一种纳米压痕实验混凝土试件剖光装置的制造方法
【专利摘要】本发明具体为一种纳米压痕实验混凝土试件剖光装置，解决了现有纳米压痕混凝土试件采用人工打磨存在费时费力且剖光精度差的问题。底座平台上设置有砂纸固定台和竖向转轴；竖向转轴上端设置有转动臂，转动臂的前端设置有剖光杆，剖光杆下端设置有试件盒，且剖光杆上套有顶推弹簧，试件盒侧壁设置有锁紧螺栓，转动臂的后部设置有水平转轴，且转动臂上穿有插销；转动臂的左右两侧均设置有限位杆，且转动臂的左右任一侧设置有支座，支座上设置有交流电磁铁和与转动臂连接的转动弹簧；砂纸固定台的左右两侧均设置有后端铰接在其上的按压铁棍，按压铁棍前端之间的砂纸固定台内镶嵌有吸铁石。本发明大幅提高了作业效率，而且保证了剖光的精度。
【专利说明】
一种纳米压痕实验混凝土试件剖光装置
技术领域
[0001]本发明涉及土木工程中试件制备用辅助装置，具体为一种纳米压痕实验混凝土试件剖光装置。
【背景技术】
[0002]传统的压痕技术只考虑了材料的塑性变形部分，没有考虑材料的弹性变形，纳米压痕力学测量技术通过建立力学分析模型，可以得到材料的微观硬度及弹性模量，是一种前沿的测试方法。
[0003]目前，混凝土的研究已经深入到微观的层次，很多混凝土需要进行微米、纳米尺度的实验，比如纳米压痕等实验。但是进行纳米压痕实验之前，需要进行混凝土表面的剖光。由于纳米压痕实验需要的试件很小，一般是1.5-2立方厘米左右，且剖光的要求比较高，需要用1000号砂纸打磨1.5-2小时，采用普通砂轮打磨，并没有细度1000号的砂轮，基本所有文献中提高的剖光都是用手工打磨，费时费力。精密仪器制造方面上也有精确剖光的机器，不过价格昂贵，对于混凝土试块制作，不是很经济的方法。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有纳米压痕混凝土试件采用人工打磨存在费时费力且剖光精度差的问题，提供了一种纳米压痕实验混凝土试件剖光装置。
[0005]本发明是采用如下技术方案实现的:一种纳米压痕混凝土试件剖光装置，包括底座平台，底座平台上设置有前后分布的砂纸固定台和竖向转轴;竖向转轴上端设置有绕其轴心转动且位于砂纸固定台上方的转动臂，转动臂的前端设置有位于其下方的剖光杆，剖光杆下端设置有试件盒，且剖光杆上套有位于转动臂和试件盒之间的顶推弹簧，试件盒侧壁设置有锁紧螺栓，转动臂的后部设置有水平转轴，且转动臂上穿有插销;转动臂的左右两侧均设置有限位杆，且转动臂的左右任一侧设置有支座，支座上设置有交流电磁铁和与转动臂连接的转动弹簧;砂纸固定台的左右两侧均设置有后端铰接在其上的按压铁棍，按压铁棍前端之间的砂纸固定台内镶嵌有吸铁石。
[0006]进行剖光作业时，先将混凝土试件放入试件盒内，且混凝土试快底面低于试件盒底面，通过锁紧螺栓将混凝土试件锁紧后，在剖光杆上套上顶推弹簧后备用；随后将按压铁棍抬起，将砂纸放在砂纸固定台上后，按压铁棍落下，在吸铁石的作用下将砂纸压紧;接着将插销打开，转动臂沿水平转轴向上转动打开，将剖光杆连接在转动臂前端的孔中后，将转动臂放回并将插销合住;最后接通电源，交流电磁铁(有不同的频率)产生脉冲吸力，吸的时候，转动弹簧压缩，产生恢复力，不吸的时候，转动弹簧由于被压缩，推动转动臂向反方向转动，实现左右摇摆进行打磨，同时左右前后移动砂纸固定平台，使得砂纸充分利用，至混凝土试件表面达到要求，克服了现有纳米压痕混凝土试件采用人工打磨存在费时费力且剖光精度差的冋题。
[0007]底座平台上还包括电机，电机的输出轴上连接有切割轮，切割轮周围的底座平台上设置有无水乙醇容器，无水乙醇容器侧壁设置有与其连通的万向管。
[0008]作业时，将混凝土块使用切割轮进行切割，切成IcmX 2cm X 2cm的方形块，在切割至混凝土块温度较高时，通过万向管向混凝土块浇无水乙醇，进行切割降温，然后初步对其表面进行打磨、清洗、清洁、干燥后备用。
[0009]砂纸固定台与底座平台之间设置有双向移动机构，双向移动机构包括两根左右分布且固定于底座平台上的轴状轨道，轴状轨道上设置有与其垂直且与砂纸固定台固定的轴状轨道I，轴状轨道和轴状轨道I的交叉位置处均设置有两者滑动于其上的十字滑槽。
[0010]在十字滑槽的作用下，砂纸固定台可以在平面内X和y方向进行移动。
[0011]本发明具有如下有益效果:1、以较低的成本实现纳米压痕混凝土试件的切割，打磨，对制样方法有着重要的的实际意义;2、提供不同的摆臂速度和不同的打磨速度;3、砂纸平台的自由移动，使得打磨更加方便，砂纸的利用更加充分;4、顶推弹簧可以提供混凝土和砂纸间足够的摩擦力，使得打磨效果更好。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的侧视不意图；
