專利名稱：用于再制造零件涂層結合強度檢測儀的傳動系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及涂層檢測設備領域，尤其涉及一種用于再制造零件涂層結合強度檢測儀的傳動系統。
背景技術：
熱噴涂技術，尤其是超音速等離子噴涂技術，是制備表面涂層的重要技術，它賦予了零件表面耐磨性、耐腐蝕、抗氧化、抗疲勞等多種特殊性能，從而達到提高產品質量、延長使用壽命的目的。噴涂粒子以熔融或半熔融形式高速撞擊基體表面產生變形、鑲嵌填補，最終咬合在基體材料表面，形成機械錨合連接，輔以局部的微冶金結合，只能獲得相對較好的涂層界面結合強度。由于再制造零件涂層界面存在相當程度的組織缺陷，并且服役工程中首先受到外載荷的作用，因此，涂層界面結合強度的優劣就成為決定再制造零件質量好壞的重要因素。再制造的工程實踐迫切需要能夠在生產現場對具有各種形狀、各種尺寸的再制造零件的表面涂層結合強度測量方法。而對于實際的現場測試，測量方法除了要保證測量精度以外，還應滿足一些特殊的要求:對基體零件的形狀不太敏感，噴涂零件的形狀可能會多種多樣，一種適用現場測量的方法就應該對任何或多數形狀的噴涂層都可以測定；對基體最好沒有損傷，否則就會在基體表面產生局部破壞，大大減短再制造產品的壽命周期；測量過程應簡單便捷，實際的噴涂層會存在不均勻性，需要在不同的位置測量多次，以得到精確的測量結果，這就要求測量過程容易操作和控制。目前被廣泛應用的測量技術卻難以滿足這些要求，例如，拉伸法只能進行標準試樣的拉伸試驗，不能直接檢測零件，且不適合評價高結合強度的涂層；剪切法常用于測量較厚涂層與基體的界面剪切強度，其同樣受到基體材料形狀的限制；彎曲法測涂層結合強度中較為常見的是懸臂梁彎曲、三點彎曲和四點彎曲，這種方法對于形狀較為復雜的再制造零件表面涂層無能為力；劃痕法近年來得到了廣泛使用，這種方法對試樣的制作沒有嚴格要求，操作十分方便，但其更適合評價薄膜，并不適合于較厚的噴涂層；動態測量法對試樣的形狀尺寸的要求更為嚴格，更加不適合現場評價結合強度。

發明內容
鑒于上述現有技術存在的問題，本發明提供一種用于再制造零件涂層結合強度檢測儀的傳動系統，可以對用在檢測儀中對再制造零件的表面涂層結合強度進行檢測，其能保證檢測準確度且操作方便。實現本發明目的的技術方案具體如下:本發明提供一種用于再制造零件涂層結合強度檢測儀的傳動系統，該傳動系統包括:驅動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧；其中，驅動裝置的動力輸出軸與螺桿一端連接；
螺母活動套設在螺桿上；螺母前端與拉簧連接；拉簧前端與斜塊連接；螺母和斜塊均設置在平直的導軌上，能沿導軌直線滑動；斜塊頂部的斜面上設有V型槽，V型槽中設置滾珠，V型槽的滾珠上設有V型槽滑塊，壓頭設置在V型槽滑塊上，壓頭外套設有壓簧，壓簧處于壓頭與V型槽滑塊之間。上述傳動系統還包括:外殼，所述的驅動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧均設置在外殼內，壓頭從外殼前端的側壁上伸出，外殼尾部設有提手部件。上述傳動系統中，所述外殼的中間部位設有定位環。上述傳動系統中，所述驅動裝置采用伺服電機。上述傳動系統中，所述壓頭包括:金剛石壓頭或碳化鎢壓頭。上述傳動系統中，所述碳化鶴壓頭為球形，其直徑為3mm、4mm或5mm。上述傳動系統中，所述V型槽設置在斜決頂部的斜面上的中間部位。上述傳動系統中，所述V型槽滑塊通過滾珠與斜塊頂部的斜面上的V型槽滾動配
入
口 ο上述傳動系統中，所述斜塊和V型槽滑塊的斜面的斜率為1: 15。本發明的有益效果是:通過驅動裝置與螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導軌、V型槽滑塊、壓簧配合，可以將驅動裝置的轉矩力轉換成垂直的壓力輸出給壓頭，并可通過調整驅動裝置的轉矩力，來方便調節加載至壓頭的壓入加載速度、壓入交變頻率、壓入載荷量級等。用在檢測儀中，方便準確的檢測再制造零件的涂層結合強度。該傳動系統具有結構簡單、控制方便的優點。


