一种用于划痕试验仪器的自平衡可替换式刮头的制作方法

本实用新型属于材料及力学试验设备，尤其是划痕试验仪器刮头装置相关领域。

背景技术：

目前，一些简单的便携式划痕试验仪，操作简单，使用砝码恒定加载，不能更换刮头，无法使用不同形状、大小的刮头进行划痕试验，并且不具备相关力测量装置。试验过后，也只能通过观察划痕的形貌、深度来判断材料表面抗划擦性能，无法测定划痕试验过程中法向力、切向力。而对于一些价格昂贵的划痕仪，其具有良好的测量、采集系统，但因其价格昂贵，使得试验仪器成本大幅提升。并且该类划痕仪的测量系统、刮头不可更换，导致适用范围有限，只能进行某些特定荷载范围的划痕试验数据测量与采集。高昂的价格和有限的使用范围导致此类划痕试验仪存在一定的局限性。

技术实现要素：

鉴于现有技术的上述不足，本实用新型的目的是构造一种用于划痕试验仪器的自平衡可替换式刮头，使之降低试验仪器成本和克服现有技术的以上缺点。本实用新型的装置能够：

1，方便更换划痕刮头，使用多种形状、大小的刮头进行划痕试验；

2，重力自平衡，可消除刮头重力对划痕试验时法向力测量的 影响；

3，同时测量、记录2个方向上的力，且传感器易于更换；

4，通过更换传感器，可满足不同荷载条件下的划痕试验和测量采集需求。

本实用新型的目的是通过以下的手段实现的：

一种用于划痕试验仪器的自平衡可替换式刮头，用于在划痕试验过程中完成刮头法向力及切向力数据的实时采集。包括：传感器连接块1、微型拉压传感器2、微型称重传感器3、平衡拉杆4、配重砝码5、划痕刮头7、固定杆8；微型称重传感器3设置在呈筒状外形的传感器连接块1内；微型拉力传感器2的一端通过外螺纹与传感器连接块1的螺纹孔11联接；微型拉力传感器2的另一端亦通过外螺纹与平衡拉杆4联接；划痕刮头7联接在传感器连接块1底部；配重砝码5和旋扭蝶形螺母6套置在平衡拉杆4的螺纹端。

传感器连接块(1)后侧开有矩形切槽(13)，以便于安装连接微型称重传感器的信号线及更换微型称重传感器。

所述传感器连接块1的底部设计有螺纹孔12，以便于安装不同形式的刮头。

在实际实施中，所有主要部件用铝合金和不锈钢加工而成，并对铝合金表面进行氧化处理，可以有效防止生锈现象。安装时，首先将划痕刮头7通过螺纹孔12安装固定在传感器连接块1上；将微型称重传感器3安装到传感器连接块1中；通过微型拉压传感器2左右两侧的螺纹，将传感器连接块1和平衡拉杆4连接起来，将配重砝码5 安装到蝶形螺母6上，并将蝶形螺母6旋扭至平衡拉杆4的螺纹上。然后，使用螺钉9和螺帽10将平衡拉杆4上安装到固定杆8上。最后将固定杆8通过螺钉9固定到划痕试验仪器上。通过更换划痕刮头7，可利用不同形状的刮头进行的划痕试验。

本实用新型的自平衡可替换式刮头，满足不同荷载的划痕试验需求和测量范围不同，同时降低试验仪器成本。由于划痕试验仪采用力反馈控制刮头法向运动，需要消除刮头重力影响，所以本实用新型使用配重砝码和蝶形螺母来平衡刮头装置重力。而且通过蝶形螺母左右移动，可以使得在不更换配重砝码的情况下，更换不同形状、大小的刮头。利用两个独立的拉压传感器，分别测量法向力和切向力。通过单独、方便地更换法向和切向上的传感器，可对法向和切向上的测量量程、精度进行调节，有刮头可替换、重力自平衡、结构简单、经济实用等优点。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构装配示意图。

图2为本实用新型传感器连接块视图：仰视图(2a)、左视图(2b)、右视图(2c)和轴测图(2d)。

图3为本实用新型特制蝶形螺母视图：正视图(3a)和左视图(3b)。

图4为本实用新型固定杆的正视图(4a)和左视图(4b)。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的结构作进一步的详述。

图1通过整体装配三维视图，给出了各个部件的装配关系图。首 先将划痕刮头7通过螺纹孔12安装固定在传感器连接块1上；将微型称重传感器3安装到传感器连接块1中；通过微型拉压传感器2左右两侧的螺纹将传感器连接块1和平衡拉杆4连接起来，将配重砝码5安装到蝶形螺母6上，并将蝶形螺母6旋扭至平衡拉杆4的螺纹上。然后，使用螺钉9和螺帽10将平衡拉杆4上安装到固定杆8上。最后将固定杆8通过螺钉9固定到划痕试验仪器上。通过更换划痕刮头7，可利用不同形状的刮头进行的划痕试验。

采用本实用新型的结构，方便更换微型拉压传感器2、微型称重传感器3，可满足不同荷载的划痕试验需求和测量范围；同时，通过平衡拉杆4、配重砝码5和蝶形螺母6，可以平衡划痕试验时传感器连接块1、微型拉压传感器2、微型称重传感器3、配重砝码5、蝶形螺母6以及划痕刮头7的重力，实现自平衡，从而消除本装置自身重力对法向力测量、采集时的影响。