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专利名称：小负荷维氏硬度计机械加荷装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种硬度计，具体指一种小负荷维氏硬度计机械加卸荷装置。
背景技术：
维氏硬度计是一种用于测试材料表面层或材料厚度薄而硬度高的零件硬度的测试设备，其特点是小负荷力值分档细，力值跨度大，允差小。其基本结构主要由杠杆、主轴、压头组成，主轴上方设有加荷的杠杆，主轴下端设有压头，主杠杆上的负荷通过主轴、压头作用在试件上，使试件出现压痕。然后根据压痕的大小深浅计算材料的硬度。目前的小负荷硬度计一般是采用手工方式加卸荷，即在杠杆的托盘上，根据测试需要以手工方式加上或取去所需砝码。

发明内容
为了克服手工操作带来的不便，本实用新型的目的是提出一种小负荷维氏硬度计机械加卸荷装置，代替目前的手工操作方式，简化操作程序，提高测试效率。
本实用新型的构思是，在杠杆的支点另一端配置一可顶住杠杆的顶杆和一可加载荷于杠杆的吊杆，在所述吊杆上还可以可控地加上不同质量的砝码，通过顶杆、吊杆、砝码的不同加载状态的组合，可以组成各种不同负荷力值，而所有顶杆、吊杆的位置，添加砝码否及添加多少砝码，均由设于同一凸轮轴的一组凸轮装置控制，因此只要旋转控制凸轮轴位置的手轮，即可方便地按不同的力值要求加荷，以获得测试所需的负荷值。
本实用新型的一种小负荷维氏硬度计机械加荷装置，主要包括杠杆25、主轴28、压头24、偏心轮26；主轴28的下端为压头24，杠杆25设于主轴28的上方，杠杆25下设有可使其绕支点25a摆动升降的偏心轮26，杠杆25随偏心轮26的升降可实现对主轴28的加荷或卸荷；在所述杠杆25的与其支点相对端有一顶杆6、一吊杆3及若干可加于吊杆3的砝码，诸砝码按不同的测试力值要求设置；所述顶杆6、吊杆3和每个砝码均至少有两个位置顶杆6处于一个位置时可从下面顶住杠杆25，处于另一位置时与杠杆25分离；所述吊杆3处于一个位置时与杠杆25脱开，处于另一位置时吊挂于杠杆25上；所述诸砝码处于一个位置时与吊杆3脱开，处于另一个位置时加搁在吊杆3的各对应托盘上。
所述顶杆6的位置由一组顶杆凸轮21和顶杆托架9控制；所述吊杆3的位置由一组吊杆凸轮23和吊杆托架8控制；所述诸砝码的位置由若干组砝码凸轮和砝码叉架控制，所述砝码凸轮和砝码叉架的组数与砝码数相同。所述顶杆凸轮21、吊杆凸轮23及砝码凸轮均为共轴的端面凸轮，凸轮的工作曲线根据加卸荷的要求设计。
所述顶杆凸轮21和顶杆托架9，吊杆凸轮23和吊杆托架8，及诸砝码凸轮和对应的砝码叉架均设于一凸轮箱内；该凸轮箱有一箱体22和一凸轮轴13，所述顶杆凸轮21、吊杆凸轮23和诸砝码凸轮均固设于该凸轮轴13上，顶杆托架9、吊杆托架8和诸砝码叉架设于各对应的凸轮旁。
所述顶杆托架9枢设于凸轮箱22的支点9x上，其一端有一与所述顶杆凸轮21的凸轮曲线接触的档钉或滚轮9a，其另一端位于顶杆6上的托盘6a的下方，可在凸轮曲线的作用下绕其支点9x摆动，托住该托盘(6a)或与该托盘脱开；所述吊杆托架8枢设于凸轮箱22的支点8x上，其一端有一与所述吊杆凸轮23的凸轮曲线接触的档钉或滚轮8a，其另一端位于吊杆3上的托盘3a的下方，可在凸轮曲线的作用下绕其支点8x摆动，托住该托盘(3a)或与该托盘脱开；所述砝码叉架10枢设于凸轮箱22的支点10x上，其一端有一与所述吊杆凸轮19的凸轮曲线接触的档钉10a，其另一端位于吊杆3上的砝码托盘12的上方，可在凸轮曲线的作用下绕其支点10x摆动，托住砝码11或使砝码11搁置于该砝码托盘12上；其余各砝码叉架与砝码叉架10结构相同。
如果将凸轮轴旋转一周中的360°分设出若干角度位置，每个角度位置对应一种加荷的力值，这样，转动凸轮轴13至某一角度位置，即可控制杠杆25、顶杆6、吊杆3和各砝码是否加荷于主轴28上，从而达到调节加荷于主轴28上的力值。
本实用新型的有益效果在于由前述可见，只要将凸轮轴13旋转至设计好的某一角度位置，即可形成杠杆25、顶杆6、吊杆3、以及各砝码是否加载于主轴28的各种组合，从而按需要选择测试时的力值，实现以机械加卸荷的方式取代手工加卸荷操作，提高测量效率。