图3为图2中剖光杆处的结构示意图；
图4为图1中电机处的结构示意图。
[0013]图中:1-底座平台，2-砂纸固定台，3-竖向转轴，4-转动臂，5-剖光杆，6-试件盒，7_顶推弹簧，8-锁紧螺栓，9-水平转轴，10-插销，11-限位杆，12-支座，13-交流电磁铁，14-转动弹簧，15-按压铁棍，16-电机，17-切割轮，18-无水乙醇容器，19-万向管，20-轴状轨道，21-轴状轨道I，22-电机支座，23-楔形滑轨，24-顶紧螺丝，25-直尺，26-盛液槽，27-导液管。
【具体实施方式】
[0014]纳米压痕混凝土试件剖光装置，包括底座平台I，底座平台I上设置有前后分布的砂纸固定台2和竖向转轴3;竖向转轴3上端设置有绕其轴心转动且位于砂纸固定台2上方的转动臂4，转动臂4的前端设置有位于其下方的剖光杆5，剖光杆5下端设置有试件盒6，且剖光杆5上套有位于转动臂4和试件盒6之间的顶推弹簧7，试件盒6侧壁设置有锁紧螺栓8，转动臂4的后部设置有水平转轴9，且转动臂4上穿有插销10;转动臂4的左右两侧均设置有限位杆11，且转动臂4的左右任一侧设置有支座12，支座12上设置有交流电磁铁13和与转动臂4连接的转动弹簧14;砂纸固定台2的左右两侧均设置有后端铰接在其上的按压铁棍15，按压铁棍15前端之间的砂纸固定台2内镶嵌有吸铁石。
[0015]底座平台I上还包括电机16，电机16的输出轴上连接有切割轮17，切割轮17周围的底座平台I上设置有无水乙醇容器18，无水乙醇容器18侧壁设置有与其连通的万向管19;砂纸固定台2与底座平台I之间设置有双向移动机构，双向移动机构包括两根左右分布且固定于底座平台I上的轴状轨道20，轴状轨道20上设置有与其垂直且与砂纸固定台2固定的轴状轨道121，轴状轨道20和轴状轨道121的交叉位置处均设置有两者滑动于其上的十字滑槽。
[0016]具体实施过程中，电机16的输出轴上还可以连接打磨轮(较粗)，电机周围镶嵌有直尺，可以确定打磨构件的尺寸；电机16安装在电机支座22上，电机支座22上有楔形滑轨23，电机尾部有楔形突出，适用不同直径的切割轮17或打磨轮，楔形滑轨23侧面设置有沿其竖直方向不同高度的η个顶紧螺丝24，可以使电机在竖直方向上固定；电机16的输出轴是多口径输出轴，可以安装不同孔径的切割轮17和打磨轮，电机16旁边有xy两向镶嵌在底座平台I上的直尺25，切割轮17底部有盛液槽26，盛液槽26底部有导液管27;转动臂4与交流电磁铁13对应的位置处为铁质材料，且转动弹簧14的刚度要能使得转动臂3实现摇摆;交流电磁铁13上有变频装置，可以提供不同频率的电池铁，可使得电磁铁频率变快变慢;顶推弹簧7根据实际需求可提供不同的弹性模量;按压铁棍15下端面设置有橡胶层，进一步提高按压砂纸效果。
【主权项】
1.一种纳米压痕实验混凝土试件剖光装置，其特征在于:包括底座平台(I)，底座平台(I)上设置有前后分布的砂纸固定台(2)和竖向转轴(3);竖向转轴(3)上端设置有绕其轴心转动且位于砂纸固定台(2)上方的转动臂(4)，转动臂(4)的前端设置有位于其下方的剖光杆(5)，剖光杆(5)下端设置有试件盒(6)，且剖光杆(5)上套有位于转动臂(4)和试件盒(6)之间的顶推弹簧(7)，试件盒(6)侧壁设置有锁紧螺栓(8)，转动臂(4)的后部设置有水平转轴(9)，且转动臂(4)上穿有插销(10);转动臂(4)的左右两侧均设置有限位杆(11)，且转动臂(4)的左右任一侧设置有支座(12)，支座(12)上设置有交流电磁铁(13)和与转动臂(4)连接的转动弹簧(14);砂纸固定台(2)的左右两侧均设置有后端铰接在其上的按压铁棍(15)，按压铁棍(15)前端之间的砂纸固定台(2)内镶嵌有吸铁石。2.根据权利要求1所述的一种纳米压痕实验混凝土试件剖光装置，其特征在于:底座平台(I)上还包括电机(16)，电机(16)的输出轴上连接有切割轮(17)，切割轮(17)周围的底座平台(I)上设置有无水乙醇容器(18)，无水乙醇容器(18)侧壁设置有与其连通的万向管(19)。3.根据权利要求1所述的一种纳米压痕实验混凝土试件剖光装置，其特征在于:砂纸固定台(2)与底座平台(I)之间设置有双向移动机构，双向移动机构包括两根左右分布且固定于底座平台(I)上的轴状轨道(20)，轴状轨道(20)上设置有与其垂直且与砂纸固定台(2)固定的轴状轨道1(21)，轴状轨道(20)和轴状轨道1(21)的交叉位置处均设置有两者滑动于其上的十字滑槽。
【文档编号】G01N1/28GK106053170SQ201610355812
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】曹瑞东, 朱翔, 路国运, 常积玉
【申请人】山西大学