專利名稱：拉伸率測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及材料拉伸率或伸長量的測量，尤其適用于鋁型材矯直拉伸率的精確測量。
由于金屬材料，如鋁錠在擠壓成鋁型材的過程中，鋁錠經(jīng)擠壓筒穿過摸具擠出，受擠材料各處的受力、變形程度很不一致導(dǎo)致材料的內(nèi)應(yīng)力分布不均勻，使成型的材料受到不同程度的彎曲和翹扭，因此需要有一個(gè)拉伸矯直工序。為了保證型材平直，內(nèi)應(yīng)力分布均勻不變形，以及提高材質(zhì)的強(qiáng)度。必需對型材進(jìn)行拉伸矯直，但是在進(jìn)行型材拉伸矯直時(shí)，對不同牌號的型材要控制其拉伸率，拉伸過大，將影響型材的機(jī)械性能、尺寸精度。反之，拉伸過小，將達(dá)不到拉伸矯直的目的。因此，如何正確、有效地控制拉伸率將是型材拉伸矯直工序中的關(guān)鍵，特別是對用于航天，航空產(chǎn)品上的受力大型簿壁鋁型材，需要精確控制其矯直拉伸率。在提供這類產(chǎn)品時(shí)，需要提供矯直拉伸率數(shù)據(jù)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。已有技術(shù)中使用拉伸矯直機(jī)，一般配有型材夾頭，夾頭小車位移量計(jì)數(shù)器或指示拉伸時(shí)小車位移量的指示器。但是，由于夾頭與被夾持型材在拉伸中打滑，或者彎曲型材的變直伸長，亦或小車的輪子不是絕對的滾動運(yùn)動，因此位移計(jì)數(shù)器的指示值實(shí)際上不等同于型材伸長量，造成計(jì)量的不準(zhǔn)確而且計(jì)算和控制拉伸率也很困難、不準(zhǔn)。被舍棄不用。因此，操作者常需用卷尺在待矯直的型材上畫上間距為L的兩條標(biāo)線距，憑經(jīng)驗(yàn)觀察拉伸機(jī)油壓表和視型材的規(guī)格進(jìn)行拉伸矯直，估測拉伸率，認(rèn)為差不多時(shí)，就停止拉伸，再量出此時(shí)兩條標(biāo)線間距L，由此根據(jù)ε＝〈L－l〉／l式進(jìn)行計(jì)算得出型材的矯直拉伸率。采用這種方法，很難控制拉伸率，拉伸測量不準(zhǔn)確，費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，由于拉伸率不能得到有效的控制，造成產(chǎn)品合格率的降低。為了解決上述存在的問題，本實(shí)用新型提出一種由拉伸頭和測量儀組成的拉伸矯直測量裝置，目的在于得到一種操作簡便，測量可靠、準(zhǔn)確、成本低廉的型材伸長率的測量和控制的裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是由于拉伸率是定義為ε＝〈L－l〉／l，即測量拉伸率就是需要測量被拉伸材料在拉伸前后定標(biāo)距長度的相對變化量，就是說對該定標(biāo)距的長度要能作出準(zhǔn)確的測量。
本實(shí)用新型所提出的測量裝置由兩部分組成，一部分是測量頭，另一部分是測量顯示儀。其中，測量頭是采用真空吸盤式的定標(biāo)距方式。即將測量頭用真空吸附的辦法固定在相距一定間距的位置上，由位移傳感器反映出定標(biāo)距間的距離變化，將這種距離變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娪嵦杺魉偷綔y量顯示儀，測量顯示儀采用數(shù)字表直接將所測的拉伸率作出直觀的顯示。
附

圖1表示拉伸裝置的測量頭示意圖。
附圖2是圖1的俯視圖。
附圖3是圖1的B－B剖視圖。
附圖4是圖2的I－I剖視圖。
附圖5表示測量儀的基本組成框圖。
附圖6表示測量儀的基本電路連接圖。
附圖7表示測量頭中的電位器與測量儀的調(diào)零電位器共同組成的直流電橋電路連接圖。
下面將參照附圖對本實(shí)用新型的拉伸率測量裝置作進(jìn)一步的描述。
