一種納米壓痕實(shí)驗(yàn)混凝土試件剖光裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明具體為一種納米壓痕實(shí)驗(yàn)混凝土試件剖光裝置，解決了現(xiàn)有納米壓痕混凝土試件采用人工打磨存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力且剖光精度差的問(wèn)題。底座平臺(tái)上設(shè)置有砂紙固定臺(tái)和豎向轉(zhuǎn)軸；豎向轉(zhuǎn)軸上端設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)臂，轉(zhuǎn)動(dòng)臂的前端設(shè)置有剖光桿，剖光桿下端設(shè)置有試件盒，且剖光桿上套有頂推彈簧，試件盒側(cè)壁設(shè)置有鎖緊螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)臂的后部設(shè)置有水平轉(zhuǎn)軸，且轉(zhuǎn)動(dòng)臂上穿有插銷(xiāo)；轉(zhuǎn)動(dòng)臂的左右兩側(cè)均設(shè)置有限位桿，且轉(zhuǎn)動(dòng)臂的左右任一側(cè)設(shè)置有支座，支座上設(shè)置有交流電磁鐵和與轉(zhuǎn)動(dòng)臂連接的轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧；砂紙固定臺(tái)的左右兩側(cè)均設(shè)置有后端鉸接在其上的按壓鐵棍，按壓鐵棍前端之間的砂紙固定臺(tái)內(nèi)鑲嵌有吸鐵石。本發(fā)明大幅提高了作業(yè)效率，而且保證了剖光的精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種納米壓痕實(shí)驗(yàn)混凝土試件剖光裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及土木工程中試件制備用輔助裝置，具體為一種納米壓痕實(shí)驗(yàn)混凝土試件剖光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的壓痕技術(shù)只考慮了材料的塑性變形部分，沒(méi)有考慮材料的彈性變形，納米壓痕力學(xué)測(cè)量技術(shù)通過(guò)建立力學(xué)分析模型，可以得到材料的微觀硬度及彈性模量，是一種前沿的測(cè)試方法。
[0003]目前，混凝土的研究已經(jīng)深入到微觀的層次，很多混凝土需要進(jìn)行微米、納米尺度的實(shí)驗(yàn)，比如納米壓痕等實(shí)驗(yàn)。但是進(jìn)行納米壓痕實(shí)驗(yàn)之前，需要進(jìn)行混凝土表面的剖光。由于納米壓痕實(shí)驗(yàn)需要的試件很小，一般是1.5-2立方厘米左右，且剖光的要求比較高，需要用1000號(hào)砂紙打磨1.5-2小時(shí)，采用普通砂輪打磨，并沒(méi)有細(xì)度1000號(hào)的砂輪，基本所有文獻(xiàn)中提高的剖光都是用手工打磨，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。精密儀器制造方面上也有精確剖光的機(jī)器，不過(guò)價(jià)格昂貴，對(duì)于混凝土試塊制作，不是很經(jīng)濟(jì)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有納米壓痕混凝土試件采用人工打磨存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力且剖光精度差的問(wèn)題，提供了一種納米壓痕實(shí)驗(yàn)混凝土試件剖光裝置。
