一种便携式现场金相检验打磨装置的制作方法

本发明涉及一种便携式金相打磨装置，适用管材、棒材、板材等金属材料部件金相分析点的打磨及抛光，属于机械制造及检测设备技术领域。

背景技术：

电力、石化等特种设备行业的安装、检修工程中，经常需要对金属管道、焊接接头、设备零部件等金属构件进行现场金相组织检验。现场金相组织检验主要分为三个工序：试样金相分析点的打磨与抛光；金相分析点的腐蚀；金相显微组织的观察及分析。上述的三个工序中，金相分析点的打磨与抛光工序最为复杂、耗时最长，因此，研制一款性能稳定、使用方便的金相打磨装置对于提高现场金相检验效率和质量有着非常重要的意义。

目前，现场金相组织检验通常使用手持式角相磨光机加装自粘盘，配套使用圆盘形植绒砂纸片对金相分析点进行逐级打磨；或者使用手电钻加装圆柱形橡胶磨头，配套使用长条形砂纸对金相分析点进行逐级打磨。以上两种方法使用的均是手持式打磨装置，使用不同目数的砂纸，由粗到细逐级更换砂纸对金相分析点进行打磨。目前常用的金相打磨方法主要存在以下缺点：

1、需要检测人员手持打磨工具进行前后、左右移动，从不同方向对金相分析点进行打磨，劳动强度大，金相分析点的打磨质量不易控制。

2、对检测人员操作熟练程度、打磨技术水平要求较高，金相分析点的打磨质量因人而异，人为因素对检测结果影响较大。

3、现有工具均只有一个打磨头，需要频繁更换砂纸，操作复杂，对砂纸的使用量相对较大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种便携式金相打磨装置。

为解决这一技术问题，本发明提供了一种便携式现场金相检验打磨装置，包括壳体、内部机械系统和具有支撑和升降功能的底座，所述壳体下部设有导轨槽，底座上设有环形导轨，壳体置于底座的环形导轨上、并可实现沿中轴线转动；所述内部机械系统包括直流电机、皮带轮、三角皮带、从动轮、转换器固定轴和磨头转换器，所述磨头转换器包括转换器圆盘、打磨组件和转换器把手，6个打磨组件均匀地安装在转换器圆盘框架上，转换器把手安装在转换器圆盘中心位置；转换器固定轴一端固定在打磨装置壳体内部，另一端插入转换器把手的空腔内，实现对磨头转换器的定位；直流电机驱动皮带轮和三角皮带将动力传递给从动轮，从动轮通过六棱遭将动力传递给打磨组件；同时，磨头转换器可以进行周向旋转，实现对打磨组件的选取和转换。

所述打磨组件由中心轴、轴承、橡胶轮、砂纸圈组成，中心轴的一端为六棱体，该六棱体与从动轮中心的六棱槽尺寸相匹配，实现中心轴与从动轮的同步转动；中心轴通过轴承固定在转换器圆盘框架上支撑中心轴的转动，中心轴的另一端安装有圆柱体橡胶轮，砂纸圈套在圆柱体橡胶轮上，三者实现同步转动。

所述打磨装置壳体包括打磨装置保护罩和磨头转换器护罩，所述壳体顶部设置有显示电池电量的显示屏、圆柱形充电器接口和按压式启动开关。

所述电池通过位于壳体顶部的充电器接口与电源适配器相连进行充电，电量的高低通过电量显示屏读取。

所述打磨装置保护罩和磨头转换器护罩下部均设置有矩形截面的导轨槽，两部分组合后导轨槽形成一个环形轨道，该导轨槽尺寸与底座结构中的环形导轨尺寸相匹配，导轨可在导轨槽内滑动。

所述的导轨槽的截面为矩形。

所述底座为轴对称结构，包括环形导轨、底座支臂、圆柱支腿、升降旋钮和直齿齿条，所述圆柱支腿为中空金属圆柱体，内部装有永磁铁，其中部垂直固定有直齿齿条，升降旋钮的一端为旋紧把手，另一端为直齿轮，环形导轨的两侧对称固定有底座支臂，底座支臂中安装升降旋钮，直齿条穿过底座支臂与升降旋钮的齿轮相啮合。

