再制造零部件鐵磁性涂層結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種再制造零部件鐵磁性涂層結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)儀，包括載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制裝置、檢測(cè)裝置和支撐機(jī)構(gòu)，載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括作為動(dòng)力裝置的伺服電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的壓頭組件，伺服電機(jī)安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼的一端面上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括螺桿，螺桿與伺服電機(jī)連接、螺母活動(dòng)套，螺母活動(dòng)套一側(cè)依次設(shè)有壓簧、承壓環(huán)形墊片、測(cè)力傳感器；測(cè)力傳感器一側(cè)與壓頭座鄰接，壓頭座嵌裝有壓頭組件，壓頭組件尖端嵌有壓頭，螺母活動(dòng)套和承壓環(huán)形墊片以周向固定軸向滑動(dòng)的方式安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)；檢測(cè)裝置包括測(cè)力傳感器、載物平臺(tái)上的磁記憶探頭以及與磁記憶信號(hào)采集裝置；控制裝置控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)準(zhǔn)確穩(wěn)定。
【專利說(shuō)明】再制造零部件鐵磁性涂層結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利屬于再制造的檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種再制造零部件鐵磁性涂層結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]再制造(Remanufacture)就是讓舊的機(jī)器設(shè)備重新煥發(fā)生命活力的過(guò)程。它以舊的機(jī)器設(shè)備為毛坯(Core)，采用專門的工藝和技術(shù)，在原有制造的基礎(chǔ)上進(jìn)行一次新的制造，而且重新制造出來(lái)的產(chǎn)品無(wú)論是性能還是質(zhì)量都不亞于原先的新品。再制造工程是以表面工程技術(shù)為主要方法修復(fù)廢舊零件，達(dá)到新品、甚至超越新品性能的一系列技術(shù)措施。涂層技術(shù)作為表面工程技術(shù)中廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)而被用于工業(yè)生產(chǎn)中。其噴涂粒子以熔融或半熔融形式高速撞擊基體表面產(chǎn)生變形、鑲嵌填補(bǔ)，最終咬合在基體材料表面，形成機(jī)械錨合連接，輔以局部的微冶金結(jié)合，只能獲得相對(duì)較好的涂層界面結(jié)合強(qiáng)度。由于再制造零件涂層界面存在相當(dāng)程度的組織缺陷，并且服役工程中首先受到外載荷的作用，因此，涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的優(yōu)劣就成為決定再制造零件質(zhì)量好壞的重要因素。再制造的工程實(shí)踐迫切需要能夠在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)具有各種形狀、各種尺寸的再制造零件的表面涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法。
[0003]目前應(yīng)用最為廣泛的涂層材料主要是鐵基、鎳基、鈷基、稀土合金等鐵磁性材料。而對(duì)于實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，測(cè)量方法除了要保證測(cè)量精度以外，還應(yīng)滿足一些特殊的要求:對(duì)基體零件的形狀不太敏感，噴涂零件的形狀可能會(huì)多種多樣，可用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的方法應(yīng)具備對(duì)多數(shù)形狀的噴涂層都可以測(cè)定的能力；不損傷基體，大大縮短再制造產(chǎn)品的壽命周期；測(cè)量過(guò)程應(yīng)操作簡(jiǎn)單便捷，由于涂層質(zhì)量的不均勻性，需要多次測(cè)量取均值，以得到準(zhǔn)確的測(cè)量值，這就要求測(cè)量過(guò)程容易更換壓頭、裝卸試樣等操作和控制。
[0004]目前被廣泛使用的測(cè)量涂層結(jié)合強(qiáng)度的技術(shù)卻難以滿足以上要求，例如拉伸法只能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試樣的拉伸試驗(yàn)，不能直接檢測(cè)零件，且不適合評(píng)價(jià)高結(jié)合強(qiáng)度的涂層；剪切法常用于測(cè)量較厚涂層與基體的界面剪切強(qiáng)度，其同樣受到基體材料形狀的限制；彎曲法測(cè)涂層結(jié)合強(qiáng)度中較為常見的是懸臂梁彎曲、三點(diǎn)彎曲和四點(diǎn)彎曲，這種方法對(duì)于形狀較為復(fù)雜的再制造零件表面涂層無(wú)能為力；劃痕法近年來(lái)得到了廣泛使用，這種方法對(duì)試樣的制作沒(méi)有嚴(yán)格要求，操作十分方便，但主要是用于評(píng)價(jià)薄膜，并不適合于較厚的噴涂層；動(dòng)態(tài)測(cè)量法對(duì)試樣的形狀尺寸的要求更為嚴(yán)格，更加不適合現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)結(jié)合強(qiáng)度。以聲發(fā)射作為檢測(cè)裝置的再制造涂層結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)儀，利用了壓入裝置和聲發(fā)射檢測(cè)裂紋萌生的特點(diǎn)，主要針對(duì)脆硬性陶瓷材料、金屬陶瓷材料等涂層，而不能有效檢測(cè)絕大多數(shù)韌性鐵磁性金屬涂層。