參見附圖1，拉伸率測量裝置的測量頭包括框架體1，真空吸盤2，彈簧連接桿3，凸輪手柄4，電位器5以及電位器與測量儀間的連接電纜部件6。其中框架體1有兩個(gè)，分別設(shè)置在測量頭的左右二側(cè)。它們相對于中間的P－P′面可以沿著水平方向運(yùn)動，彈簧連接桿3連接左、右框架體1，在左、右框架體1的下部一側(cè)各設(shè)置真空吸盤2，將測量頭置于待測鋁型材表面上，用手按住測量頭，板動凸輪手柄4，提升真空吸盤2，在真空吸盤2與型材形成負(fù)壓區(qū)，借助于真空吸盤2將測量頭吸附在被拉伸型材上，型材進(jìn)行拉伸時(shí)，框架體1作水平相反移動，在測量頭中還設(shè)置測量精密電位器5，該電位器5與測量儀中的調(diào)零電位器〈見圖7〉共同組成直流電橋。當(dāng)拉伸裝置對型材矯直時(shí)，吸附于型材的定標(biāo)距為L的可分離框架體1隨著型材的伸長而分離一個(gè)距離為ΔL，此時(shí)測量精密電位器5的滑動頭相應(yīng)移動ΔL。因此改變了橋路的阻值分配，使橋路失去平衡，輸出電壓，把它直接送給數(shù)字電壓表顯示測量值。只要適當(dāng)匹配橋路阻值及電源電壓，即可使顯示測量值就是定標(biāo)距上的相對變形量ΔL／L。
見圖7，電橋輸入電壓為Ei，如果定標(biāo)距長度為L，測量電位器總電阻值為R，滑動頭行程為lo。當(dāng)滑動頭移動ΔL時(shí)，橋路輸出電壓變化為ΔVo＝ (Ei)/(Ro＋2R) · (Ro)/(lo) ·L· (ΔL)/(L) 對于確定的Ro，lo，L只要選取Ei和2R值使 (Ei)/(Ro＋2R) · (Ro)/(lo) ·L＝100。
那么，輸出電壓ΔVo＝100· (ΔL)/(L) 。
此時(shí)，數(shù)字電壓表上顯示的電壓值就是相對變形量的100倍。
附圖5表示測量儀的電路框圖。它包括整流穩(wěn)壓電路，直流測量橋路，峰值保持電路，數(shù)字顯示電路以及聲光報(bào)警電路。其中直流測量橋路見附圖5，數(shù)字顯示電路見附圖6中由虛線框B所示的那部分。而整流穩(wěn)壓電路，峰值保持電路及聲光報(bào)警電路見附圖6中由虛線框A表示的那部分。在整流穩(wěn)壓電路中，接入儀器的220V電壓通過2×18V，8W的變壓器降壓，再經(jīng)過θL100／1橋式整流和2×1000μ及2×0.1μ濾波得到正、負(fù)直流電壓，分別利用可調(diào)正三端穩(wěn)壓集成塊317和固定負(fù)三端穩(wěn)壓塊7915穩(wěn)壓，再次由2×1000μ及2×0.1μ濾波，就得到紋波小，穩(wěn)壓精度高的＋15V及－15V的直流輸出〈見A虛線框圖內(nèi)的中間部分所示〉。在A虛線框圖的下半部分表示峰值保持電路，它是由高輸入阻抗的LF353集成放大塊和3×1N4148開關(guān)二極管，30μ鉭電容等組成。前一個(gè)1／2LF353作比較器用，后一個(gè)1／2LF353作跟隨器用。在A虛線框的上部表示聲光報(bào)警電路，它采用“555”時(shí)基集成塊構(gòu)成，第一個(gè)“555”作比較器用，第二個(gè)“555”作多諧振蕩器用，附圖6的右上部分中K2為波段開關(guān)，用電阻分壓辦法給定出“555”五端的控制電壓，測量電位器的滑動頭輸出電壓通過K3接入“555”的2、6端，當(dāng)V5〈即報(bào)警電壓〉大于V2.6〈位移測量輸出電壓〉時(shí)，V3為高電平，第二個(gè)“555”不能工作。當(dāng)V2.6大于或等于V5時(shí)，V3為低電平，多諧振蕩器通過10K，30K，及10μF充放電工作，由3腳輸出固定頻率的高，低相間的電壓，分別驅(qū)動發(fā)光二極管和峰鳴器工作同時(shí)發(fā)聲和發(fā)光。
本實(shí)用新型的實(shí)施方式和具體達(dá)到的基本性能如下。附圖2、3、4分別給出了測量頭的各部分結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)吸盤間的定標(biāo)距為250mm，吸盤直徑取50mm，真空吸盤的壓緊力接近20Kg，側(cè)面摩擦力可達(dá)5Kg，而測量頭重僅0.5Kg。真空吸盤座選用Ly12－CZ鋁合金制造，而真空吸盤采用氯丁橡膠摸壓制成，在吸盤表面復(fù)合一層質(zhì)地柔軟的硅橡膠以保證真空吸盤與型材之間的牢固吸附。