[0005]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種納米壓痕混凝土試件剖光裝置，包括底座平臺(tái)，底座平臺(tái)上設(shè)置有前后分布的砂紙固定臺(tái)和豎向轉(zhuǎn)軸;豎向轉(zhuǎn)軸上端設(shè)置有繞其軸心轉(zhuǎn)動(dòng)且位于砂紙固定臺(tái)上方的轉(zhuǎn)動(dòng)臂，轉(zhuǎn)動(dòng)臂的前端設(shè)置有位于其下方的剖光桿，剖光桿下端設(shè)置有試件盒，且剖光桿上套有位于轉(zhuǎn)動(dòng)臂和試件盒之間的頂推彈簧，試件盒側(cè)壁設(shè)置有鎖緊螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)臂的后部設(shè)置有水平轉(zhuǎn)軸，且轉(zhuǎn)動(dòng)臂上穿有插銷(xiāo);轉(zhuǎn)動(dòng)臂的左右兩側(cè)均設(shè)置有限位桿，且轉(zhuǎn)動(dòng)臂的左右任一側(cè)設(shè)置有支座，支座上設(shè)置有交流電磁鐵和與轉(zhuǎn)動(dòng)臂連接的轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧;砂紙固定臺(tái)的左右兩側(cè)均設(shè)置有后端鉸接在其上的按壓鐵棍，按壓鐵棍前端之間的砂紙固定臺(tái)內(nèi)鑲嵌有吸鐵石。
[0006]進(jìn)行剖光作業(yè)時(shí)，先將混凝土試件放入試件盒內(nèi)，且混凝土試快底面低于試件盒底面，通過(guò)鎖緊螺栓將混凝土試件鎖緊后，在剖光桿上套上頂推彈簧后備用；隨后將按壓鐵棍抬起，將砂紙放在砂紙固定臺(tái)上后，按壓鐵棍落下，在吸鐵石的作用下將砂紙壓緊;接著將插銷(xiāo)打開(kāi)，轉(zhuǎn)動(dòng)臂沿水平轉(zhuǎn)軸向上轉(zhuǎn)動(dòng)打開(kāi)，將剖光桿連接在轉(zhuǎn)動(dòng)臂前端的孔中后，將轉(zhuǎn)動(dòng)臂放回并將插銷(xiāo)合住;最后接通電源，交流電磁鐵(有不同的頻率)產(chǎn)生脈沖吸力，吸的時(shí)候，轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧壓縮，產(chǎn)生恢復(fù)力，不吸的時(shí)候，轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧由于被壓縮，推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂向反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)左右搖擺進(jìn)行打磨，同時(shí)左右前后移動(dòng)砂紙固定平臺(tái)，使得砂紙充分利用，至混凝土試件表面達(dá)到要求，克服了現(xiàn)有納米壓痕混凝土試件采用人工打磨存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力且剖光精度差的冋題。
[0007]底座平臺(tái)上還包括電機(jī)，電機(jī)的輸出軸上連接有切割輪，切割輪周?chē)牡鬃脚_(tái)上設(shè)置有無(wú)水乙醇容器，無(wú)水乙醇容器側(cè)壁設(shè)置有與其連通的萬(wàn)向管。
[0008]作業(yè)時(shí)，將混凝土塊使用切割輪進(jìn)行切割，切成IcmX 2cm X 2cm的方形塊，在切割至混凝土塊溫度較高時(shí)，通過(guò)萬(wàn)向管向混凝土塊澆無(wú)水乙醇，進(jìn)行切割降溫，然后初步對(duì)其表面進(jìn)行打磨、清洗、清潔、干燥后備用。
[0009]砂紙固定臺(tái)與底座平臺(tái)之間設(shè)置有雙向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，雙向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩根左右分布且固定于底座平臺(tái)上的軸狀軌道，軸狀軌道上設(shè)置有與其垂直且與砂紙固定臺(tái)固定的軸狀軌道I，軸狀軌道和軸狀軌道I的交叉位置處均設(shè)置有兩者滑動(dòng)于其上的十字滑槽。
[0010]在十字滑槽的作用下，砂紙固定臺(tái)可以在平面內(nèi)X和y方向進(jìn)行移動(dòng)。
