一种用于紧固件质量检测的设备的制作方法

文档序号:12018813阅读:265来源:国知局

本实用新型涉及紧固件技术等领域,具体的说,是一种用于紧固件质量检测的设备。



背景技术:

紧固件,紧固两个或两个以上零件(或构件)紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称;是作紧固连接用且应用极为广泛的一类机械零件。紧固件,使用行业广泛,包括能源、电子、电器、机械、化工、冶金、模具、液压等等行业,在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、化工、仪表和用品等上面,都可以看到各式各样的紧固件,是应用最广泛的机械基础件。它的特点是品种规格繁多,性能用途各异,而且标准化、系列化、通用化的程度也极高。因此,也有人把已有国家标准的一类紧固件称为标准紧固件,或简称为标准件。

紧固件是应用最广泛的机械基础件。随着我国2001年加入WTO并步入国际贸易大国的行列。我国紧固件产品大量出口到世界各国、世界各国的紧固件产品也不断涌入中国市场。紧固件作为我国进出口量较大的产品之一,实现与国际接轨,对推动中国紧固件企业走向世界,促进紧固件企业全面参与国际合作与竞争,都具用重要的现实意义和战略意义。由于每个具体紧固件产品的规格、尺寸、公差、重量、性能、表面情况、标记方法,以及验收检查、标志和包装等项目的具体要求。

硬度,物理学专业术语,材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法,所以有不同的硬度标准。各种硬度标准的力学含义不同,相互不能直接换算,但可通过试验加以对比。

硬度分为:①划痕硬度。主要用于比较不同矿物的软硬程度,方法是选一根一端硬一端软的棒,将被测材料沿棒划过,根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬。定性地说,硬物体划出的划痕长,软物体划出的划痕短。②压入硬度。主要用于金属材料,方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料,以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同,压入硬度有多种,主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种。③回跳硬度。主要用于金属材料,方法是使一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样,并以试样在冲击过程中储存(继而释放)应变能的多少(通过小锤的回跳高度测定)确定材料的硬度。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种用于紧固件质量检测的设备,采用洛氏硬度技术进行紧固件的质量检测,有效结合刻度显示和智能图表显示的硬度显示方式,使得检验员能够及时知晓被测试件的硬度值是多少,是否符合要求,是否存在质量偏差等情况,具有高测量精度、稳定性高、实用性强等特性。

本实用新型通过下述技术方案实现:一种用于紧固件质量检测的设备,包括测头、信号处理电路、硬度刻度指示表、供电系统及能够图表显示且实现检测控制的智能测试电路,所述供电系统分别与信号处理电路、硬度刻度指示表及智能测试电路相连接,信号处理电路与测头相连接,所述测头包括外壳及设置在外壳内的测试组件;在所述信号处理电路内设置有激励放大器、脉冲形成电路、脉冲功率放大器及鉴频器,所述激励放大器通过通过电源线和信号线与测头相连接,激励放大器连接脉冲形成电路,脉冲形成电路连接脉冲功率放大器,脉冲功率放大器连接鉴频器,鉴频器分别与硬度刻度指示表及智能测试电路。

进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:在所述供电系统内设置有蓄电池和稳压电路,蓄电池通过转换开关K连接稳压电路,稳压电路分别与智能测试电路、激励放大器、脉冲形成电路、脉冲功率放大器及鉴频器相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:在所述供电系统内还设置有充电电路,所述充电电路通过转换开关K与蓄电池相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:在所述智能测试电路内设置有A/D转换电路、FPGA处理器及人机交互设备,所述A/D转换电路和人机交互设备皆与FPGA处理器相连接,FPGA处理器连接鉴频器,所述稳压电路与FPGA处理器相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述人机交互设备采用触摸式人机交互设备。

进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:在所述智能测试电路内还设置有与FPGA处理器相连接的报警电路。

进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述报警电路采用红外声光报警器。

进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述测试组件包括设置在测头外壳内的压电晶体、激励线圈、超声波传感器及压头,所述压头固定设置在超声波传感器的下部,超声波传感器的上端连接压电晶体,所述激励线圈缠绕在超声波传感器上,且激励线圈通过信号线与激励放大器相连接,激励放大器通过电源线同测头外壳上设置的电源接口相连接。

本实用新型与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:

