专利名称：洛氏硬度计试验力施加机构的制作方法
技术领域：
洛氏硬度计试验力施加机构
一、 技术领域
本实用新型涉及洛氏硬度计，具体地讲是涉及洛氏硬度计试验力施加机构。
二、 背景技术 现有的洛氏硬度计试验力施加机构，存在的问题是
(1) 从操作上需用两个手柄，通过凸轮起动及定位机构、齿轮齿条啮合 机构来完成试验力的施加与卸除。在使用过程中，经常会出现加荷时起动杆拉 不开，卸荷时卸荷手柄不复位的现象加荷时，向左拉动施加手柄，由于非轴 向用力极易造成起动杆卡住、不能灵活左右移动，致使向左拉不动起动杆，释 放不开凸轮，从而试验力无法施加。卸荷时，起动杆不能正常向右复位，当凸 轮在卸荷手柄的带动下，被顺时针推回时，起动杆起不到锁定作用。而且结构 复杂，组成部件加工难度大，制造成本高，操作麻烦、不灵活，噪音大，维修 费用高。
(2) 从精度上试验力的施加，首先需要十字型梅花顶杆的十字型刀刃与 十字型刀垫完全脱离；其次，砝码组产生的重力需要经吊环上的平刀垫与大杠 杆上尾端上的小平刀子完全接触才能施加到大杠杆上。试验力是利用砝码组的 重力，并通过垂直向下的自由运动来实现的；并且对试验力全部施加完毕瞬间 的稳定性具有很高的要求，否则对示值精度和稳定性影响很大，绝对不允许砝 码组具有振动、惯性力和摆动等现象。然而在零部件的加工过程中不能保证有 关零部件精确的尺寸要求；在用户使用过程中，也更难保证硬度计的安装达到应当具备的水平度要求，以上两种原因决定了试验力施加机构很难保证试验力 能够平稳地施加到大杠杆尾端的小平刀子的刀刃上，也就是在十字型梅花刀刃 与十字型梅花刀垫脱离的瞬间，当重力通过吊环上的平刀垫完全施加到大杠杆 尾端的小平刀子的刀刃上，砝码必然要产生各种不定方向的摆动现象。另外， 十字型梅花顶杆与砝码内壁在做垂直自由运动过程中很容易产生磨擦。以上各 种原因都造成试验力的不精确、不稳定现象，最终影响试验结果。
(3) 从用户安装简繁程度上安装试台必须要达到水平度为0. 2/1000，否 则将给用户使用带来很大的麻烦。
(4) 从运输、搬运的随意性上在运输、搬运过程中极易造成砝码移位，
无法正常工作，并且不能自动复位，非专业维修人员不易修复。
三、实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型目的在于提供一种砝码系统具有自动复位 功能，试验力施加稳定精确，试验结果精确，结构简单合理，制造成本低，安 装和操作简单方便，运输和搬运随意的洛氏硬度计试验力施加机构。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术解决方案是洛氏硬度计试验 力施加机构，包括万向连接吊杆总成、砝码托盘总成和加卸荷控制机构；所述 万向连接吊杆总成包括吊筒、螺母、半球形吊锤、万向连接吊杆、弹簧、半圆 头螺母、丝筒、螺母和球形吊锤；其中万向连接吊杆的上端为球形吊锤，该球 形吊锤伸入丝筒的内腔中，并与丝筒下端内腔处设有的球形面相配合，该球形 吊锤还与位于其上面且设置在丝筒内的弹簧相接触；该丝筒穿过连接大杠杆的 右端，其上端螺纹连接在半圆头螺母的内腔中，其下端设有螺母；该万向连接 吊杆的下端设有半球形吊锤，该半球形吊锤位于吊筒内腔中并与吊筒上端内腔处设有的球形面相配合；该吊筒的下端与吊杆上端的螺纹内孔形成螺纹连接， 该吊杆的下端装有砝码组，该砝码组能与所有调整螺钉形成的水平面相接触； 所述砝码托盘总成包括砝码托盘和调整螺钉，该砝码托盘的上表面设置有多个 调整螺钉，上述所有调整螺钉的顶部要位于同一水平面上，该砝码托盘的下端 与支撑杆相连接。
