线对称设置，每个横向定位体至少包括两个并排设置并相对盘体沿定位槽的中心线方向滑动的横向定位块；以及设置在盘体上位于待测的刀圈试件两侧的两个纵向定位体，两个所述纵向定位体关于定位槽过盘体圆心的中心线对称设置，每个纵向定位体至少包括多个并排设置的相对盘体沿垂直定位槽中心线方向滑动的纵向定位块。所述横向定位块位于定位槽内和所述定位槽的槽侧壁平行设置；两个所述横向定位块的宽度与刀圈试件的宽度和与定位槽宽度相同。每个所述横向定位体还包括横向定位导轨，所述横向定位导轨固定在所述盘体上，两个所述横向定位块和所述横向定位导轨滑动配合。每个所述纵向定位体还包括纵向定位导轨，所述纵向定位导轨固定在所述盘体上，多个所述纵向定位块和所述纵向定位导轨滑动配合。多个并排设置的纵向定位块和所述定位槽相对设置，和所述定位槽的槽底靠近的一个纵向定位块的外侧壁和所述槽底位于同一平面；和定位槽中心线垂直的直径距离槽底的宽度与多个并排设置的纵向定位块的宽度和的差值为一个纵向定位块的宽度值。所述纵向定位块的数量为5个。所述横向定位块和所述纵向定位块的宽度相同。所述横向定位块和所述纵向定位块的宽度为5mm。基于上述掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置的检测方法包括以下步骤：步骤一：沿滚刀刀圈轴线方向截取厚度为n作为刀圈试件；步骤二：将检测装置的定位盘同轴固定在检测用的洛氏硬度计的工作台上；所述检测装置的两组横向定位体中的四个横向定位块由一侧向另一侧依次为横向定位块A、横向定位块B、横向定位块C和横向定位块D；每个所述纵向定位体中的纵向定位块由原离槽底向靠近槽底的方向依次为纵向定位块a、纵向定位块b、纵向定位块c、纵向定位块d和纵向定位块e；步骤三：将步骤一中获得的刀圈试件放置在所述定位盘的定位槽内，刀圈试件的端部和所述槽底相对设置，刀圈试件的一个截面和工作台接触；步骤四：通过横向定位块A和横向定位块D分别与纵向定位块a、纵向定位块b、纵向定位块c、纵向定位块d和纵向定位块e的配合测量刀圈试件截面轴线所在位置由端部向刃部的六个测量点的硬度；步骤五：通过横向定位块A和横向定位块B分别与纵向定位块a、纵向定位块b、纵向定位块c、纵向定位块d和纵向定位块e的配合测量刀圈试件截面轴线一侧由端部向刃部的六个测量点的硬度；步骤六：通过横向定位块C和横向定位块D分别与纵向定位块a、纵向定位块b、纵向定位块c、纵向定位块d和纵向定位块e的配合测量刀圈试件截面轴线另一侧由端部向刃部的六个测量点的硬度；步骤七：将步骤四、步骤五和步骤六中位于刀圈试件同一周向的三个测量点取平均值作为该周向硬度值，进而获得六个周向的六个硬度值，完成检测。本专利技术的有益效果为：本专利技术的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置及方法，通过检测装置实现测量过程中位置的限定，实现测量点的固化，保证不同刀圈试件测量时测量点相同；另外，本专利技术采用在洛氏硬度计大平台上安装定位盘的方法，通过A、B、C、D四个5mm宽的横向定位块和定位盘上两侧a、b、c、d、e十个5mm宽的纵向定位块对刀圈试件进行定位，以测出梯度硬度刀圈端部每隔5mm处周向硬度真实值，共测18个点，每个周向取三点平均值，得到待测刀圈试件的梯度硬度。通过定位块定位，确保相同的位置在相同的热处理条件下硬度趋近一致，解决了梯度硬度刀圈洛氏硬度的检测难题。测量效率高，有效保证了测量点的准确性。附图说明图1为本专利技术的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置结构示意图；图2为本专利技术的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测方法测量第一测量点到第六测量点测定示意图；图3为本专利技术的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测方法测量第七测量点到第十二测量点测定示意图；图4为本专利技术的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测方法测量第十三测量点到第十八测量点测定示意图；图5为本专利技术的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测方法测量刀圈试件测量点分布图；其中：1、定位盘，101、盘体，102、定位槽，103、槽底，104、槽侧壁，2、横向定位体，201、横向定位导轨，202、横向定位块A，203、横向定位块B，204、横向定位块C，205、横向定位块D，3、纵向定位体，301、纵向定位导轨，302、纵向定位块a，303、纵向定位块b，304、纵向定位块c，305、纵向定位块d，306、纵向定位块e，4、刀圈试件，5、工作台。