(1)本实用新型采用洛氏硬度技术进行紧固件的质量检测,有效结合刻度显示和智能图表显示的硬度显示方式,使得检验员能够及时知晓被测试件的硬度值是多少,是否符合要求,是否存在质量偏差等情况,具有高测量精度、稳定性高、实用性强等特性。

(2)本实用新型采用超声波测量技术,能够达到尽可能的不造成试件表面损伤的情况下准确的测量出试件的硬度值,进而达到检测试件质量的目的。

(3)本实用新型具有设计合理,科学实用等优点,并在测量时,利用智能测试电路进行数据的准确制样,使得被测数据信息能够被保存,达到即便测试员不再工位现场,也可以知晓试样硬度值信息的目的,当出现质量不合格产品时,可以及时进行报警,使得测试员能够直观的判断出被测试样(试件)具有质量问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

其中,1-测头,2-压头,3-超声波传感器,4-激励线圈,5-压电晶体,6-激励放大器,7-脉冲形成电路,8-脉冲功率放大器,9-鉴频器,10-充电电路,11-稳压电路,12-硬度刻度指示表,13-人机交互设备,14-FPGA处理器,15-A/D转换电路,16-报警电路,17-蓄电池。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明,但本实用新型的实施方式不限于此。

值得注意的是,在本实用新型的实际应用中,不可避免的会应用到软件程序,但申请人在此声明,该技术方案在具体实施时所应用的软件程序皆为现有技术,在本申请中,不涉及到软件程序的更改及保护,只是对为实现发明目的而设计的硬件架构的保护。

实施例1:

本实用新型设计出一种用于紧固件质量检测的设备,采用洛氏硬度技术进行紧固件的质量检测,有效结合刻度显示和智能图表显示的硬度显示方式,使得检验员能够及时知晓被测试件的硬度值是多少,是否符合要求,是否存在质量偏差等情况,具有高测量精度、稳定性高、实用性强等特性,如图1所示,特别采用下述设置结构:包括测头1、信号处理电路、硬度刻度指示表12、供电系统及能够图表显示且实现检测控制的智能测试电路,所述供电系统分别与信号处理电路、硬度刻度指示表12及智能测试电路相连接,信号处理电路与测头1相连接,所述测头1包括外壳及设置在外壳内的测试组件;在所述信号处理电路内设置有激励放大器6、脉冲形成电路7、脉冲功率放大器8及鉴频器9,所述激励放大器6通过通过电源线和信号线与测头1相连接,激励放大器6连接脉冲形成电路7,脉冲形成电路7连接脉冲功率放大器8,脉冲功率放大器8连接鉴频器9,鉴频器9分别与硬度刻度指示表12及智能测试电路。

所述智能测试电路,能够智能化的利用图表、数值等显示方式显示所测结果或比较结果。

实施例2:

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:在所述供电系统内设置有蓄电池17和稳压电路11,蓄电池17通过转换开关K连接稳压电路11,稳压电路分别与智能测试电路、激励放大器6、脉冲形成电路7、脉冲功率放大器8及鉴频器9相连接。

实施例3:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:在所述供电系统内还设置有充电电路10,所述充电电路10通过转换开关K与蓄电池17相连接。

实施例4:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:在所述智能测试电路内设置有A/D转换电路15、FPGA处理器14及人机交互设备13,所述A/D转换电路15和人机交互设备13皆与FPGA处理器14相连接,FPGA处理器14连接鉴频器9,所述稳压电路11与FPGA处理器14相连接。

实施例5:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述人机交互设备13采用触摸式人机交互设备。

实施例6:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:在所述智能测试电路内还设置有与FPGA处理器14相连接的报警电路16。

实施例7:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述报警电路16采用红外声光报警器。

实施例8:

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述测试组件包括设置在测头1外壳内的压电晶体5、激励线圈4、超声波传感器3及压头(2),所述压头2固定设置在超声波传感器3的下部,超声波传感器3的上端连接压电晶体5,所述激励线圈4缠绕在超声波传感器3上,且激励线圈4通过信号线与激励放大器6相连接,激励放大器6通过电源线同测头1外壳上设置的电源接口相连接。

本实用新型是借助超声传感器3杆谐振频率的变化来测量硬度,主要用于测定金属的洛氏硬度,采用比较法或其它方法测量,具有对试件表面的破坏极小、测量速度很快、操作程序简单等优点。