所述的半球形吊锤上设有中心螺孔，该中心螺孔与万向连接吊杆的下端形 成螺纹连接，并由螺母锁紧。
所述的砝码托盘的下端固装有套筒，该套筒与支撑杆的上端相配合，并由 螺钉锁定位置。
所述的砝码托盘的上表面设有多个均布在同一圆周上的螺纹孔，该螺纹孔 与调整螺钉的下端形成螺纹连接，并由螺母锁紧。 所述的调整螺钉为三个。
所述的加卸荷控制机构包括加卸荷手柄、加卸荷手柄座、套、手柄轴、滚 轮座、圆柱销、第二滚轮、曲杠杆、转轴、底盘和第一滚轮；其中套安装在机 壳上，在套的两端分别设有加卸荷手柄和滚轮座并由手柄轴将上述三者连接在 一起，该滚轮座的下端设有敞口槽，第二滚轮的上端插入上述凹槽中，并由圆 柱销连接在一起。
所述的第二滚轮的圆周面与曲杠杆的左端相接触，该曲杠杆以安装在底盘 左端的支架上的转轴为转动支点，该曲杠杆的右端通过转轴装有第一滚轮。
所述的支撑杆的中间部分装有衬套并与连接架上设有的轴向通孔形成滑动 配合，其还通过拨叉与缓冲器相连接；该支撑杆的下端与第一滚轮的圆周面相 接触。本实用新型的优点和有益效果是
(1) 结构更加简单合理。用一个手柄操作，通过连杆机构即能完成试验力 的施加与卸除，而且结构更加简单、合理，大大提高工作效率，组成部件加工 容易，制造成本低，操作方便、灵活，噪音很小，减少了损坏与维修。
(2) 试验力更加稳定精确，示值精度大幅度提高。结构上的改进 一是， 用砝码托盘代替了十字型梅花顶杆，避免了砝码在下移过程中，砝码筒与十字 型梅花顶杆之间的磨擦。二是，用万向连接吊杆代替了梅花顶杆和吊环，避免 了因砝码摆动致使试验力不稳定、示值不精确的现象。采用万向连接吊杆作为 砝码组的重力与大杠杆的受力点的连接；通过万向连接吊杆上端的球形吊锤和 其下端的半球形吊锤作为连接点，做到了随着砝码重力的增加，砝码能够在向 下运动的过程中，在重力作用方向上也随之自由调整方向即自动找正，从而保 证了在试验力完全施加的瞬间，砝码的移动方向与重力作用方向完全一致，不 存在砝码摆动现象。以上两点都保证了试验力施加更加平稳、精确，示值精度 大幅度提高，从而使试验结果更精确。
(3) 安装更加简单方便。本实用新型大大降低了对安装试台水平度的要求。 只要试台稳固、基本水平，即能满足机器的安装要求，使其正常工作。
(4) 运输和搬运更加随意。因为本实用新型的砝码系统具有自动复位功能。 因采用万向连接吊杆，通过凸型球面与凹型球面的连接作用，在任何方向的移 位都能自动找正复位，无须人工修复；可随意搬运、摆放，大大降低了故障率 和维修费用。
图1为本实用新型的主视结构示意图图2为图1的A—A剖视图 图3为图1的B—B剖视图
图中标记说明1、大杠杆，2、砝码组，3、调整螺钉，4、砝码托盘，5、 支撑杆，6、拨叉，7、缓冲器支架，8、缓冲器，9、衬套，10、机壳，11、第 一滚轮，12、底盘，13、转轴，14、曲杠杆，15、第二滚轮，16、加卸荷手柄， 17、吊筒，18、螺母，19、半球形吊锤，20、万向连接吊杆，20—1、球形吊锤， 21、弹簧，22、半圆头螺母，23、丝筒，24、螺母，25、吊杆，26、滚轮座， 27、手柄轴，28、套，29、加卸荷手柄座，30、圆柱销。 五具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步详细地说明。
如图1、图2和图3所示，本实用新型洛氏硬度计试验力施加机构包括加卸 荷控制机构、砝码托盘总成和万向连接吊杆总成；其中