图1为本实用新型的一个实施例的示意图；图中1钩销，2挂钩，3吊杆，4定位套，5底板，6顶杆，8吊杆托架，9顶杆托架，10砝码叉架，11砝码，12砝码托盘，13凸轮轴，14圆锥齿轮，15手轮，16试件，17工作台，19砝码端面凸轮，21顶杆端面凸轮，22凸轮箱，23吊杆端面凸轮，24压头，25杠杆，26偏心轮，27调节杆，28主轴。
具体实施方式
现结合实施例及其附图对本实用新型作进一步说明。
由图1，加于主轴28上的负荷通过压头24施加在试件16上，形成压痕，作为测定材料硬度的依据。而加于主轴28上的负荷是由主轴28的重量与杠杆25上的负荷通过调节杆27加在主轴上的力合成的。
在杠杆25的另一端设有一可从下面顶住杠杆25的顶杆6和一可吊在杠杆25上的吊杆3及若干可加载于吊杆3的砝码。加在主轴上的负荷大小则由所述顶杆位置、吊杆位置及加于吊杆上的砝码重量决定。所述顶杆6上升时顶住杠杆25，使杠杆上的负荷不能加到主轴上，下降时对杠杆25不起作用；所述吊杆3上升时对杠杆不起作用，下降时可通过挂钩2吊挂在杠杆25上；所述诸砝码顶起时不起作用，下降时通过砝码托盘压在吊杆3上并通过杠杆25、主轴28施加在试件16上。
顶杆6、吊杆3的升降和诸砝码的加载与否各由一相应的端面凸轮组件操控。
所述各端面凸轮组件均设于一凸轮箱内，该凸轮箱由箱体22、凸轮轴13及若干端面凸轮组件，如顶杆凸轮21、吊杆凸轮23、砝码凸轮19和与各凸轮对应的托架、叉架组成。各端面凸轮共国轴设在凸轮轴13上，并通过各自的托架、叉架控制顶杆、吊杆的升降和加载的砝码数。所述加载于吊杆3的砝码的数量可以根据硬度计负荷力值的档数需要设置，控制各砝码加载的凸轮组件的数量与砝码数对应。
所述凸轮轴13的下方设有一对垂直设置的圆锥齿轮14，在水平位置的圆锥齿轮轴上装有一手轮15，该手轮上标有与转动角度位置相对应力值的标识。
在本实施例中，砝码只用一个，如图1所示，力值分为300g、500g，1kg、3kg共4档，手轮转动90°为一档，每档对应一档力值，现分述如下1.转动手轮15使凸轮轴13转到0°位置，这时所有端面凸轮的位置正好使所有的托架、叉架均处于水平状态，如图1中的实线位置。由于此时托架9正好处于水平位置，顶杆6顶住了杠杆25，同时托架8也处于水平位置，托盘3a托住了吊杆3，叉架10水平托住了砝码11。加荷时，偏心轮26旋转到最低位置，杠杆25仍被顶杆6顶住不能下降，所以杠杆对主轴不起作用，其力值只有主轴自身的重量300g。
2.将凸轮轴13旋转到90°位置，这时由于顶杆凸轮21的斜面关系，首先使顶杆托架9下降，顶杆6与杠杆25脱开，托架9的位置如图1中虚线所示，其余托架、叉架位置不变。这时当偏心轮26旋转到最低位置加荷时，杠杆25也相应下降，杠杆上的钩销1则在挂钩2的长槽内摆动，同时由于杠杆的下降，杠杆的力通过调节杆27传递到主轴28上。这时的力值为主轴自重与杠杆的重量之和，为500g。
3.当凸轮轴13旋转到180°位置时，顶杆6与杠杆25仍然脱开，而由于吊杆凸轮23的斜面又使吊杆托架8下降，吊杆位置如图1中吊杆的虚线所示。这时吊杆托架8与托盘3a分离，吊杆3吊挂在杠杆25上。当偏心轮26旋转到最低位置加荷时，杠杆25下降，吊杆3也下降，但此时砝码尚未加上，因此力值为主轴自重、杠杆重量与吊杆重量之和，为1kg。
4.当凸轮轴13旋转至270°时，砝码凸轮19的斜面起了作用，使叉架10下降，叉架1中叉架的虚线所示。叉架10与砝码11脱开，砝码11通过托盘12、吊杆3加载到杠杆25上。当偏心轮26旋转到最低位置加荷时，此时力值为主轴自重、杠杆重量、吊杆重量与砝码重量之和，为3kg。
根据上述原理类推，如需增加力值分档，只要在凸轮轴13上再增加相应的砝码及控制砝码的端面凸轮和叉架数量，并将凸轮轴旋转角度360°均分为对应等分。例如力值欲分为6档(300g、500g、1kg、3kg、5kg、10kg)时，在凸轮轴13上再增加两组砝码端面凸轮、两个叉架、两个砝码(使满足重量和为5kg、10kg)，手轮每转动60°为一档即可。