[0005]由于熱噴涂層成形過(guò)程中不可避免地存在著孔隙、微裂紋、未熔顆粒等缺陷。而鐵磁性涂層多用于重載機(jī)械零部件的修復(fù)中，即使利用激光熔敷、表面噴熔等技術(shù)制備的涂層仍會(huì)存在少量孔隙和微裂紋?，F(xiàn)有的聲發(fā)射等無(wú)損檢測(cè)儀器在檢測(cè)韌性涂層的壓入破壞試驗(yàn)時(shí)，由于涂層塑性變形較大，盡管壓入深度很大，甚至壓壞基體，仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)涂層界面的斷裂失效有效采集，所以，也無(wú)法適用于重載條件下的再制造零件鐵磁性涂層結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本專利為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種再制造零部件鐵磁性涂層結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)儀，該檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)準(zhǔn)確穩(wěn)定。
[0007]—種再制造零部件鐵磁性涂層結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)儀，包括載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制裝置、檢測(cè)裝置和支撐機(jī)構(gòu)，其特征在于:
[0008]所述載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括作為動(dòng)力裝置的伺服電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的壓頭組件，所述伺服電機(jī)安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼的一端面上，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:
[0009]螺桿，所述螺桿的一端與伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接，
[0010]螺母活動(dòng)套，螺紋連接在螺桿上，
[0011]螺母活動(dòng)套依次與壓簧、承壓環(huán)形墊片、環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器；
[0012]所述環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器一側(cè)面與壓頭座鄰接，壓頭座具有一凹陷部，凹陷部?jī)?nèi)嵌裝有壓頭組件，壓頭組件的尖端嵌有壓頭，所述壓頭座被固定安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)的環(huán)形螺母限位，所述螺母活動(dòng)套和承壓環(huán)形墊片以周向固定軸向滑動(dòng)的方式安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)；
[0013]所述支撐機(jī)構(gòu)包括可升降支撐柱和載物平臺(tái)，所述可升降支撐柱由支撐橫柱和支撐立柱構(gòu)成，所述支撐橫柱一端安裝有載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，另一端安裝于升降立柱上，所述可升降支撐柱安裝于底座之上，載物平臺(tái)安裝在底座上的載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)下方；
[0014]所述檢測(cè)裝置包括設(shè)置于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼之內(nèi)的環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器、設(shè)置于載物平臺(tái)上的磁記憶探頭以及與磁記憶探頭電連接的磁記憶信號(hào)采集裝置；
[0015]所述控制裝置控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0016]本專利還可以采用以下技術(shù)方案:
[0017]優(yōu)選的，所述載物平臺(tái)以可圍繞其內(nèi)部非圓心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝于底座上。
[0018]本專利具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0019]由于本專利采用上述技術(shù)方案，通過(guò)控制裝置與載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)配合，可以實(shí)現(xiàn)有效控制載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓頭以不同的壓入加載速度、壓入交變頻率、壓入載荷量級(jí)等向被測(cè)物的表面涂層，并對(duì)壓入情況進(jìn)行檢測(cè)；通過(guò)計(jì)算伺服電機(jī)和螺桿的旋進(jìn)量得到壓頭的壓入位移；通過(guò)環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器反饋信號(hào)精確控制載荷施加。