一种压头装置以及布氏硬度计的制作方法

本实用新型属于硬度检测技术领域，具体涉及一种压头装置以及布氏硬度计。

背景技术：

布氏硬度计的工作原理是把一定直径的钢球，在一定试验力作用下，以一定的速度压入试样表面，经规定的试验力保持一段时间后卸除试验力。以试样压痕球形表面积上的平均压力来表示试样的布氏硬度值。

布氏硬度试验的优点是硬度代表性好，布氏硬度试验一般采用的硬质合金球压头的直径比较大，试验力可以高达3000kg，其压痕面积比较大，能排除金属材料微小组成相的差异影响，全面反映出多晶体金属材料的综合性能的平均值，因此特别适用于灰铸铁、退火钢以及轴承合金等晶粒粗大的金属材料的硬度测定，试验数据重复性好，结果也稳定。并且经研究表明，材料的布氏硬度值与其抗拉强度值之间存在较好的对应关系。

布氏硬度计的压头通常分为Φ2.5mm、Φ5mm、Φ10mm和Φ1mm四种，用于测定不同金属材料的硬度。但是现有技术中布氏硬度计在测试不同的金属材料的硬度时，需要人工更换压头，更换压头后还需要调试，极大地了延长了测试时间，并且频繁的拆装压头，容易造成压头损坏。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种能够快速更换压头的压头装置以及布氏硬度计。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种压头装置，包括转盘组件、驱动所述转盘组件旋转的第一驱动装置以及驱动所述第一驱动装置上下滑动的第二驱动装置；

所述转盘组件包括沿竖轴转动设置的转盘、多个沿转盘的转动轴线均匀分布在所述转盘上的压头组件；

所述压头组件包括压头连接杆、套接在所述压头连接杆外的套筒、固定连接在所述压头连接杆底端的钢球压头以及设置在所述压头连接杆和套筒之间的压缩弹簧；所述套筒固定连接在所述转盘的底端面上；所述转盘上对应所述压头连接杆开设有定位孔，且所述定位孔的直径小于压头连接杆顶端的直径。

进一步地，所述压头连接杆呈上大下小的台阶状；所述套筒的中部开设有与所述压头连接杆适配的台阶孔；所述压缩弹簧的两端分别抵靠在压头连接杆的台阶面和套筒的台阶孔的台阶面上。

进一步地，所述第一驱动装置包括L型板、转轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮和电机；L型板包括依次连接的横板和竖板；转轴转动连接在所述横板上，转轴的两端分别与所述转盘和第二锥齿轮固定连接；电机固定连接在所述竖板上；第一锥齿轮固定连接在电机的输出端，且与所述第二锥齿轮啮合。

进一步地，所述第二驱动装置包括伸缩缸和底座；所述底座的顶端面开设有沿竖向贯穿的滑槽，所述竖板设置在所述滑槽内；所述伸缩缸的一端固定，另一端与所述竖板固定连接。

一种布氏硬度计，包括上述任意一种压头装置。

进一步地，所述布氏硬度计还包括硬度计本体；所述硬度计本体包括连接杆；连接杆的底端设有与所述定位孔定位配合的圆柱段；所述第二驱动装置固定连接在所述硬度计本体上。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过第一驱动装置驱动转盘组件旋转，达到快速切换压头的目的，并且无需重新调试，极大地缩短了测试时间；同时通过设置压缩弹簧和第二驱动装置，能够保证压头连接杆与硬度计本体的连接杆之间紧密贴合，在硬度计本体加载时，竖向的加载力直接经连接杆和压头连接杆传递到测试工件上，避免本压头装置上除压头连接杆之外的零件承受加载力，提高了本压头装置的机械精度；其次，通过设置第一锥齿轮和第二锥齿轮，缩短了转盘组件与硬度计本体之间的竖向尺寸，从而极大地缩短了连接杆的长度，在连接杆承受加载力时，避免连接杆过长而被压弯。

附图说明

图1是本实用新型的一种压头装置的结构示意图；

图2是图1所示的一种压头装置的剖面图；

图3是图1所示的一种压头装置中压头组件的结构示意图；

图4是图1所示的一种压头装置中第一驱动装置的结构示意图；

图5是图1所示的一种压头装置中第二驱动装置的结构示意图；

图6是本实用新型的一种布氏硬度计的结构示意图；

图7是图6所示的一种布氏硬度计的前视图；

图8是图7中A区域的放大结构示意图。

图中：100-硬度计本体；101-连接杆；200-转盘组件；201-转盘；210-压头组件；211-钢球压头；212-套筒；213-压缩弹簧；214-压头连接杆；300-第一驱动装置；301-第一锥齿轮；302-电机；303-第二锥齿轮；304-L型板；305-转轴；306-第一隔套；307-第一轴承座；308-第二隔套；309-连接轴；310-第二轴承座；400-第二驱动装置；401-伸缩缸；402-底座；403-连接座；404-盖板；405-接头；2011-定位孔。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

如图1-5所示，本实施例的一种压头装置，包括转盘组件200、驱动所述转盘组件200旋转的第一驱动装置300以及驱动所述第一驱动装置300上下滑动的第二驱动装置400；