下面給出實施例描述中所需要使用的附圖。圖1為本發明實施例提供的傳動系統的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的傳動系統的外殼結構示意圖；圖3為本發明實施例提供的傳動系統的V型槽滑塊的結構示意圖；圖中各標號表示的部件名稱為:1_驅動裝置；2-螺桿；3_螺母；4-導軌；5-拉簧；6-斜塊；7-壓簧；8-壓頭；9-外殼；91_提手部件；10-定位環；I1-V型槽滑塊；Ill-V型槽。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此為應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明做各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。本發明實施例提供的傳動系統，可用于再制造零件涂層結合強度檢測儀中，如圖1所示，該傳動系統包括:驅動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧；
其中，驅動裝置的動力輸出軸與螺桿一端連接；螺母活動套設在螺桿上；螺母前端與拉簧連接；拉簧前端與斜塊連接；螺母和斜塊均設置在平直的導軌上，能沿導軌直線滑動；斜塊頂部的斜面上上設有V型槽，V型槽內設有滾珠，V型槽滑塊通過滾珠設置在V型槽上，與斜塊頂部的斜面之間形成滾動配合，壓頭設置于V型槽滑塊上，壓頭外套設有壓簧，壓簧處于壓頭與V型槽滑塊之間。如圖2所示，上述傳動系統還包括:外殼，所述的驅動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧均設置在外殼內，壓頭從外殼前端的側壁上伸出，外殼尾部設有提手部件。上述傳動系統的外殼的中間部位可設置定位環，對該傳動系統起到輔助支撐的作用，保證工作中的穩定性。上述傳動系統中的驅動裝置采用伺服電機，可方便控制其轉矩輸出，從而控制壓頭的壓入力。上述傳動系統的壓頭包括:金剛石壓頭或碳化鎢壓頭；碳化鎢壓頭為球形，其直徑為 3mm- 4mm 或 5mm。上述傳動系統中的斜塊頂部的斜面上中間部位設有V型槽，V型槽內設置滾珠。上述傳動系統中，所述V型槽滑塊通過滾珠與斜塊頂部的斜面的V型槽滾動配合。上述傳動系統中，所述斜塊和V型槽滑塊的斜面的斜率為1: 15。這種結構的傳動系統可將驅動裝置的轉矩轉化為直線運動輸出至斜塊，并由斜塊轉化為垂直方向的力傳遞給壓頭，使壓頭能夠產生向下的壓力。下面結合具體實施例對本發明的傳動系統作進一步詳細說明。本發明實施例的傳動系統可用在再制造零件涂層結合強度檢測儀中，該傳動系統可作為檢測儀的核心部件，作為檢測儀的壓入加載系統，其功能是將伺服電機的輸出扭矩通過一系列機械運動轉換為壓頭垂直壓入涂層試樣表面的驅動力，該壓頭驅動機構參見圖1，由壓頭，斜塊，拉簧，螺桿和伺服電機等部件組成，工作原理如下:伺服電機轉動，帶動螺桿旋轉，通過螺母將旋轉運動轉化為直線運動；拉簧一端固定在螺母上，一端固定在斜塊上；在壓頭沒有遇到障礙物(測試材料)時，由于斜塊的楔入，壓頭伸出直到接觸到被測試涂層材料；此時由于阻力增大，在壓頭壓入機體的同時，拉簧不斷伸長，提供的壓力也不斷增大；如果電機停止運動，由拉簧通過斜塊作用在壓頭上產生的壓力與機體阻力平衡，一直保持壓入狀態，如果電機不做反向運動，將一直保持這種壓入狀態直到電機復位實現卸載。其中為了保證螺母，拉簧，斜塊直線運動，螺母和斜塊都固定在直線導軌上；壓頭與斜塊運動方向呈90°布置，小壓簧讓壓頭緊貼在V型槽滑塊上，在卸去壓力時能自動復位。本發明的傳動系統中，作為驅動裝置的伺服電機可采用型號為MHMD 04 2G IU的Panasonic電機，以提供快速的、準確的、平穩的驅動力。驅動伺服電機的驅動器型號可采用與MBDHT2510，直接控制伺服電機的運轉與停機。可通過驅動器控制電機的運行方式(包括正轉、反轉、正反轉循環運行)，選取運行的速度，運行的位移，以及正反轉的循環次數和幅度。滿足設計所要求的載荷多樣性，針對不同的涂層體系選擇最為適宜的加載方式和載荷量級。本發明傳動系統中的斜塊與壓頭的運動方向呈90°布置，將軸向力直接轉換為壓頭壓入涂層的驅動力。若斜塊斜面與壓頭的直接接觸進行滑動摩擦，就會出現以下幾個問題:(I)滑動阻力大，滑動摩擦會導致軸向力有相當一部分轉換成阻力，以熱量的形式釋放，這樣就使得加載效率大大降低，并且也使得能量的大量浪費。如果在接觸面添加潤滑月旨，可以有效地降低摩擦阻力，但潤滑脂的添加所進行的設備裝卸必然會造成試驗效率的降低。(2)零件的磨損大，斜塊與壓頭的純滑動接觸必然會導致零件的大量磨損，造成的材料的浪費。(3)傳動系統的加載過程中出現爬行現象，要求作為加載系統的傳動系統必須提供平穩的、連續的、及時的驅動力，若由于斜塊與壓頭接觸面存在的滑動摩擦力必然會導致加載過程出現爬行現象，這也是加載系統最為致命的問題，直接影響試驗測量結果的準確性。針對以上問題，本發明在斜塊的斜面中間加工出一個V型槽，并且將壓頭設置在V型滑塊上，如圖3所示，在V型槽之間放置一排滾珠，使接觸面的滑動摩擦轉換成滾動摩擦，杜絕了滑動摩擦所帶來的一系列問題。