并以金屬磁記憶無(wú)損檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓頭壓入的整個(gè)過(guò)程，從而以金屬磁記憶信號(hào)特征、壓入臨界載荷來(lái)有效評(píng)價(jià)涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。該檢測(cè)儀可以應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)鐵磁性涂層結(jié)合強(qiáng)度，可完全代替費(fèi)時(shí)費(fèi)力實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下諸多測(cè)試方法，大大節(jié)省了涂層實(shí)施修復(fù)質(zhì)量檢測(cè)的時(shí)間、成本和人力。本檢測(cè)儀極大的提高了工作效率，節(jié)省能源消耗，同時(shí)該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶方便、檢測(cè)準(zhǔn)確穩(wěn)定以及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本專利的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖3是壓入過(guò)程的示意圖；
[0023]圖中:
[0024]1、伺服電機(jī)；2、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼；3、聯(lián)軸器；4、螺桿；5、螺母活動(dòng)套；6、壓簧；7、承壓環(huán)形墊片；8、環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器；9、壓頭座；10、壓頭組件；11、環(huán)形螺母；12、可升降支撐柱；13、載物平臺(tái)；14、導(dǎo)向塊；15、磁記憶探頭；16、磁記憶信號(hào)采集裝置；17、控制裝置；18、顯示器；20、限位環(huán)；21、壓頭；23、壓痕；24、鐵磁性涂層試樣；25、載物轉(zhuǎn)軸。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為能進(jìn)一步了解本專利的發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0026]如圖1和2和3所示，
[0027]—種再制造零部件鐵磁性涂層結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)儀，包括載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制裝置17、檢測(cè)裝置和支撐機(jī)構(gòu)，
[0028]載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括作為動(dòng)力裝置的伺服電機(jī)1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的壓頭21，伺服電機(jī)I安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼2的一端面上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括螺桿4和螺母活動(dòng)套
5、導(dǎo)向塊14，螺桿4的一端與伺服電機(jī)I通過(guò)聯(lián)軸器3連接，螺母活動(dòng)套5螺紋連接在螺桿4上，導(dǎo)向塊14與螺母活動(dòng)套5為導(dǎo)軌配合。
[0029]螺母活動(dòng)套5的遠(yuǎn)離伺服電機(jī)I 一側(cè)依次設(shè)有壓簧6、承壓環(huán)形墊片7、環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器8。
[0030]環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器8 一側(cè)面與壓頭座9鄰接，承壓環(huán)形墊片7底端設(shè)有環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器安裝位；環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器8測(cè)量壓頭21施加載荷量，并以電信號(hào)輸出。壓頭座9具有一凹陷部，凹陷部?jī)?nèi)嵌裝有壓頭組件10，壓頭組件10的尖端嵌有壓頭21，壓頭21為金剛石壓頭或碳化鎢壓頭；所述碳化鎢壓頭為球形壓頭，其直徑為4mm。壓頭座9被固定安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼2內(nèi)的環(huán)形螺母11限位。壓頭座9從驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼2底端探出，壓頭座9為空心短錐結(jié)構(gòu)，壓頭21與空心短錐結(jié)構(gòu)的壓頭座9無(wú)縫隙緊密結(jié)合固定。壓頭座9通過(guò)限位環(huán)20和環(huán)形螺母11固定在腔體內(nèi)，壓頭座9和壓頭21可在導(dǎo)軌上小位移范圍內(nèi)滑動(dòng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼2上可設(shè)有簡(jiǎn)易提手部件。
[0031]螺母活動(dòng)套5和承壓環(huán)形墊片7以周向固定軸向滑動(dòng)的方式安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼2內(nèi)，具體說(shuō)來(lái)；螺母活動(dòng)套5和承壓環(huán)形墊片7均設(shè)置在光滑圓柱形導(dǎo)軌中，在導(dǎo)向塊14的作用下將電機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為沿導(dǎo)軌直線滑動(dòng)；