(一)加卸荷控制机构如图1和图3所示，包括加卸荷手柄16、加卸荷 手柄座29、套28、手柄轴27、滚轮座26、圆柱销30、第二滚轮15、曲杠杆14、 转轴13、底盘12和第一滚轮11;其中套28固装在机壳10上，在套的两端分 别设有加卸荷手柄座29和滚轮座26并由手柄轴27将上述三者连接在一起，在 加卸荷手柄座29上装有加卸荷手柄16。
该滚轮座26的下端设有敞口槽，第二滚轮15的上端插入上述凹槽中，并 由圆柱销25连接在一起。该第二滚轮15的圆周面与曲杠杆14左端的上表面相 接触，该曲杠杆以安装在底盘12左端的支架上的转轴13为转动支点，该曲杠 杆的右端通过转轴装有第一滚轮11。
该支撑杆5的下端面与第一滚轮11的圆周面相接触；该支撑杆的中间部分装有衬套9并与缓冲器支架7上设有的轴向通孔形成滑动配合，其还通过拨叉6 与缓冲器8相连接；该支撑杆的上端与砝码托盘4下部相连接。
(二) 砝码托盘总成如图1和图2所示，包括砝码托盘4和调整螺钉3， 该砝码托盘4的上表面设有多个均布在同一圆周上的螺纹孔，该螺纹孔与调整 螺钉3的下端形成螺纹连接，并由螺母锁紧；上述所有调整螺钉的顶部都要位 于同一水平面上。本实施例中，调整螺钉3为三个，当然，也可以增加调整螺 钉的个数。该砝码托盘4的下端固装有套筒，能与支撑杆5的上端相配合，并 由径向设置的螺钉锁定位置。
(三) 万向连接吊杆总成如图1和图2所示，包括吊筒17、螺母18、半 球形吊锤19、万向连接吊杆20、球形吊锤20—1、弹簧21、半圆头螺母22、丝 筒23、螺母24和吊杆25;其中
该万向连接吊杆20的上端为球形吊锤20—1，该球形吊锤伸入丝筒23内腔 中，并能与丝筒下端内腔处设有的球形面相配合；该球形吊缍20—1还与位于 其上面且设置在丝筒内腔中的弹簧21相接触。该丝筒23穿过连接大杠杆上的 通孔，其上端螺纹连接在半圆头螺母22的内腔中，其下端与螺母24形成螺纹 连接。该万向连接吊杆20的下端与半球形吊锤19上设有的中心螺孔形成螺纹 连接并由螺母18锁紧。
该吊筒17的上端内腔处设有球形面并能与位于吊筒17内腔中的半球形吊 锤19相配合；该吊筒17下端设有的外螺纹与吊杆25上端的螺纹内孔形成螺纹 连接，该吊杆25的下端装有砝码组2，该砝码组2能与所有调整螺钉3的顶部 形成的水平面相接触。
本实用新型的工作原理是-当施加试验力时，顺时针推动加卸荷手柄16，此时滚轮座26连同第二滚轮 15，以手柄轴27为轴心，同时做顺时针转动，使第二滚轮15与曲杠杆14脱离， 从而消除了第二滚轮15对曲杠杆14向下的约束力，使曲杠杆14的左端上升， 第二滚轮15下降，支撑杆5也随同向下运动。通过拨叉6与缓冲器8的连接， 在缓冲器8的控制之下，使支撑杆5得到一个平稳的理想的向下移动速度。此 时，砝码托盘4与三个调整螺钉3、砝码组2以及吊筒17也做相同的向下移动。 当吊筒17被万向连接吊杆20下端的半球形吊锤19吊住时，砝码组2的重力便 通过万向连接吊杆20上端的球形吊锤20—1平稳地施加到大杠杆上之受力点 处，完成了试验力的施加过程。
当卸除试验力时，逆时针拉动加卸荷手柄16，以上所述各部件做相反的运 动。当加卸荷手柄16被拉到初始位置时，第二滚轮15与曲杠杆14之间形成过 渡支撑，使试验力施加机构又回到了初始准备工作状态，完成了试验力的卸除 过程。