其中斜塊和V型槽滑塊的斜面的斜率為1: 15。上述傳動系統中，還可以設置位置傳感器，以檢測確定壓頭的壓入深度和壓入載荷，位置傳感器可采用CH6/E系列直線位移傳感器，精度可達0.5%。(I)檢測壓入深度，在斜塊與端蓋之間安裝位置傳感器，讀取斜塊的軸向位移量，通過斜塊的斜率準確換算出壓頭的壓入深度，達到壓入深度準確控制的目的，可實現針對不同厚度的涂層的壓入要求，避免壓入過深導致基體破壞或壓入過淺而無法有效損傷界面；(2)檢測壓入載荷，在拉簧之間(即兩個拉簧座之間)安裝位置傳感器，檢測拉簧的拉伸量，通過拉簧剛度計算出拉簧力，再根據斜塊1: 15的斜率換算出壓頭壓入被測樣的驅動力。達到較準確控制加載力的目的，可實現針對不同力學性能的涂層(合金、陶瓷或金屬陶瓷)分別設計壓入載荷。并且可以設置拉伸量的報警值，為作為驅動裝置的伺服電機提供過載保護，即將過載時報警并切斷電源。本發明的傳動系統具有以下優勢:(I)壓入載荷可控，通過控制彈簧的伸長量能夠較準確控制加載力，可實現針對不同力學性能的涂層(合金、陶瓷或金屬陶瓷)分別設計壓入載荷；(2)壓入距離可控，通過控制斜塊的運動量能夠較準確控制壓入深度，可實現針對不同厚度的涂層的壓入要求，避免壓入過深導致基體破壞或壓入過淺無法有效損傷界面；(3)通過螺桿，斜塊兩級放大，因此對于伺服電機的負荷要求較小，同時拉簧上的位移傳感器可以為伺服電機過載提供保護，即將過載時報警并切斷電源；(4)機械結構簡單，控制方法簡單，只要檢測處理位移量就行。上述僅是本發明較佳實施例，但本發明的保護范圍并不局限在這些實施例，本技術領域的技術人員在本發明披露技術范圍內，可以想到的變化及替換，都在本發明保護范圍內。因此，本發明保護范圍以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種用于再制造零件涂層結合強度檢測儀的傳動系統，其特征在于，該傳動系統包括: 驅動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧；其中， 驅動裝置的動力輸出軸與螺桿一端連接； 螺母活動套設在螺桿上； 螺母前端與拉簧連接； 拉簧前端與斜塊連接； 螺母和斜塊均設置在平直的導軌上，能沿導軌直線滑動； 斜塊頂部的斜面上設有V型槽，V型槽中設置滾珠，V型槽的滾珠上設有V型槽滑塊，壓頭設置在V型槽滑塊上，壓頭外套設有壓簧，壓簧處于壓頭與V型槽滑塊之間。
2.根據權利要求1所述的傳動系統，其特征在于，所述傳動系統還包括: 外殼，所述的驅動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧均設置在外殼內，壓頭從外殼前端的側壁上伸出，外殼尾部設有提手部件。
3.根據權利要求2所述的傳動系統，其特征在于，所述外殼的中間部位設有定位環。
4.根據權利要求1所述的傳動系統，其特征在于，所述驅動裝置采用伺服電機。
5.根據權利要求1所述的傳動系統，其特征在于，所述壓頭包括: 金剛石壓頭或碳化鎢壓頭。
6.根據權利要求5所述的傳動系統，其特征在于，所述碳化鎢壓頭為球形，其直徑為3mm>4mm 或 5mm。
7.根據權利要求1所述的傳動系統，其特征在于，所述V型槽設置在斜塊頂部的斜面上的中間部位。
8.根據權利要求1所述的傳動系統，其特征在于，所述V型槽滑塊通過滾珠與斜塊頂部的斜面上的V型槽滾動配合。
9.根據權利要求1所述的傳動系統，其特征在于，所述斜塊和V型槽滑塊的斜面的斜率為 1: 15。
全文摘要
本發明公開一種用于再制造零件涂層結合強度檢測儀的傳動系統，屬于檢測設備領域。該傳動系統包括驅動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧；其中，驅動裝置的動力輸出軸與螺桿一端連接；螺母活動套設在螺桿上；螺母前端與拉簧連接；拉簧前端與斜塊連接；螺母和斜塊均設置在平直的導軌上，能沿導軌直線滑動；斜塊頂部的斜面上設有V型槽，V型槽中設置滾珠，V型槽的滾珠上設有V型槽滑塊，壓頭設置在V型槽滑塊上，壓頭外套設有壓簧，壓簧處于壓頭與V型槽滑塊之間。該傳動系統用在檢測儀中，方便準確的檢測再制造零件的涂層結合強度。該傳動系統具有結構簡單、控制方便的優點。
文檔編號F16H37/02GK103195895SQ201210002669
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者徐濱士, 王海斗, 宋亞南, 樸鐘宇 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學院