[0032]支撐機(jī)構(gòu)包括可升降支撐柱12和載物平臺(tái)13，可升降支撐柱12由支撐橫柱和支撐立柱構(gòu)成，支撐橫柱一端安裝有載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，另一端安裝于升降立柱上，支撐橫住通過(guò)支撐立柱升降，可升降支撐柱12安裝于底座之上，載物平臺(tái)13安裝在底座上的載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)下方；圓柱形載物平臺(tái)13可圍繞載物轉(zhuǎn)軸25轉(zhuǎn)動(dòng)，載物轉(zhuǎn)軸25處于載物平臺(tái)13的非圓心部位。試驗(yàn)時(shí)旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)13，可以在鐵磁性涂層試樣24的表面壓出多個(gè)壓痕23，方便多次測(cè)量求均值。通過(guò)支撐機(jī)構(gòu)可用于檢測(cè)暴露于外表面的再制造零件涂層，穩(wěn)定性更好，從而提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。
[0033]檢測(cè)裝置包括設(shè)置于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼2之內(nèi)的環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器8、設(shè)置于載物平臺(tái)13上的磁記憶探頭15以及與磁記憶探頭15電連接的磁記憶信號(hào)采集裝置16 ；具體說(shuō)來(lái)，磁記憶裝置的磁記憶探頭15設(shè)置在壓頭21處的被測(cè)試樣涂層上，磁記憶探頭15與磁記憶裝置的便攜式主機(jī)連接。金屬磁記憶裝置可用現(xiàn)有的金屬磁記憶裝置，如廈門愛德森電子有限公司的EMS-2003+型磁記憶/遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)儀，磁記憶探頭15與壓頭21處的鐵磁性涂層試樣24對(duì)應(yīng)。通過(guò)磁記憶裝置可以對(duì)壓頭21的壓入過(guò)程在線監(jiān)測(cè)，提高壓頭21壓入檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0034]控制裝置17控制伺服電機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)I輸出不同大小的轉(zhuǎn)矩，可提供給壓頭21足夠的壓入力。
[0035]控制及檢測(cè)裝置與載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置一伺服電機(jī)I電連接，用于接收壓入?yún)?shù)，并根據(jù)壓入?yún)?shù)直接控制驅(qū)動(dòng)裝置，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)壓頭21進(jìn)行加載，并實(shí)現(xiàn)了多樣性的壓入載荷；
[0036]檢測(cè)儀中的壓入位移通過(guò)伺服電機(jī)I軸和螺桿4的旋進(jìn)計(jì)算得出，通過(guò)環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器8獲得電信號(hào)并輸出，即可通過(guò)控制系統(tǒng)準(zhǔn)確控制壓入深度與壓入載荷。
[0037]檢測(cè)儀還包括:信號(hào)處理及顯示裝置，與所述位移檢測(cè)部件連接，處理所述位移檢測(cè)部件輸出的電信號(hào)得出檢測(cè)結(jié)果并顯示輸出。
[0038]檢測(cè)儀還可以包括處理顯示裝置，與載荷檢測(cè)部件一測(cè)力傳感器電連接，處理載荷檢測(cè)部件的電信號(hào)得出檢測(cè)結(jié)果并顯示輸出。處理顯示裝置中可以通過(guò)單片機(jī)、顯示器18或顯示儀表實(shí)現(xiàn)。
[0039]本專利的動(dòng)作原理為:
[0040]如圖1所示，該檢測(cè)儀可對(duì)通過(guò)載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓頭21向所檢測(cè)的再制造零件的涂層表面施加載荷，誘使涂層發(fā)生斷裂失效或者應(yīng)力集中閾值，通過(guò)檢測(cè)涂層失效的臨界值表征涂層界面的結(jié)合強(qiáng)度，主要包括控制裝置17、載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和可升降支撐柱12 ;其中，控制裝置17接收輸入的壓入?yún)?shù)，直接控制載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓頭21加載方式，實(shí)現(xiàn)了載荷的多樣性；載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)精確地將伺服電機(jī)I的輸出扭矩轉(zhuǎn)換為了壓頭21垂直壓入涂層試樣表面的驅(qū)動(dòng)力，從而對(duì)涂層的結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。
[0041]載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以配有兩種材料的壓頭21:金剛石壓頭與碳化鎢壓頭。當(dāng)試樣涂層的硬度過(guò)大時(shí)，選用金剛石壓頭，其他則選用碳化鎢壓頭。可根據(jù)被測(cè)試樣涂層的不同材料特性選擇尺寸合適的壓頭21。必要時(shí)亦可根據(jù)特殊需求更換定制壓頭21，以滿足不同涂層的壓入檢測(cè)需求。