权利要求1.一种小负荷维氏硬度计机械加荷装置，主要包括杠杆(25)、主轴(28)、压头(24)、偏心轮(26)；主轴(28)的下端为压头(24)，杠杆(25)设于主轴(28)的上方，杠杆(25)下设有可使其绕支点(25a)摆动升降的偏心轮(26)；其特征是在所述杠杆(25)的与其支点相对端有一顶杆(6)，一吊杆(3)及若干可加于吊杆(3)的砝码，诸砝码按不同的测试力值要求设置；所述顶杆(6)至少有两个位置处于一个位置时可从下面顶住杠杆(25)，处于另一位置时与杠杆(25)分离；所述吊杆(3)至少有两个位置处于一个位置时与杠杆(25)脱开，处于另一位置时吊挂于杠杆(25)上；所述诸砝码均至少有两个位置处于一个位置时与吊杆(3)脱开，处于另一个位置时加搁在吊杆(3)的各对应托盘上。
2.根据权利要求1所述小负荷维氏硬度计机械加荷装置，其特征在于有一组可控制所述顶杆(6)位置的顶杆凸轮(21)和顶杆托架(9)，一组可控制所述吊杆(3)位置的吊杆凸轮(23)和吊杆托架(8)，及若干组可控制所述诸砝码位置的砝码凸轮和砝码叉架；砝码凸轮和砝码叉架的组数与砝码数相同。
3.根据权利要求2所述小负荷维氏硬度计机械加荷装置，其特征在于所述顶杆凸轮(21)、吊杆凸轮(23)及诸砝码凸轮均为共轴的端面凸轮。
4.根据权利要求2或3所述小负荷维氏硬度计机械加荷装置，其特征在于所述顶杆凸轮(21)和顶杆托架(9)，吊杆凸轮(23)和吊杆托架(8)，及诸砝码凸轮和对应的砝码叉架均设于一凸轮箱内；该凸轮箱有一箱体(22)和一凸轮轴(13)，所述顶杆凸轮(21)、吊杆凸轮(23)和诸砝码凸轮均固设于该凸轮轴(13)上，顶杆托架(9)、吊杆托架(8)和诸砝码叉架设于各对应的凸轮旁。
5.根据权利要求4所述小负荷维氏硬度计机械加荷装置，其特征在于所述顶杆托架(9)枢设于凸轮箱(22)的支点(9x)上，其一端有一与所述顶杆凸轮(21)的凸轮曲线接触的档钉或滚轮(9a)，其另一端位于顶杆(6)上的托盘(6a)的下方，可在凸轮曲线的作用下绕其支点(9x)摆动，托住该托盘(6a)或与该托盘脱开；所述吊杆托架(8)枢设于凸轮箱(22)的支点(8x)上，其一端有一与所述吊杆凸轮(23)的凸轮曲线接触的档钉或滚轮(8a)，其另一端位于吊杆(3)上的托盘(3a)的下方，可在凸轮曲线的作用下绕其支点(8x)摆动，托住该托盘(3a)或与该托盘脱开；所述砝码叉架之一(10)枢设于凸轮箱(22)的支点(10x)上，其一端有一与所述吊杆凸轮(19)的凸轮曲线接触的档钉或滚轮(10a)，其另一端位于吊杆(3)上的砝码托盘(12)的上方，可在凸轮曲线的作用下绕其支点(10x)摆动，托住砝码(11)或使砝码(11)搁置于该砝码托盘(12)上；其余各砝码叉架与砝码叉架(10)结构相同。
6.根据权利要求4所述小负荷维氏硬度计机械加荷装置，其特征在于所述凸轮轴(13)的下方设有一对垂直设置的圆锥齿轮(14)、(14)，在水平位置的圆锥齿轮轴上装有一手轮(15)，该手轮(15)上标有与转动角度位置相对应力值的标识。
专利摘要一种小负荷维氏硬度计机械加荷装置，主要包括杠杆、主轴、压头、偏心轮；主轴的下端为压头，杠杆设于主轴的上方，杠杆下设有可使其绕支点摆动升降的偏心轮，杠杆随偏心轮的升降可实现对主轴的加荷或卸荷；在杠杆的支点另一端配置一可顶住杠杆的顶杆和一可加载荷于杠杆的吊杆，在所述吊杆上还可以可控地加上不同质量的砝码，通过顶杆、吊杆、砝码的不同加载状态的组合，可以组成各种不同负荷力值，而所有顶杆、吊杆的位置，添加砝码否及添加多少砝码，均由设于同一凸轮轴的一组凸轮装置控制，因此只要旋转控制凸轮轴位置的手轮，即可方便地按不同的力值要求加荷，以获得测试所需的负荷值。从而按需要选择测试时的力值，实现以机械加卸荷的方式取代手工加卸荷操作，提高测量效率。
文档编号G01N3/40GK2669176SQ20032012293
公开日2005年1月5日 申请日期2003年12月30日 优先权日2003年12月30日
发明者盛耀兴, 张耀华, 桑佩君 申请人:上海沪工高峰工具有限公司上海材料试验机厂, 上海沪工高峰工具有限公司上海材料试