专利名称:颗粒状非金属脆性材料破碎强度测定装置的制作方法
本实用新型属于非金属脆性材料物理属性鉴定领域。
随着颗粒状非金属脆性材料广泛应用于机械、建筑等行业，人们对其破碎强度的测定也越来越关注。颗粒状非金属脆性材料的破碎强度属于一种统计强度，要求测量一定数量的小颗粒材料，并对所测数据进行统计处理，统计处理后的统计值即作为该种材料的破碎强度值。因为所测材料颗粒直径小，测试位数多，所以工作烦琐、测试劳动强度较大，而且测试装置的好坏对所测结果的真实性有直接的影响。
《Annals of the CIRP》(1973年第22卷第2期，第219－225页)报导了一种磨料(属颗粒状非金属脆性材料的范畴)强度测定的试验装置。磨料由振动送料器送入水平平行放置的两硬质合金辊之间的间隙，其中主动辊由电机带动以一定速度运转，从动辊处于周向自由状态。当磨料通过间隙时，磨料受到两辊的挤压而破碎，破碎力信号由粘贴在从动辊支架侧面上的应变片组成的半导体应变测量电桥输出到示波器记录下来，然后，将示波器记录下来的数据进行人工处理，得到磨料破碎强度指标。
该装置的不足之处在于1.装置刚度与灵敏度的问题。因欲获得较大的灵敏度、即较大的弯曲应力，就必须有足够长的力臂，以产生足够大的弯矩，但力臂的增长又会造成从动辊支架的刚度降低，使破碎力信号易发生失真。
2.人工处理数据复杂、烦琐、且消耗时间多。
3.应变片粘贴工艺复杂，且易受潮致使阻值产生变化，每使用一段时间需更换应变片并重新标定，有效使用周期短。
本实用新型的目的在于改进上述不足之处，提出新的颗粒状非金属脆性材料破碎强度的测定装置。
本实用新型的内容包括主动辊、从动辊、电机、滑台、螺纹调整机构，压电晶体测力传感器、滚动导轨、底座、信号处理系统。压电晶体测力传感器和滚动导轨装在底座上，在滚动导轨上装有滑台，滑台一端装有从动辊，压电晶体测力传感器与滑台的另一端紧密接触，该接触可以是采用点接触，保证所测破碎力的作用方向与压电晶体芯片的中心线重合。压电晶体测力传感器内可以装有压电晶体芯片，信号处理系统与压电晶体测力传感器相连。信号处理系统可以采用电荷放大器，放大电路，采样保持电路、模数转换器、单板机和微型打印机组成。
本实用新型的优点是1.避免了装置灵敏度与刚度之间的矛盾。本实用新型采用压电晶体测力传感器和滑台作为力传递件，由于压电晶体测力传感器的刚性较好，且紧靠于滑台，形成刚性接触，使测试信号失真度降低，所以既可满足有足够的刚度又可达到有效好的灵敏度。
2.颗粒状脆性材料磨料输入测定装置，可得到一次性最终结果，整个测试过程仅需十几分钟，信号处理系统处理数据准确迅速，可减轻测试人员的负担，测试效率提高十倍以上。
3.延长了装置的使用周期。压电晶体使用寿命长，装夹方便，一般应变片半年更换一次，而压电晶体测力传感器至少可用二年，再重新定标，有效使用期可提高2倍以上。
及实用新型实施例附图为颗粒状非金属脆性材料破碎强度的测定装置示意图。
主动辊(2)和从动辊(3)均由硬质材料制成，两辊子的周边上刻有等间距的浅槽，主动辊(2)在电机(4)带动下以一定的速度运转。从动辊(3)处于周向自由状态，从动辊安装在滑台(5)的一端，滑台(5)装在滚动导轨(7)上，滚动导轨(7)和压电晶体测力传感器(8)均装在底座(10)上。滑台(5)的另一端与压电晶体测力传感器(8)刚性点接触，以保证磨料破碎力的作用方向与压电晶体芯片(9)的中心线重合。主、从动辊之间有一定的间隙δ，间隙δ可由螺纹调整机构(6)调整，以适应测试不同尺寸的颗粒状非金属脆性材料磨料直径通常可以为0.25－4毫米。当颗粒状非金属脆性材料(1)通过间隙δ时，受到两辊挤压而破碎，其破碎力信号经滑台(5)传递到压电晶体测力传感器(8)上，经压电晶体芯片(9)输出到电荷放大器(11)进行信号转换，将破碎力电荷量信号转变为电压信号，经量程放大电路(12)放大后，再通过采样保持电路(13)将近似于脉冲信号的破碎力电压信号峰值保持，然后由CMC－80微电脑、即模数换转器(14)、单板机(15)进行模数转换和数据处理。最终由微型打印机(16)将破碎强度指标打印出来。
采用颗粒状非金属脆性材料破碎强度测定装置，对两种棕刚玉磨料GZ8＃、GZ24＃进行测定，测试试样各为100颗，测试后所得结果如下
上述表中破碎力
Pi——单个磨料的破碎力。
破碎力均方差σσ＝
破碎力的分散度SS＝
×100％破碎强度σeσe＝1.37
P／a2a——磨料的等效粒径a＝磨料平均直径×80％。
权利要求
1.一种颗粒状非金属脆性材料破碎强度的测定装置，包括主动辊(2)、从动辊(3)、电机(4)、螺纹调整机构(6)、底座(10)，主动辊(2)由电机(4)驱动，其特征在于该装置还包括有信号处理系统，该信号处理系统与压电晶体测力传感器(8)相连，压电晶体测力传感器(8)和滚动导轨(7)装在底座(10)上，在滚动导轨(7)上装有滑台(5)，滑台(5)的一端装有从动辊(3)，压电晶体测力传感器(8)与滑台(5)的另一端紧密接触。
2.一种如权利要求
1所述的颗粒状非金属脆性材料破碎强度测定装置，其特征在于在所说的压电晶体测力传感器(8)内装有压电晶体芯片(9)，压电晶体测力传感器(8)与滑台(5)采用点接触，保证所测破碎力的作用方向与压电晶体芯片(8)的中心线重合。
3.一种如权利要求
2所述的颗粒状非金属脆性材料破碎强度测定装置，其特征在于该信号处理系统是由电荷放大器(11)，放大电路(12)，采样保持电路(13)、模数转换器(14)、单板机(15)和微型打印机(16)组成。
专利摘要
一种颗粒状非金属脆性材料破碎强度的测定装置。在测试时，先将挤压破碎颗粒状非金属材料的破碎力，通过滚动导轨上的滑台传递给压电晶体测力传感器测出力信号，然后输入到信号处理系统进行数据处理。滚动导轨和压电晶体测力传感器均装在底座上，压电晶体测力传感器与装在滚动导轨上的滑台的一端紧密接触。该实用新型可使有效使用期提高2倍以上，降低测试信号失真度，提高测试效率10倍以上。
文档编号G01N3/00GK86207156SQ86207156
公开日1987年9月16日 申请日期1986年9月20日
发明者黄含, 黄奇葵, 诸兴华 申请人:华中工学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan