专利名称：拉伸率测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及材料拉伸率或伸长量的测量，尤其适用于铝型材矫直拉伸率的精确测量。
由于金属材料，如铝锭在挤压成铝型材的过程中，铝锭经挤压筒穿过摸具挤出，受挤材料各处的受力、变形程度很不一致导致材料的内应力分布不均匀，使成型的材料受到不同程度的弯曲和翘扭，因此需要有一个拉伸矫直工序。为了保证型材平直，内应力分布均匀不变形，以及提高材质的强度。必需对型材进行拉伸矫直，但是在进行型材拉伸矫直时，对不同牌号的型材要控制其拉伸率，拉伸过大，将影响型材的机械性能、尺寸精度。反之，拉伸过小，将达不到拉伸矫直的目的。因此，如何正确、有效地控制拉伸率将是型材拉伸矫直工序中的关键，特别是对用于航天，航空产品上的受力大型簿壁铝型材，需要精确控制其矫直拉伸率。在提供这类产品时，需要提供矫直拉伸率数据，以确保产品质量。已有技术中使用拉伸矫直机，一般配有型材夹头，夹头小车位移量计数器或指示拉伸时小车位移量的指示器。但是，由于夹头与被夹持型材在拉伸中打滑，或者弯曲型材的变直伸长，亦或小车的轮子不是绝对的滚动运动，因此位移计数器的指示值实际上不等同于型材伸长量，造成计量的不准确而且计算和控制拉伸率也很困难、不准。被舍弃不用。因此，操作者常需用卷尺在待矫直的型材上画上间距为L的两条标线距，凭经验观察拉伸机油压表和视型材的规格进行拉伸矫直，估测拉伸率，认为差不多时，就停止拉伸，再量出此时两条标线间距L，由此根据ε＝〈L－l〉／l式进行计算得出型材的矫直拉伸率。采用这种方法，很难控制拉伸率，拉伸测量不准确，费工、费时，由于拉伸率不能得到有效的控制，造成产品合格率的降低。为了解决上述存在的问题，本实用新型提出一种由拉伸头和测量仪组成的拉伸矫直测量装置，目的在于得到一种操作简便，测量可靠、准确、成本低廉的型材伸长率的测量和控制的装置。
本实用新型的技术方案是由于拉伸率是定义为ε＝〈L－l〉／l，即测量拉伸率就是需要测量被拉伸材料在拉伸前后定标距长度的相对变化量，就是说对该定标距的长度要能作出准确的测量。
本实用新型所提出的测量装置由两部分组成，一部分是测量头，另一部分是测量显示仪。其中，测量头是采用真空吸盘式的定标距方式。即将测量头用真空吸附的办法固定在相距一定间距的位置上，由位移传感器反映出定标距间的距离变化，将这种距离变化转变为电讯号传送到测量显示仪，测量显示仪采用数字表直接将所测的拉伸率作出直观的显示。
附
图1表示拉伸装置的测量头示意图。
附图2是图1的俯视图。
附图3是图1的B－B剖视图。
附图4是图2的I－I剖视图。
附图5表示测量仪的基本组成框图。
附图6表示测量仪的基本电路连接图。
附图7表示测量头中的电位器与测量仪的调零电位器共同组成的直流电桥电路连接图。
下面将参照附图对本实用新型的拉伸率测量装置作进一步的描述。
参见附图1，拉伸率测量装置的测量头包括框架体1，真空吸盘2，弹簧连接杆3，凸轮手柄4，电位器5以及电位器与测量仪间的连接电缆部件6。其中框架体1有两个，分别设置在测量头的左右二侧。它们相对于中间的P－P′面可以沿着水平方向运动，弹簧连接杆3连接左、右框架体1，在左、右框架体1的下部一侧各设置真空吸盘2，将测量头置于待测铝型材表面上，用手按住测量头，板动凸轮手柄4，提升真空吸盘2，在真空吸盘2与型材形成负压区，借助于真空吸盘2将测量头吸附在被拉伸型材上，型材进行拉伸时，框架体1作水平相反移动，在测量头中还设置测量精密电位器5，该电位器5与测量仪中的调零电位器〈见图7〉共同组成直流电桥。当拉伸装置对型材矫直时，吸附于型材的定标距为L的可分离框架体1随着型材的伸长而分离一个距离为ΔL，此时测量精密电位器5的滑动头相应移动ΔL。因此改变了桥路的阻值分配，使桥路失去平衡，输出电压，把它直接送给数字电压表显示测量值。只要适当匹配桥路阻值及电源电压，即可使显示测量值就是定标距上的相对变形量ΔL／L。
见图7，电桥输入电压为Ei，如果定标距长度为L，测量电位器总电阻值为R，滑动头行程为lo。当滑动头移动ΔL时，桥路输出电压变化为ΔVo＝ (Ei)/(Ro＋2R) · (Ro)/(lo) ·L· (ΔL)/(L) 对于确定的Ro，lo，L只要选取Ei和2R值使 (Ei)/(Ro＋2R) · (Ro)/(lo) ·L＝100。
那么，输出电压ΔVo＝100· (ΔL)/(L) 。
此时，数字电压表上显示的电压值就是相对变形量的100倍。
