[其他]顆粒狀非金屬脆性材料破碎強度測定裝置

無效

• 申請號: 86207156
• 申請日: 1986-09-20
• 公開（公告）號: CN86207156U
• 公開（公告）日: 1987-09-16
• 發明（設計）人: 黃含;黃奇葵;諸興華
• 申請（專利權）人: 華中工學院
• 主分類號: G01N3/22
• 分類號: G01N3/22;G01L1/16
• 代理公司: 華中工學院專利事務所
• 代理人: 狄唯菁,朱仁玲

本實用新型屬于非金屬脆性材料物理屬性鑒定領域。

隨著顆粒狀非金屬脆性材料廣泛應用于機械、建筑等行業，人們對其破碎強度的測定也越來越關注。顆粒狀非金屬脆性材料的破碎強度屬于一種統計強度，要求測量一定數量的小顆粒材料，并對所測數據進行統計處理，統計處理后的統計值即作為該種材料的破碎強度值。因為所測材料顆粒直徑小，測試位數多，所以工作煩瑣、測試勞動強度較大，而且測試裝置的好壞對所測結果的真實性有直接的影響。

《Annals????of????the????CIRP》（1973年第22卷第2期，第219－225頁）報導了一種磨料（屬顆粒狀非金屬脆性材料的范疇）強度測定的試驗裝置。磨料由振動送料器送入水平平行放置的兩硬質合金輥之間的間隙，其中主動輥由電機帶動以一定速度運轉，從動輥處于周向自由狀態。當磨料通過間隙時，磨料受到兩輥的擠壓而破碎，破碎力信號由粘貼在從動輥支架側面上的應變片組成的半導體應變測量電橋輸出到示波器記錄下來，然后，將示波器記錄下來的數據進行人工處理，得到磨料破碎強度指標。

該裝置的不足之處在于：

1.裝置剛度與靈敏度的問題。因欲獲得較大的靈敏度、即較大的彎曲應力，就必須有足夠長的力臂，以產生足夠大的彎矩，但力臂的增長又會造成從動輥支架的剛度降低，使破碎力信號易發生失真。

2.人工處理數據復雜、煩瑣、且消耗時間多。

3.應變片粘貼工藝復雜，且易受潮致使阻值產生變化，每使用一段時間需更換應變片并重新標定，有效使用周期短。

本實用新型的目的在于改進上述不足之處，提出新的顆粒狀非金屬脆性材料破碎強度的測定裝置。

本實用新型的內容包括：主動輥、從動輥、電機、滑臺、螺紋調整機構，壓電晶體測力傳感器、滾動導軌、底座、信號處理系統。壓電晶體測力傳感器和滾動導軌裝在底座上，在滾動導軌上裝有滑臺，滑臺一端裝有從動輥，壓電晶體測力傳感器與滑臺的另一端緊密接觸，該接觸可以是采用點接觸，保證所測破碎力的作用方向與壓電晶體芯片的中心線重合。壓電晶體測力傳感器內可以裝有壓電晶體芯片，信號處理系統與壓電晶體測力傳感器相連。信號處理系統可以采用電荷放大器，放大電路，采樣保持電路、模數轉換器、單板機和微型打印機組成。

本實用新型的優點是：

1.避免了裝置靈敏度與剛度之間的矛盾。本實用新型采用壓電晶體測力傳感器和滑臺作為力傳遞件，由于壓電晶體測力傳感器的剛性較好，且緊靠于滑臺，形成剛性接觸，使測試信號失真度降低，所以既可滿足有足夠的剛度又可達到有效好的靈敏度。

2.顆粒狀脆性材料磨料輸入測定裝置，可得到一次性最終結果，整個測試過程僅需十幾分鐘，信號處理系統處理數據準確迅速，可減輕測試人員的負擔，測試效率提高十倍以上。

3.延長了裝置的使用周期。壓電晶體使用壽命長，裝夾方便，一般應變片半年更換一次，而壓電晶體測力傳感器至少可用二年，再重新定標，有效使用期可提高2倍以上。

附圖說明及實用新型實施例

附圖為顆粒狀非金屬脆性材料破碎強度的測定裝置示意圖。

主動輥（2）和從動輥（3）均由硬質材料制成，兩輥子的周邊上刻有等間距的淺槽，主動輥（2）在電機（4）帶動下以一定的速度運轉。從動輥（3）處于周向自由狀態，從動輥安裝在滑臺（5）的一端，滑臺（5）裝在滾動導軌（7）上，滾動導軌（7）和壓電晶體測力傳感器（8）均裝在底座（10）上。滑臺（5）的另一端與壓電晶體測力傳感器（8）剛性點接觸，以保證磨料破碎力的作用方向與壓電晶體芯片（9）的中心線重合。主、從動輥之間有一定的間隙δ，間隙δ可由螺紋調整機構（6）調整，以適應測試不同尺寸的顆粒狀非金屬脆性材料磨料直徑通常可以為0.25－4毫米。當顆粒狀非金屬脆性材料（1）通過間隙δ時，受到兩輥擠壓而破碎，其破碎力信號經滑臺（5）傳遞到壓電晶體測力傳感器（8）上，經壓電晶體芯片（9）輸出到電荷放大器（11）進行信號轉換，將破碎力電荷量信號轉變為電壓信號，經量程放大電路（12）放大后，再通過采樣保持電路（13）將近似于脈沖信號的破碎力電壓信號峰值保持，然后由CMC－80微電腦、即模數換轉器（14）、單板機（15）進行模數轉換和數據處理。最終由微型打印機（16）將破碎強度指標打印出來。

采用顆粒狀非金屬脆性材料破碎強度測定裝置，對兩種棕剛玉磨料GZ8＃、GZ24＃進行測定，測試試樣各為100顆，測試后所得結果如下：

上述表中：

破碎力

Pi——單個磨料的破碎力。

破碎力均方差σ：σ＝