在均匀的接触压力下,超声传感器3杆顶尖的压头2与试件表面接触,则超声传感器3杆的谐振频率会随试件的硬度而改变,通过测量超声传感器3杆的这种谐振频率变化,即可确定试件的硬度。

在使用时,当测头1中的超声传感器3杆一端和一个大质量刚体固定在一起,另一端镶嵌有采用金刚石的压头2,当压头与试件不接触时,压头2处于自由状态。在形成纵向振动后,超声传感器3杆的固定端是振动的波节点,压头2端由于振幅最大而成为振动的波腹点,因此车速传感器3杆的长度等于作动波长的1/4,此时的频率是超声传感器3处于自由状态下的谐振频率。

当超声传感器3的压头2瑞完全被试件与大质量刚体紧固地夹住时,这是理想情下,超声传感器3杆的两端都将成为振动的波节点,则杆的长度等于 振动波长的1/2,这时的谐振频率等于压头2端处于自甶状态时起始频率的两倍。

当压头2被压到试件上,一般是介于上述两者之间,在固定负荷作用下,对于弹性模量相同的试件来说,若试件的硬度越低,则压头与其表面的接触面积愈大,使超声传感器3杆的压头2端被夹紧的程度也俞大,于是此瑞振动幅度也愈小,相应的振动波腹点愈向杆的固定端方向移动,因此 振动波长就愈小,即杆的谐振频率也就愈高。通过测量超声传感器3杆谐振频率的変化,就可确定试件的硬度。

试件的弹性模量不同,也会影响接触面积的大小,即影响超声传感器3杆谐振频率的变化。因此,超声硬度试验法是一种比较测量的方法,雷要以弹性 模量和被测试件相同的试块作为校准试块来消除这种影响。

在测头1中有一个具有磁致伸缩效应的超声传感器3杆,一端焊到一个大质量的钢圆柱体上,此圆柱体质星要比传感器大得多,另一端镶有金刚石角锥压头2,激励线圈4绕在超声传感器3杆上,在靠近超声传感器3杆与圆柱体的连接处固定有片状的压电晶体5。

超声传感器3杆作为一个机械谣振子,连接到激励放大器6的反馈电路中,在激励线圈4的作用下,使超声传感器3杆产生纵向超声振动,甶压电 晶体5检出这个信号,正反馈到激励放大器6的输入端,构成一个自激振荡器,其振荡频率就是传感器杆的谐振频率,从激励放大器6输出一个信号,馈送到脉冲形成电路7中,形成一个重夏频率,该重复频率为上述振荡频率1/2的方波脉冲,而后经脉冲功率放大器8放大,启动鉴频器9。在鉴频器9中,把反映不同硬度的频率変化转换成直流电流的变化,然后用硬度刻度指示表12指示出来;同时,鉴频器9处理后的信号还通过A/D转换电路15,进行模数转换,而后通过FPGA处理器14进行相应信号量之间的转换,转换后利用图表的形式显示在人机交互设备13上,使得测试员能够图表观察试件的硬度值,且能够利用质量评价表的形式确定该试件是否符合质量要求,在FPGA处理器14内,被测信息还同预制的信息进行比较,而后根据预制的比较策略采用相应的显示方式(图表、数据等不一而足,且该项数据处理技术皆可利用现有技术完成)显示在人机交互设备13上;当出现硬度值不达标或质量不符合要求的情况下,FPGA处理器14还发送指令到报警电路16内进行红外声光报警。

在设计时,蓄电池17能够为激励放大器6、脉冲形成电路7、脉冲功率放大器8、鉴频器9、硬度刻度指示表12及FPGA处理器14提供所需电源;在供电时,当蓄电池17内具有充足电源时,将利用开关K接入到稳压电路11,中稳压电路11为激励放大器6、脉冲形成电路7、脉冲功率放大器8、鉴频器9、硬度刻度指示表12及FPGA处理器提供相应量值的稳压电源;当蓄电池17内的点亮不足时,开关K能够转换连接到充电电路10上,220V交流电将通过充电电路10为蓄电池17充电。

所述人机交互设备采用触摸式人机交互设备,可以极大的方便测试员进行数据录入、参数改变等操作。

以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型做任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本实用新型的保护范围之内。

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