分離框架體內(nèi)部安置精密電位器，它是一個(gè)直線性的位移敏感頭，行程20mm，獨(dú)立線性精度為±0.5％，阻值為1KΩ，功率0.6W，使用壽命1000萬次。在可分離框架1的另一端設(shè)置彈簧導(dǎo)向連接桿3，它使分離框架在自然狀態(tài)時(shí)左右兩部分并緊，保證測量頭安裝時(shí)獲得250mm的定標(biāo)距。分離框架體由40×40×2mm的方框截面鋁型材構(gòu)成，它既起到連接各部分的作用，又起到保護(hù)位移測量敏感頭的作用。
整個(gè)拉伸率測量裝置所達(dá)到的基本測量性能是測量標(biāo)距250mm±0.2mm。
拉伸率測量范圍；0.1％－4％，測量誤差≤測量最大值的±1％，或±0.04個(gè)示值報(bào)警范圍0.5％－3％，間隔0.5％。
報(bào)警誤差±0.05個(gè)示值。
本實(shí)用新型所述的測量裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，直觀顯示、準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)，適合于對型材作現(xiàn)場矯直拉伸率的測量，減輕了勞動強(qiáng)度，提高工作效率。如與微機(jī)配用可實(shí)現(xiàn)自動化測量。可廣泛地用于對各種型材的矯直和拉伸率的測量。
權(quán)利要求1.一種拉伸率測量裝置，包括測量頭和測量儀、所述的測量儀由整流穩(wěn)壓電路，直流測量橋路，峰值保持電路，數(shù)字顯示電路以及聲光報(bào)警電路組成，其特征是測量頭由框架體1，真空吸盤2，彈簧連接桿3，手柄4，電位器5以及電位器5與測量儀之間的連接電纜部件6組成，其中，框架體1有兩個(gè)相對于中間的P-P′面可以沿水平方向位移的部分，彈簧連接桿3連接左、右框架體1，在左右框架體1的下部一側(cè)分別設(shè)置真空吸盤2，借助于真空吸盤2將測量頭吸附在被拉伸矯直的型材上，型材進(jìn)行拉伸時(shí)，框架1作水平運(yùn)動。
2.按權(quán)利要求1所述的拉伸率測量裝置，其特征是在測量頭的框架體1內(nèi)設(shè)置精密測量電位器5，通過連接電纜部件6與測量儀的調(diào)零電位器共同組成直流電橋，在型材被拉伸時(shí)橋路失去平衡，輸出電壓，通過橋路匹配相應(yīng)顯示型材相對變形量。
3.按權(quán)利要求1或2所述的拉伸率測量裝置，其特征是，測量頭標(biāo)距為L＝250mm，電位器5的線性位移敏感頭行程為20mm，
4.按權(quán)利要求1或2所述的拉伸率測量裝置，其特征是所述的測量頭的真空吸盤座選用LY12－CZ鋁合金制造，真空吸盤采用氯丁橡膠模壓制成，并且在吸盤表面復(fù)合一層硅橡膠。
專利摘要一種型材拉伸率測量用的測量裝置，包括測量頭和測量儀，其中測量頭由框架體，真空吸盤，彈簧連接桿，手柄、測量電位器以及電位器與測量儀間的電纜連接部件組成，利用電位器與測量儀中的調(diào)零電位器構(gòu)成的橋路，測量型材受拉伸時(shí)相應(yīng)于位移量的電壓變化，由測量儀顯示相應(yīng)于該電壓變化量的型材位移量，從而得到準(zhǔn)確的拉伸率測量值，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，直觀以及可現(xiàn)場使用等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于各種型材矯直拉伸率的測量。
文檔編號G01B5/02GK2047360SQ89206168
公開日1989年11月8日 申請日期1989年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月30日
發(fā)明者陳竹師, 劉定祥, 曹承瑤 申請人:北京有色金屬研究院