具体地，所述转盘组件200包括沿竖轴转动设置的转盘201、多个沿转盘201的转动轴线均匀分布在所述转盘201上的压头组件210；本实施例中，转盘201呈圆盘状，转盘201的转动轴线与转盘201的中轴线重合，且均沿竖向设置。

如图3所示，所述压头组件210包括压头连接杆214、套接在所述压头连接杆214外的套筒212、固定连接在所述压头连接杆214底端的钢球压头211以及设置在所述压头连接杆214和套筒212之间的压缩弹簧213；所述套筒212固定连接在所述转盘201的底端面上；所述转盘201上对应所述压头连接杆214开设有定位孔2011，且所述定位孔2011的直径小于压头连接杆214顶端的直径。具体地，所述压头连接杆214呈上大下小的台阶状；所述套筒212的中部开设有与所述压头连接杆214适配的台阶孔；所述压缩弹簧213的两端分别抵靠在压头连接杆214的台阶面和套筒212的台阶孔的台阶面上。需要说明的是，所述压头连接杆214的台阶面是指压头连接杆214的顶端与底端的交界面；所述台阶孔的台阶面是指台阶孔的大孔和小孔的交界面，如图3所示。所述钢球压头211采用现有技术实现，例如可以采用上海钜晶精密仪器制造有限公司生产的钢球压头实现。压头连接杆214的底端面开设有容纳钢球压头211的安装孔，安装孔的孔壁开设有沿安装孔径向贯穿的螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有紧定螺钉，紧定螺钉将所述钢球压头211压紧在安装孔内，如此可方便钢球压头211的更换，即在钢球压头211损坏时，只需要更换钢球压头211，而其余零件可不更换。当然也可以是，钢球压头211通过胶水与压头连接杆214粘接。但是粘接不方便钢球压头211的更换。

如图2、4和5所示，本实施例中，第一驱动装置包括L型板304、转轴305、第一锥齿轮301、第二锥齿轮303和电机302；L型板304包括依次连接的横板和竖板；转轴305转动连接在所述横板上，转轴305的两端分别与所述转盘201和第二锥齿轮303固定连接；电机302固定连接在所述竖板上；第一锥齿轮301固定连接在电机302的输出端，且与所述第二锥齿轮303啮合。具体地，本实施例中，如图4所示，转轴305通过第一轴承座307与L型板304转动连接。转轴305的中部凸设有轴肩；轴肩抵靠在第一轴承座307上；轴肩与第二锥齿轮303之间设置有第一隔套306，用于保证第二锥齿轮303的轴向位置；第一轴承座307与转盘201之间设置有第二隔套308，用于保证第一轴承座307的轴向位置。如图5所示，第一锥齿轮301套接在连接轴309上，连接轴309通过第二轴承座310转动连接在竖板上。第一锥齿轮310与连接轴309之间以及连接轴309与电机302的输出端之间均固定连接，例如螺钉连接或键连接。

如图1和2所示，本实施例中，所述第二驱动装置包括伸缩缸401和底座402；所述底座402的顶端面开设有沿竖向贯穿的滑槽，所述竖板设置在所述滑槽内；所述伸缩缸401的一端固定，另一端与所述竖板固定连接。需要说明的是，伸缩缸401的两端是指伸缩缸401的缸体和活塞杆；本实施例中，伸缩缸401采用气缸实现，当然也可以采用油缸或电缸等现有技术实现。本实施例中，伸缩缸401的缸体固定在硬度计本体100上，伸缩缸401的活塞杆与竖板固定来接。具体地，伸缩缸401的活塞杆的底端螺纹连接有接头405，接头405卡接有连接座403，连接座403与所述竖板固定连接。如图1和2所示，滑槽贯穿底座402远离硬度计本体100的一侧，且底座402远离硬度计本体100的一侧固定有盖板404，从而将竖板限制在滑槽内。如此设置，方便L型板304与底座402之间的装配。

如图1-8所示，本实施例中的一种布氏硬度计，包括上述压头装置。

所述布氏硬度计还包括硬度计本体100；所述硬度计本体100包括连接杆101；连接杆101的底端设有与所述定位孔2011定位配合的圆柱段；所述第二驱动装置400固定连接在所述硬度计本体100上。硬度计本体100可以采用现有技术实现，例如可以采用重庆德宝仪器仪表有限公司的型号为HB-3000C的电子布氏硬度计实现，具体使用时，将连接杆101替换掉硬度计本体100上的压头，然后再将本压头装置固定到硬度计本体100上，并调试好连接杆101和压头组件210之间的相对位置即可。

工作原理：

当需要更换压头时，伸缩缸401的活塞杆向下伸出，L型板304向下滑动，使连接杆101脱离定位孔2011，如图8所示。然后电机302启动，通过第一锥齿轮301带动第二锥齿轮303、转轴305和转盘201转动，将待安装的压头组件210对准连接杆101，最后，伸缩缸401的活塞杆缩回，L型板304向上滑动，连接杆101插入定位孔2011，抵靠在压头连接杆214上并继续向下移动一段距离压缩压缩弹簧213，从而使压头连接杆214与连接杆101紧紧贴靠在一起。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。