附图5表示测量仪的电路框图。它包括整流稳压电路，直流测量桥路，峰值保持电路，数字显示电路以及声光报警电路。其中直流测量桥路见附图5，数字显示电路见附图6中由虚线框B所示的那部分。而整流稳压电路，峰值保持电路及声光报警电路见附图6中由虚线框A表示的那部分。在整流稳压电路中，接入仪器的220V电压通过2×18V，8W的变压器降压，再经过θL100／1桥式整流和2×1000μ及2×0.1μ滤波得到正、负直流电压，分别利用可调正三端稳压集成块317和固定负三端稳压块7915稳压，再次由2×1000μ及2×0.1μ滤波，就得到纹波小，稳压精度高的＋15V及－15V的直流输出〈见A虚线框图内的中间部分所示〉。在A虚线框图的下半部分表示峰值保持电路，它是由高输入阻抗的LF353集成放大块和3×1N4148开关二极管，30μ钽电容等组成。前一个1／2LF353作比较器用，后一个1／2LF353作跟随器用。在A虚线框的上部表示声光报警电路，它采用“555”时基集成块构成，第一个“555”作比较器用，第二个“555”作多谐振荡器用，附图6的右上部分中K2为波段开关，用电阻分压办法给定出“555”五端的控制电压，测量电位器的滑动头输出电压通过K3接入“555”的2、6端，当V5〈即报警电压〉大于V2.6〈位移测量输出电压〉时，V3为高电平，第二个“555”不能工作。当V2.6大于或等于V5时，V3为低电平，多谐振荡器通过10K，30K，及10μF充放电工作，由3脚输出固定频率的高，低相间的电压，分别驱动发光二极管和峰鸣器工作同时发声和发光。
本实用新型的实施方式和具体达到的基本性能如下。附图2、3、4分别给出了测量头的各部分结构，其中两个吸盘间的定标距为250mm，吸盘直径取50mm，真空吸盘的压紧力接近20Kg，侧面摩擦力可达5Kg，而测量头重仅0.5Kg。真空吸盘座选用Ly12－CZ铝合金制造，而真空吸盘采用氯丁橡胶摸压制成，在吸盘表面复合一层质地柔软的硅橡胶以保证真空吸盘与型材之间的牢固吸附。
分离框架体内部安置精密电位器，它是一个直线性的位移敏感头，行程20mm，独立线性精度为±0.5％，阻值为1KΩ，功率0.6W，使用寿命1000万次。在可分离框架1的另一端设置弹簧导向连接杆3，它使分离框架在自然状态时左右两部分并紧，保证测量头安装时获得250mm的定标距。分离框架体由40×40×2mm的方框截面铝型材构成，它既起到连接各部分的作用，又起到保护位移测量敏感头的作用。
整个拉伸率测量装置所达到的基本测量性能是测量标距250mm±0.2mm。
拉伸率测量范围；0.1％－4％，测量误差≤测量最大值的±1％，或±0.04个示值报警范围0.5％－3％，间隔0.5％。
报警误差±0.05个示值。
本实用新型所述的测量装置具有结构简单、使用方便，直观显示、准确可靠等优点，适合于对型材作现场矫直拉伸率的测量，减轻了劳动强度，提高工作效率。如与微机配用可实现自动化测量。可广泛地用于对各种型材的矫直和拉伸率的测量。
权利要求1.一种拉伸率测量装置，包括测量头和测量仪、所述的测量仪由整流稳压电路，直流测量桥路，峰值保持电路，数字显示电路以及声光报警电路组成，其特征是测量头由框架体1，真空吸盘2，弹簧连接杆3，手柄4，电位器5以及电位器5与测量仪之间的连接电缆部件6组成，其中，框架体1有两个相对于中间的P-P′面可以沿水平方向位移的部分，弹簧连接杆3连接左、右框架体1，在左右框架体1的下部一侧分别设置真空吸盘2，借助于真空吸盘2将测量头吸附在被拉伸矫直的型材上，型材进行拉伸时，框架1作水平运动。
2.按权利要求1所述的拉伸率测量装置，其特征是在测量头的框架体1内设置精密测量电位器5，通过连接电缆部件6与测量仪的调零电位器共同组成直流电桥，在型材被拉伸时桥路失去平衡，输出电压，通过桥路匹配相应显示型材相对变形量。
3.按权利要求1或2所述的拉伸率测量装置，其特征是，测量头标距为L＝250mm，电位器5的线性位移敏感头行程为20mm，
4.按权利要求1或2所述的拉伸率测量装置，其特征是所述的测量头的真空吸盘座选用LY12－CZ铝合金制造，真空吸盘采用氯丁橡胶模压制成，并且在吸盘表面复合一层硅橡胶。
专利摘要一种型材拉伸率测量用的测量装置，包括测量头和测量仪，其中测量头由框架体，真空吸盘，弹簧连接杆，手柄、测量电位器以及电位器与测量仪间的电缆连接部件组成，利用电位器与测量仪中的调零电位器构成的桥路，测量型材受拉伸时相应于位移量的电压变化，由测量仪显示相应于该电压变化量的型材位移量，从而得到准确的拉伸率测量值，该装置具有结构简单，使用方便，直观以及可现场使用等优点，可广泛用于各种型材矫直拉伸率的测量。
文档编号G01B5/02GK2047360SQ89206168
公开日1989年11月8日 申请日期1989年4月30日 优先权日1989年4月30日
发明者陈竹师, 刘定祥, 曹承瑶 申请人:北京有色金属研究院