[0011]本發(fā)明具有如下有益效果:1、以較低的成本實(shí)現(xiàn)納米壓痕混凝土試件的切割，打磨，對(duì)制樣方法有著重要的的實(shí)際意義;2、提供不同的擺臂速度和不同的打磨速度;3、砂紙平臺(tái)的自由移動(dòng)，使得打磨更加方便，砂紙的利用更加充分;4、頂推彈簧可以提供混凝土和砂紙間足夠的摩擦力，使得打磨效果更好。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的側(cè)視不意圖；
圖3為圖2中剖光桿處的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖1中電機(jī)處的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1-底座平臺(tái)，2-砂紙固定臺(tái)，3-豎向轉(zhuǎn)軸，4-轉(zhuǎn)動(dòng)臂，5-剖光桿，6-試件盒，7_頂推彈簧，8-鎖緊螺栓，9-水平轉(zhuǎn)軸，10-插銷(xiāo)，11-限位桿，12-支座，13-交流電磁鐵，14-轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧，15-按壓鐵棍，16-電機(jī)，17-切割輪，18-無(wú)水乙醇容器，19-萬(wàn)向管，20-軸狀軌道，21-軸狀軌道I，22-電機(jī)支座，23-楔形滑軌，24-頂緊螺絲，25-直尺，26-盛液槽，27-導(dǎo)液管。
【具體實(shí)施方式】
[0014]納米壓痕混凝土試件剖光裝置，包括底座平臺(tái)I，底座平臺(tái)I上設(shè)置有前后分布的砂紙固定臺(tái)2和豎向轉(zhuǎn)軸3;豎向轉(zhuǎn)軸3上端設(shè)置有繞其軸心轉(zhuǎn)動(dòng)且位于砂紙固定臺(tái)2上方的轉(zhuǎn)動(dòng)臂4，轉(zhuǎn)動(dòng)臂4的前端設(shè)置有位于其下方的剖光桿5，剖光桿5下端設(shè)置有試件盒6，且剖光桿5上套有位于轉(zhuǎn)動(dòng)臂4和試件盒6之間的頂推彈簧7，試件盒6側(cè)壁設(shè)置有鎖緊螺栓8，轉(zhuǎn)動(dòng)臂4的后部設(shè)置有水平轉(zhuǎn)軸9，且轉(zhuǎn)動(dòng)臂4上穿有插銷(xiāo)10;轉(zhuǎn)動(dòng)臂4的左右兩側(cè)均設(shè)置有限位桿11，且轉(zhuǎn)動(dòng)臂4的左右任一側(cè)設(shè)置有支座12，支座12上設(shè)置有交流電磁鐵13和與轉(zhuǎn)動(dòng)臂4連接的轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧14;砂紙固定臺(tái)2的左右兩側(cè)均設(shè)置有后端鉸接在其上的按壓鐵棍15，按壓鐵棍15前端之間的砂紙固定臺(tái)2內(nèi)鑲嵌有吸鐵石。
[0015]底座平臺(tái)I上還包括電機(jī)16，電機(jī)16的輸出軸上連接有切割輪17，切割輪17周?chē)牡鬃脚_(tái)I上設(shè)置有無(wú)水乙醇容器18，無(wú)水乙醇容器18側(cè)壁設(shè)置有與其連通的萬(wàn)向管19;砂紙固定臺(tái)2與底座平臺(tái)I之間設(shè)置有雙向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，雙向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩根左右分布且固定于底座平臺(tái)I上的軸狀軌道20，軸狀軌道20上設(shè)置有與其垂直且與砂紙固定臺(tái)2固定的軸狀軌道121，軸狀軌道20和軸狀軌道121的交叉位置處均設(shè)置有兩者滑動(dòng)于其上的十字滑槽。