权利要求1、洛氏硬度计试验力施加机构，其特征在于a、包括万向连接吊杆总成、砝码托盘总成和加卸荷控制机构；b、所述万向连接吊杆总成包括吊筒(17)、螺母(18)、半球形吊锤(19)、万向连接吊杆(20)、弹簧(21)、半圆头螺母(22)、丝筒(23)、螺母(24)和球形吊锤(20-1)；其中万向连接吊杆(20)的上端为球形吊锤(20-1)，该球形吊锤伸入丝筒(23)的内腔中，并与丝筒下端内腔处设有的球形面相配合，该球形吊锤还与位于其上面且设置在丝筒内的弹簧(21)相接触；该丝筒穿过连接大杠杆的右端，其上端螺纹连接在半圆头螺母(22)的内腔中，其下端设有螺母(24)；该万向连接吊杆(20)的下端设有半球形吊锤(19)，该半球形吊锤(19)位于吊筒(17)内腔中并与吊筒(17)上端内腔处设有的球形面相配合；该吊筒(17)的下端与吊杆(25)上端的螺纹内孔形成螺纹连接，该吊杆(25)的下端装有砝码组(2)，该砝码组(2)能与所有调整螺钉形成的水平面相接触。c、所述砝码托盘总成包括砝码托盘(4)和调整螺钉(3)，该砝码托盘(4)的上表面设置有多个调整螺钉(3)，上述所有调整螺钉的顶部要位于同一水平面上，该砝码托盘(4)的下端与支撑杆(5)相连接。
2、 根据权利要求1所述的洛氏硬度计试验力施加机构，其特征在于所述的 半球形吊锤(19)上设有中心螺孔，该中心螺孔与万向连接吊杆(20)的下端 形成螺纹连接，并由螺母(18)锁紧。
3、 根据权利要求l所述的洛氏硬度计试验力施加机构，其特征在于所述的砝码托盘(4)的下端固装有套筒，该套筒与支撑杆(5)的上端相配合，并由 螺钉锁定位置。
4、 根据权利要求3所述的洛氏硬度计试验力施加机构，其特征在于所述的 砝码托盘(4)的上表面设有多个均布在同一圆周上的螺纹孔，该螺纹孔与调整 螺钉(3)的下端形成螺纹连接，并由螺母锁紧。
5、 根据权利要求4所述的洛氏硬度计试验力施加机构，其特征在于所述的 调整螺钉(3)为三个。
6、 根据权利要求l所述的洛氏硬度计试验力施加机构，其特征在于所述的 加卸荷控制机构包括加卸荷手柄(16)、加卸荷手柄座(29)、套(28)、手柄轴(27)、滚轮座(26)、圆柱销(30)、第二滚轮(15)、曲杠杆(14)、转轴13、 底盘(12)和第一滚轮(11);其中套(28)安装在机壳(10)上，在套的两端 分别设有加卸荷手柄(16)和滚轮座(26)并由手柄轴(27)将上述三者连接 在一起，该滚轮座的下端设有敞口槽，第二滚轮(15)的上端插入上述凹槽中， 并由圆柱销(30)连接在一起。
7、 根据权利要求6所述的洛氏硬度计试验力施加机构，其特征在于所述的 第二滚轮(15)的圆周面与曲杠杆(14)的左端相接触，该曲杠杆以安装在底 盘(12)左端的支架上的转轴(13)为转动支点，该曲杠杆的右端通过转轴装 有第一滚轮(11)。
8、 根据权利要求3所述的洛氏硬度计试验力施加机构，其特征在于所述的 支撑杆(5)的中间部分装有衬套(9)并与连接架上设有的轴向通孔形成滑动 配合，其还通过拨叉(6)与缓冲器(8)相连接；该支撑杆(5)的下端与第一 滚轮(11)的圆周面相接触。
专利摘要本实用新型公开了一种洛氏硬度计试验力施加机构，包括万向连接吊杆总成、砝码托盘总成和加卸荷控制机构；所述万向连接吊杆总成中的吊筒上端内腔处设有球形面并与设在万向连接吊杆下端的半球形吊锤相配合，该万向连接吊杆上端的球形吊锤与丝筒下端内腔处的球形面相配合，还与位于丝筒内腔中的弹簧相接触，该丝筒穿过连接大杠杆右端后的上端和下端分别与半圆头螺母的内腔和螺母形成螺纹连接；所述砝码托盘总成中的砝码托盘下端与支撑杆相连接，其上端设有多个其顶部形成一水平面的调整螺钉。本装置结构简单合理，砝码系统具有自动复位功能，试验力施加稳定，示值精度大幅度提高，试验结果更精确，安装更加简单方便，运输搬运更随意。
文档编号G01N3/44GK201397266SQ200920025769
公开日2010年2月3日 申请日期2009年5月22日 优先权日2009年5月22日
发明者卢学兰, 官英杰 申请人:莱州华仪试验仪器有限公司