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明。参见附图1，本专利技术的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置包括：定位盘1，所述定位盘1包括盘体101，所述盘体101上开有由盘体101外圆周向圆心方向的定位槽102；设置在盘体101上位于待测的刀圈试件4两侧的两个横向定位体2，两个所述横向定位体2关于定位槽102过盘体101圆心的中心线对称设置，每个横向定位体2至少包括两个并排设置并相对盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置，其特征在于，包括：定位盘(1)，所述定位盘(1)包括盘体(101)，所述盘体(101)上开有由盘体(101)外圆周向圆心方向的定位槽(102)；设置在盘体(101)上位于待测的刀圈试件(4)两侧的两个横向定位体(2)，两个所述横向定位体(2)关于定位槽(102)过盘体(101)圆心的中心线对称设置，每个横向定位体(2)至少包括两个并排设置并相对盘体(101)沿定位槽(102)的中心线方向滑动的横向定位块；以及设置在盘体(101)上位于待测的刀圈试件(4)两侧的两个纵向定位体(3)，两个所述纵向定位体(3)关于定位槽(102)过盘体(101)圆心的中心线对称设置，每个纵向定位体(3)至少包括多个并排设置的相对盘体(101)沿垂直定位槽(102)中心线方向滑动的纵向定位块。

【技术特征摘要】
1.掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置，其特征在于，包括：定位盘(1)，所述定位盘(1)包括盘体(101)，所述盘体(101)上开有由盘体(101)外圆周向圆心方向的定位槽(102)；设置在盘体(101)上位于待测的刀圈试件(4)两侧的两个横向定位体(2)，两个所述横向定位体(2)关于定位槽(102)过盘体(101)圆心的中心线对称设置，每个横向定位体(2)至少包括两个并排设置并相对盘体(101)沿定位槽(102)的中心线方向滑动的横向定位块；以及设置在盘体(101)上位于待测的刀圈试件(4)两侧的两个纵向定位体(3)，两个所述纵向定位体(3)关于定位槽(102)过盘体(101)圆心的中心线对称设置，每个纵向定位体(3)至少包括多个并排设置的相对盘体(101)沿垂直定位槽(102)中心线方向滑动的纵向定位块。2.根据权利要求1所述的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置，其特征在于，所述横向定位块位于定位槽(102)内和所述定位槽(102)的槽侧壁(104)平行设置；两个所述横向定位块的宽度与刀圈试件(4)的宽度和与定位槽(102)宽度相同。3.根据权利要求1所述的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置，其特征在于，每个所述横向定位体(2)还包括横向定位导轨(201)，所述横向定位导轨(201)固定在所述盘体(101)上，两个所述横向定位块和所述横向定位导轨(201)滑动配合。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置，其特征在于，每个所述纵向定位体(3)还包括纵向定位导轨(301)，所述纵向定位导轨(301)固定在所述盘体(101)上，多个所述纵向定位块和所述纵向定位导轨(301)滑动配合。5.根据权利要求4所述的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置，其特征在于，多个并排设置的纵向定位块和所述定位槽(102)相对设置，和所述定位槽(102)的槽底(103)靠近的一个纵向定位块的外侧壁和所述槽底(103)位于同一平面；和定位槽(102)中心线垂直的直径距离槽底(103)的宽度与多个并排设置的纵向定位块的宽度和的差值为一个纵向定位块的宽度值。6.根据权利要求4所述的掘进机滚刀刀圈截面的梯度硬度检测装置，其特征在于，所述纵向定位块的数量为5个。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凌，张爱武，于永生，
申请(专利权)人：吉林省维尔特隧道装备有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22