[0016]具體實(shí)施過(guò)程中，電機(jī)16的輸出軸上還可以連接打磨輪(較粗)，電機(jī)周?chē)偳队兄背?，可以確定打磨構(gòu)件的尺寸；電機(jī)16安裝在電機(jī)支座22上，電機(jī)支座22上有楔形滑軌23，電機(jī)尾部有楔形突出，適用不同直徑的切割輪17或打磨輪，楔形滑軌23側(cè)面設(shè)置有沿其豎直方向不同高度的η個(gè)頂緊螺絲24，可以使電機(jī)在豎直方向上固定；電機(jī)16的輸出軸是多口徑輸出軸，可以安裝不同孔徑的切割輪17和打磨輪，電機(jī)16旁邊有xy兩向鑲嵌在底座平臺(tái)I上的直尺25，切割輪17底部有盛液槽26，盛液槽26底部有導(dǎo)液管27;轉(zhuǎn)動(dòng)臂4與交流電磁鐵13對(duì)應(yīng)的位置處為鐵質(zhì)材料，且轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧14的剛度要能使得轉(zhuǎn)動(dòng)臂3實(shí)現(xiàn)搖擺;交流電磁鐵13上有變頻裝置，可以提供不同頻率的電池鐵，可使得電磁鐵頻率變快變慢;頂推彈簧7根據(jù)實(shí)際需求可提供不同的彈性模量;按壓鐵棍15下端面設(shè)置有橡膠層，進(jìn)一步提高按壓砂紙效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米壓痕實(shí)驗(yàn)混凝土試件剖光裝置，其特征在于:包括底座平臺(tái)(I)，底座平臺(tái)(I)上設(shè)置有前后分布的砂紙固定臺(tái)(2)和豎向轉(zhuǎn)軸(3);豎向轉(zhuǎn)軸(3)上端設(shè)置有繞其軸心轉(zhuǎn)動(dòng)且位于砂紙固定臺(tái)(2)上方的轉(zhuǎn)動(dòng)臂(4)，轉(zhuǎn)動(dòng)臂(4)的前端設(shè)置有位于其下方的剖光桿(5)，剖光桿(5)下端設(shè)置有試件盒(6)，且剖光桿(5)上套有位于轉(zhuǎn)動(dòng)臂(4)和試件盒(6)之間的頂推彈簧(7)，試件盒(6)側(cè)壁設(shè)置有鎖緊螺栓(8)，轉(zhuǎn)動(dòng)臂(4)的后部設(shè)置有水平轉(zhuǎn)軸(9)，且轉(zhuǎn)動(dòng)臂(4)上穿有插銷(xiāo)(10);轉(zhuǎn)動(dòng)臂(4)的左右兩側(cè)均設(shè)置有限位桿(11)，且轉(zhuǎn)動(dòng)臂(4)的左右任一側(cè)設(shè)置有支座(12)，支座(12)上設(shè)置有交流電磁鐵(13)和與轉(zhuǎn)動(dòng)臂(4)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧(14);砂紙固定臺(tái)(2)的左右兩側(cè)均設(shè)置有后端鉸接在其上的按壓鐵棍(15)，按壓鐵棍(15)前端之間的砂紙固定臺(tái)(2)內(nèi)鑲嵌有吸鐵石。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米壓痕實(shí)驗(yàn)混凝土試件剖光裝置，其特征在于:底座平臺(tái)(I)上還包括電機(jī)(16)，電機(jī)(16)的輸出軸上連接有切割輪(17)，切割輪(17)周?chē)牡鬃脚_(tái)(I)上設(shè)置有無(wú)水乙醇容器(18)，無(wú)水乙醇容器(18)側(cè)壁設(shè)置有與其連通的萬(wàn)向管(19)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米壓痕實(shí)驗(yàn)混凝土試件剖光裝置，其特征在于:砂紙固定臺(tái)(2)與底座平臺(tái)(I)之間設(shè)置有雙向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，雙向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩根左右分布且固定于底座平臺(tái)(I)上的軸狀軌道(20)，軸狀軌道(20)上設(shè)置有與其垂直且與砂紙固定臺(tái)(2)固定的軸狀軌道1(21)，軸狀軌道(20)和軸狀軌道1(21)的交叉位置處均設(shè)置有兩者滑動(dòng)于其上的十字滑槽。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK106053170SQ201610355812
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】曹瑞東, 朱翔, 路國(guó)運(yùn), 常積玉
【申請(qǐng)人】山西大學(xué)