[0042]載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是本發(fā)明檢測(cè)儀的核心部件，作為該檢測(cè)儀的為壓頭21提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其功能是通過(guò)絲桿結(jié)構(gòu)將伺服電機(jī)I的輸出扭矩轉(zhuǎn)換為壓頭21垂直壓入涂層試樣表面的驅(qū)動(dòng)力，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖1所示，由壓頭21，壓頭座9，承壓環(huán)形墊片7，壓簧6，螺桿4，螺母活動(dòng)套5，聯(lián)軸器3和伺服電機(jī)I等部件組成，工作原理如下:伺服電機(jī)I轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)聯(lián)軸器3帶動(dòng)螺桿4旋轉(zhuǎn)，在導(dǎo)向塊14的作用下螺母活動(dòng)套5將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)；通過(guò)壓簧6和承壓環(huán)形墊片7將驅(qū)動(dòng)力傳遞給壓頭座9，繼而為壓頭21提供驅(qū)動(dòng)力；調(diào)節(jié)升降支撐柱12，使壓頭21緩緩接觸鐵磁性涂層試樣24，直到壓頭座9達(dá)到導(dǎo)軌限位置；此時(shí)控制伺服電機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)，不斷提供壓頭21驅(qū)動(dòng)力，使得壓頭21緩緩壓入機(jī)體；如果伺服電機(jī)停I止運(yùn)動(dòng)，壓頭21上產(chǎn)生的壓力與機(jī)體阻力平衡，一直保持壓入狀態(tài)，如果伺服電機(jī)I不做反向運(yùn)動(dòng)，將一直保持這種壓入狀態(tài)直到伺服電機(jī)I復(fù)位實(shí)現(xiàn)卸載。其中為了保證螺母活動(dòng)套5，承壓環(huán)形墊片7，壓頭座9直線運(yùn)動(dòng)，其都固定在直線導(dǎo)軌上；在卸去壓力時(shí)螺母活動(dòng)套5自動(dòng)復(fù)位，壓簧6、承壓環(huán)形墊片7、壓頭座9與壓頭組件10恢復(fù)到最初安裝位；快速升降支撐立柱，并角度標(biāo)記旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)13，再次試驗(yàn)多次測(cè)量求均值。
[0043]檢測(cè)儀中，測(cè)力傳感器安裝在承壓環(huán)形墊片7和壓頭座9之間，將獲得的載荷信號(hào)輸出給控制裝置17，達(dá)到較準(zhǔn)確控制加載力的目的，可實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同力學(xué)性能的涂層分別設(shè)計(jì)壓入載荷，并且可以為作為驅(qū)動(dòng)裝置伺服電機(jī)I提供過(guò)載保護(hù)，即將過(guò)載時(shí)報(bào)警并切斷電源。
[0044]檢測(cè)儀還可以包括支撐機(jī)構(gòu)，在工作時(shí)檢測(cè)儀與支撐機(jī)構(gòu)保證了測(cè)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，也滿足了涂層暴露于外表面的再制造零件和內(nèi)孔類再制造零件的鐵磁性涂層結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)。升降支撐柱12包括支撐柱和載物平臺(tái)13 ;其中，支撐柱上端設(shè)有安裝載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝位；載物平臺(tái)13設(shè)置在支撐柱的中間部位，與支撐柱上端的所述安裝位內(nèi)裝入的載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓頭21相對(duì)應(yīng)。當(dāng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)試塊或涂層位于暴露的外表面的再制造零件時(shí)，該檢測(cè)儀可以與支撐機(jī)構(gòu)聯(lián)合使用，達(dá)到使用穩(wěn)定的要求如圖1所示。當(dāng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸筒等內(nèi)孔類零件檢測(cè)時(shí)，該檢測(cè)儀通過(guò)更換壓頭21可以實(shí)現(xiàn)探入式檢測(cè)，通過(guò)加裝定位環(huán)實(shí)現(xiàn)操作平穩(wěn)的目的，如圖3所示?？梢姡摍z測(cè)儀所采用的外形輔以不同支撐也可以滿足普適性的要求。
[0045]檢測(cè)儀還可以設(shè)置處理顯示裝置，將采集到的測(cè)力傳感器轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)，進(jìn)行處理后得出檢測(cè)結(jié)果，并將檢測(cè)結(jié)果在處理顯示裝置(可包括顯示器18或智能儀表盤)上顯現(xiàn)出來(lái)，達(dá)到了控制壓入載荷的目的；
