一种划伤模拟实验机及其使用方法技术

本发明专利技术涉及划伤模拟装置，具体为一种划伤模拟实验机及其使用方法，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及划伤模拟装置，具体为。
技术介绍
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。划伤可以造成材料 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。为了测试材料在出现表面划伤后的性能，能够有效模拟划伤的实验装置成为迫切 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微米划痕仪 或纳米划痕仪。这些设备的出现的确为测试局部或更微观位置的材料性能提供了很大的帮 助。但是，纳米或微米划痕仪操作复杂且价格昂贵，后期的维护费用很高。这些设备不能做 出宏观尺度的划痕，很难满足模拟划伤的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以模拟划伤的低成本，操作简单易行，高准度的实验 装置——划伤模拟实验机及其使用方法，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 同划伤条件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。本专利技术的技术方案是一种划伤模拟实验机，该实验机主要设有变频器、直进电机、螺旋测微器、锥形头、 控距螺栓、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对应的锥形头，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。所述的划伤模拟实验机，在试样台上设有用于固定试样的可移动卡片。所述的划伤模拟实验机，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。所述的划伤模拟实验机，试样台与导航棒的连接方式是通过连接件连接，连接件 的纵截面为直角形，连接件的一边通过螺栓I与导航棒连接，连接件的另一边通过螺栓II 与试样台连接。所述的划伤模拟实验机，锥形头与螺旋测微器通过锁紧装置锁紧，锁紧装置包括 卡箍、顶丝I和顶丝II，卡箍为筒形结构，在卡箍侧面安装可伸至卡箍内的顶丝I和顶丝 II，顶丝I和顶丝II分别与卡箍通过螺纹连接；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II对应于锥形头的侧面，通过顶丝I锁紧柱形杆，通过顶丝II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制成，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，利用该划伤实验机制造人工划痕，具体的操 作如下(1)选择合适形状的锥形头，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)制造划痕按下变频器的“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)通过控距螺栓移动试样，重复以上动作，得到一条同样特征的划痕；旋转控距 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，按变频器的“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位置零点后，将螺旋测微器调整，使锥形头离开试样表面；然后，按变频 器的“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到的划痕深度；最后，锁定螺旋测微器。本专利技术的有益效果如下1、本专利技术实验机由变频器、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。2、本专利技术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。附图说明图1为该划伤实验机的整体结构示意图。图2为直进电机和试样台的连接图。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，1变频器；2直进电机；3螺旋测微器；4锥形头；5控距螺栓；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。具体实施例方式如图1-3所示，本专利技术提供一种划伤模拟实验机，该实验机由变频器1、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，控距螺栓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。本专利技术中，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的连接方式是通过连接件263连接，连接件263 的纵截面为直角形，连接件263的一边通过螺栓I 261与导航棒26连接，连接件263的另 一边通过螺栓II 262与试样台6连接。如图1、3所示，锁紧装置34包括卡箍341、顶丝I 342和顶丝11343，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II 343，顶丝I 342 和顶丝II 343分别与卡箍341通过螺纹连接。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I 342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，通过顶丝II343锁紧锥形 头4。本专利技术中，锥形头4由特殊的硬质材料制成，如YG8、YG12或YG15等。如图1-3所示，利用该划伤实验机制造人工划痕，具体的操作如下1.选择合适形状的锥形头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与数显本文档来自技高网...

【技术保护点】
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）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡江，王俭秋，韩恩厚，柯伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]