[实用新型]硬度计自动加卸荷单元

说明书

一、技术领域：

本实用新型涉及用于金属、非金属的硬度测试和研究的硬度计，更详细地讲是硬度计自动加卸荷单元。

二、背景技术：

(1)常规的硬度计试验力的施加和卸除是通过一套复杂的机械系统由标准重量的砝码配合缓冲系统进行升降，并通过杠杆进行放大，使砝码产生的力作用在压头上；同时不同试验力之间的转换，需要由复杂的变荷机构来控制实施；这样就使得加卸荷机构变得结构复杂，体积庞大，变荷范围小，精度也得不到可靠保证。

(2)传统硬度计施加初试验力，需要由操作者用手旋转承载工作台的手轮，通过位移指示表度量主轴位移量来完成，操作复杂，人为误差大，重复性差，精度低。

(3)压头的移动范围小，只有不到1mm，每点测试都需要人工调整工作台高度来适应试件的高度变化，完成初试验力，因而劳动强度大，工作效率低。

(4)到目前为止，各种类型的硬度计都没有有效的夹紧机构，因而不能对试件进行有效地夹紧，难以测量薄壁件、异型件，限制了硬度计的使用。

三、发明内容：

本实用新型的目的就是要提供一种能够缓慢无冲击地自动施加初试验力、主试验力代替传统的手动施加初试验力，并且不受试件大小形状和重量的影响；扩大了压头的移动范围，在50mm范围内压头可自动上下移动的硬度计自动加卸荷单元，本实用新型结构紧凑，体积小，自动化程度高，试验力精度高，重复精度高。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：硬度计自动加卸荷单元包括支承构架、步进驱动机构、主轴机构、主轴加卸荷机构和电控系统；该步进驱动机构中的步进电机上固装小齿轮，该小齿轮与固装在滚珠丝母上的大齿轮相啮合，滚珠丝母与滚珠丝杠相配合并通过轴承设置在支承构架内腔中，该轴承由轴承锁紧帽、轴承挡圈锁定；在滚珠丝杠上设有防止滚珠丝杠转动机构；该主轴机构包括主轴导向机构和平衡主轴重力机构；该主轴导向机构中的主轴上部装有上直线轴承，而上直线轴承安装在旋入滚珠丝杠内腔中的主轴上导向座上；该主轴下部穿过夹紧吊筒的内腔并装有设置在主轴下导向座上的下直线轴承；该平衡主轴重力机构中的主轴上导向座的内腔中装有的平衡弹簧座，在平衡弹簧座上环绕带有平衡弹簧挡圈的平衡弹簧，长螺钉穿过平衡弹簧挡圈、平衡弹簧座而固定在主轴上端；该主轴加卸荷机构设置在滚珠丝杠内腔中，该机构中的初试验力弹簧套在主轴上，其上端靠在上直线轴承上，其下端靠在主轴的第一个台阶面上；在初试验力弹簧上又套有主试验力弹簧，其上端与活动地套装在初试验力弹簧上的主试验力隔套相接触，其下端与活动地套装在主轴上的主试验力弹簧座相接触；在主轴的第一个台阶的下方设有当初试验力弹簧被压缩一定长度后，可与主试验力弹簧座相接触的第二个台阶；在主轴最下部装有压力传感器，该压力传感器上通过压头轴设有压头。

本单元还包括夹紧机构，该机构中被压缩的夹紧弹簧设置在由夹紧吊筒与夹紧导向筒构成的环形内腔中，其上端与轴承挡圈相接触，下端与夹紧导向筒的上端台阶面相接触；悬挂在主轴下端的夹紧吊筒与固装有保护套的夹紧导向筒与主轴下导向座固装在一起；该保护套下端面与压头端部之间有一定距离，该压头可从保护套上的通孔中伸出。

所述的夹紧导向筒上设置装有轴承的导向轴承安装座，可在支承构架上设有的轴向导向槽中上下移动。

所述的夹紧导向筒上固装有导向键，可与夹紧吊筒上设有的长孔相配合。

所述的防止滚珠丝杠转动机构中的滚珠丝杠下端面夹紧帽旋入滚珠丝杠下端的内腔中且活动地套在主轴上，该滚珠丝杠下端面夹紧帽上装有传动端盖，在传动端盖上固装制转挡销，该制转挡销可插入滚珠丝杠下端的键槽中。

所述的主轴机构还包括防止主轴转动结构，它包括固装在主轴上的压力传感器安装座、通过螺钉设置在压力传感器安装座上的轴承、设在夹紧导向筒上的长孔，该轴承可在上述长孔中上下移动。

所述的上、下直线轴承均是由主轴上滚珠架、主轴下滚珠架和位于二者之间的钢球构成。

所述的主试验力弹簧的外径略小于滚珠丝杠的内径，但其内径大于初试验力弹簧的外径，而初试验力弹簧的内径略大于主轴的外径。

所述的支承构架的内部为圆形空腔，外部为方形结构；本单元除了步进电机、小齿轮和电控系统外的其它结构全部封装在上述圆形空腔中。

本实用新型与已有技术相比，具有以下显著特点和积极效果：