[0046]檢測(cè)儀還可以設(shè)置磁記憶裝置，從而實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)壓入過(guò)程中涂層裂紋擴(kuò)展行為。金屬磁記憶檢測(cè)時(shí)俄羅斯Dubov.A.A教授于20世紀(jì)90年代初提出，并于90年代后期發(fā)展起來(lái)的一種材料應(yīng)力和疲勞損傷無(wú)損檢測(cè)與診斷的方法。磁記憶檢測(cè)技術(shù)(MMM)是一種漏磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)，和其他磁方法不同的是，檢測(cè)時(shí)，不需要外加磁場(chǎng)，整個(gè)過(guò)程都在地磁場(chǎng)中進(jìn)行。在地磁場(chǎng)作用下，磁力線通過(guò)缺陷的不均勻分布，出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象；同時(shí)，由于金屬內(nèi)部存在著多種內(nèi)耗效應(yīng)(粘彈性內(nèi)耗、位錯(cuò)內(nèi)耗等)。因此，為了抵消應(yīng)力集中區(qū)的應(yīng)力能，磁疇壁開始位移，并改變其自發(fā)磁化方向，從而引發(fā)磁疇組織的重新取向排列而形成磁極，在構(gòu)件表面產(chǎn)生漏磁場(chǎng)。金屬磁記憶技術(shù)(MMM)的基本原理就是利用高靈敏度的磁敏探頭記錄和分析產(chǎn)生的鐵磁構(gòu)件和設(shè)備應(yīng)力集中區(qū)或缺陷區(qū)中的自有漏磁場(chǎng)的分布情況，據(jù)此可以判斷構(gòu)件的缺陷或應(yīng)力集中狀態(tài)。磁記憶技術(shù)(MMM)是一種成熟的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，已經(jīng)在多個(gè)工業(yè)應(yīng)用和材料實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域得到了廣泛的認(rèn)可?；诖庞洃浶盘?hào)對(duì)于材料斷裂及殘余應(yīng)力反饋的敏感性和準(zhǔn)確性，本發(fā)明的檢測(cè)儀中選用磁記憶技術(shù)作為涂層界面結(jié)合失效在線監(jiān)測(cè)和檢測(cè)的手段?？刹捎脧B門愛德森電子有限公司的EMS-2003+型智能多功能電磁檢測(cè)儀進(jìn)行鐵磁性涂層壓入試驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)。該磁記憶無(wú)損檢測(cè)裝置可實(shí)現(xiàn)八通道條件下的在線監(jiān)測(cè)，其主要由磁記憶探頭(點(diǎn)式探頭、內(nèi)穿探頭、遠(yuǎn)場(chǎng)探頭、特種探頭等)、前置放大器、信號(hào)采集卡、主機(jī)、顯示器、信號(hào)傳輸設(shè)備等部件組成。利用磁記憶探頭采集金屬涂層材料表面與基體材料結(jié)合面負(fù)載壓入時(shí)斷裂產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)強(qiáng)度切向分量(切向分量有最大值且隨載荷增加分量值增大)信號(hào)，該檢測(cè)模塊的工作溫度為-25至60°C，能夠滿足常規(guī)需要，頻響范圍64Hz-5MHz (常規(guī)多頻)，八個(gè)獨(dú)立可選頻率；前置放大器可以將探頭轉(zhuǎn)換的電信號(hào)進(jìn)行一定程度的加強(qiáng)，以防止在電纜線傳輸過(guò)程中電信號(hào)發(fā)生過(guò)度散射和衰減，增益范圍:0-96dB，每檔0.5dB ;數(shù)字濾波范圍:高通0-500HZ，低通ΙΟΗζ-ΙΟΚΗζ，濾波點(diǎn)數(shù):0-100，通過(guò)主機(jī)中數(shù)據(jù)采集卡將送至的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，同時(shí)分析信號(hào)特性參數(shù)，提取特征波形；便攜式主機(jī)是信號(hào)傳輸設(shè)備的中轉(zhuǎn)端；信號(hào)傳輸設(shè)備有電纜線、連接卡等組成，起到傳輸數(shù)據(jù)至PC機(jī)的作用。
[0047]實(shí)際中，本發(fā)明的檢測(cè)儀的磁記憶裝置可采用儀器自帶軟件對(duì)磁記憶信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析。通過(guò)對(duì)軟件的合理設(shè)置(如通道、時(shí)鐘模式、顯示方式、濾波點(diǎn)數(shù)、增益、特征值K、閾值等相關(guān)參數(shù))，可以對(duì)反應(yīng)不同信息的磁記憶信號(hào)各個(gè)特征參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，并通過(guò)設(shè)置合適的門檻值實(shí)現(xiàn)對(duì)臨界剝離失效狀態(tài)的準(zhǔn)確捕捉，并發(fā)出預(yù)警信息，同時(shí)還可以與其他軟件兼容處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)功能的多元化。檢測(cè)過(guò)程中可以將磁敏探頭放置于待測(cè)點(diǎn)位置或者固定于探頭安裝位上，如圖3所示，實(shí)時(shí)捕捉壓入過(guò)程試樣裂紋信息。
[0048]本發(fā)明的檢測(cè)儀還具有以下顯著的特點(diǎn):
[0049]第一，作為壓入加載系統(tǒng)的載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用運(yùn)行平穩(wěn)的伺服電機(jī)1，能夠保證對(duì)檢測(cè)的零件實(shí)現(xiàn)連續(xù)加載或交變加載，且可由控制裝置17控制加載速度、交變頻率、載荷量級(jí)等參數(shù)；
[0050]第二，可配有不同材料、不同直徑的壓頭21，通過(guò)分析不同涂層基體體系的特性，選取材料、形狀最為適宜的壓頭21 ；
[0051]第三，該檢測(cè)儀安裝有環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器8，可準(zhǔn)確控制壓入載荷量；
[0052]第四，通過(guò)設(shè)置支撐機(jī)構(gòu)，可保證測(cè)量時(shí)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，檢測(cè)儀在工作時(shí)與支撐機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類涂層的壓入加載，并且可旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)13方便多次測(cè)量求均值；
[0053]第五，引入磁記憶裝置，利用磁記憶無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)壓入過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，通過(guò)漏磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)反饋準(zhǔn)確捕捉裂紋萌生和擴(kuò)展信息；
[0054]第六，對(duì)受檢對(duì)象不要求任何準(zhǔn)備(拋光等)，可以對(duì)原始涂層進(jìn)行檢查，節(jié)省了試驗(yàn)時(shí)間；
[0055]第七，不僅能在線監(jiān)測(cè)，也能對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行二次檢驗(yàn)，可以有效排查可疑數(shù)據(jù)，保證了測(cè)量值的準(zhǔn)確；
[0056]第八，對(duì)于韌性金屬涂層(不易產(chǎn)生較大裂紋涂層)可以有效采集應(yīng)力集中信息，且得保持了磁記憶的優(yōu)點(diǎn):提離作用小，靈敏度高，檢測(cè)速度快和高精度等優(yōu)點(diǎn)；
[0057]第六，該檢測(cè)儀具有簡(jiǎn)單、輕便的外形，操作過(guò)程相當(dāng)方便，測(cè)量結(jié)果也非常直觀，可滿足工廠現(xiàn)場(chǎng)對(duì)涂層類再制造零件的要求。
[0058]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本專利的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本專利并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本專利的啟示下，在不脫離本專利宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種再制造零部件鐵磁性涂層結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)儀，包括載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制裝置、檢測(cè)裝置和支撐機(jī)構(gòu)，其特征在于: 所述載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括作為動(dòng)力裝置的伺服電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的壓頭組件，所述伺服電機(jī)安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼的一端面上，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括: 螺桿，所述螺桿的一端與伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接， 螺母活動(dòng)套，螺紋連接在螺桿上， 螺母活動(dòng)套的遠(yuǎn)離伺服電機(jī)一側(cè)依次設(shè)有壓簧、承壓環(huán)形墊片、環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器； 所述環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器一側(cè)面與壓頭座鄰接，壓頭座具有一凹陷部，凹陷部?jī)?nèi)嵌裝有壓頭組件，壓頭組件的尖端嵌有壓頭，所述壓頭座被固定安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)的環(huán)形螺母限位，所述螺母活動(dòng)套和承壓環(huán)形墊片以周向固定軸向滑動(dòng)的方式安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)； 所述支撐機(jī)構(gòu)包括可升降支撐柱和載物平臺(tái)，所述可升降支撐柱由支撐橫柱和支撐立柱構(gòu)成，所述支撐橫柱一端安裝有載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，另一端安裝于升降立柱上，所述可升降支撐柱安裝于底座之上，載物平臺(tái)安裝在底座上的載荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)下方； 所述檢測(cè)裝置包括設(shè)置于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼之內(nèi)的環(huán)形載荷墊圈測(cè)力傳感器、設(shè)置于載物平臺(tái)上的磁記憶探頭以及與磁記憶探頭電連接的磁記憶信號(hào)采集裝置； 所述控制裝置控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)儀，其特征在于:所述載物平臺(tái)以可圍繞其內(nèi)部非圓心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝于底座上。
【文檔編號(hào)】G01N19/04GK103760102SQ201410008745
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】王軍威, 張國(guó)勝, 陳寶慶, 張志強(qiáng), 李長(zhǎng)茂, 劉艷芳 申請(qǐng)人:天津工程機(jī)械研究院