有益效果：本发明支腿为圆柱体并且具有强磁性，装置可牢固地吸附在金属工件上，即适用于平面工件也适用于曲面工件，并且底座具有升降功能，适用范围广、操作简便。打磨装置壳体可以旋转，便于调整打磨组件布置方向，可以实现从不同方向对金相分析点进行打磨，打磨质量好、精度高。本发明设置6个打磨组件，不同组件上安装不同目数的砂纸圈，通过转换器把手依次更换打磨组件对金相分析点进行打磨，操作简便，打磨效率高。砂纸圈可从常规砂纸上截取一部分进行自行卷制、粘贴而成，一张常规砂纸可制作16个砂纸圈，使用该装置进行打磨大大节约了打磨材料，降低了检测成本。本发明与现有技术相比，结构紧凑、体积小、重量轻、自带电池、方便携带。机械部件布置合理、接触紧密，系统运转平稳，打磨时不需要技术人员操作，使用方便，打磨质量高，劳动强度低，尤其适用于现场金相检验。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖面结构示意图；

图3为本发明的结构分解示意图；

图4为本发明打磨装置壳体结构示意图；

图5为本发明内部机械系统结构示意图；

图6为本发明打磨组件的结构分解图；

图7为本发明的底座结构示意图。

图中：1壳体、2内部机械系统、3底座、11打磨装置保护罩、12导轨槽、13磨头转换器护罩、14护罩螺钉、15电量显示屏、16充电器接口、17启动开关；20电池、21电源线、22直流电机、23皮带轮、24三角皮带、25从动轮、26转换器固定轴、27磨头转换器、271转换器圆盘、272打磨组件、2721中心轴、2722轴承、2723橡胶轮、2724砂纸圈、273转换器把手；31环形导轨、32底座支臂、33圆柱支腿、34升降旋钮、35直齿齿条。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。

图3所示为本发明的结构分解示意图。

图5所示为本发明内部机械系统结构示意图。

本发明提供了一种便携式现场金相检验打磨装置，包括壳体1、内部机械系统2和具有支撑和升降功能的底座3，所述壳体1下部设有导轨槽12，底座3上设有环形导轨31，壳体1置于底座3的环形导轨31上、并可实现沿中轴线转动；所述内部机械系统2包括直流电机22、皮带轮23、三角皮带24、从动轮25、转换器固定轴26和磨头转换器27，所述磨头转换器27包括转换器圆盘271、打磨组件272和转换器把手273，6个打磨组件272均匀地安装在转换器圆盘271框架上，转换器把手273安装在转换器圆盘271中心位置；转换器固定轴26一端固定在打磨装置壳体1内部，另一端插入转换器把手273的空腔内，实现对磨头转换器27的定位；直流电机22驱动皮带轮23和三角皮带24将动力传递给从动轮25，从动轮25通过六棱遭将动力传递给打磨组件272；同时，磨头转换器27可以进行周向旋转，实现对打磨组件272的选取和转换。

图6所示为本发明打磨组件的结构分解图。

所述打磨组件272由中心轴2721、轴承2722、橡胶轮2723、砂纸圈2724组成，中心轴2721的一端为六棱体，该六棱体与从动轮25中心的六棱槽尺寸相匹配，实现中心轴2721与从动轮25的同步转动；中心轴2721通过轴承2722固定在转换器圆盘271框架上支撑中心轴2721的转动，中心轴2721的另一端安装有圆柱体橡胶轮2723，砂纸圈2724套在圆柱体橡胶轮2723上，三者实现同步转动。

图4所示为本发明打磨装置壳体结构示意图。

所述壳体1包括打磨装置保护罩11和磨头转换器护罩13，该两个护罩通过左右两侧的护罩螺钉14进行连接固定，组装后装置壳体为一圆柱体。所述壳体1顶部设置有显示电池电量的显示屏15、圆柱形充电器接口16和按压式启动开关17。

所述电池20通过位于壳体1顶部的充电器接口16与电源适配器相连进行充电，电量的高低通过电量显示屏15读取。电池20通过电源线21与直流电机22相连，为直流电机22提供电力。

所述打磨装置保护罩11和磨头转换器护罩13下部均设置有矩形截面的导轨槽12，两部分组合后导轨槽12形成一个环形轨道，该导轨槽12尺寸与底座3结构中的环形导轨31尺寸相匹配，导轨31可在导轨槽12内滑动，并通过结构上的互补实现壳体1与底座3的组合。

所述的导轨槽12的截面为矩形。

图7所示为本发明的底座结构示意图。

所述底座3为轴对称结构，包括环形导轨31、底座支臂32、圆柱支腿33、升降旋钮34和直齿齿条35，所述圆柱支腿33为中空金属圆柱体，内部装有永磁铁，其中部垂直固定有直齿齿条35，升降旋钮34的一端为旋紧把手，另一端为直齿轮，环形导轨31的两侧对称固定有底座支臂32，底座支臂32中安装升降旋钮34，直齿条35穿过底座支臂与升降旋钮34的齿轮相啮合。可通过升降旋钮34的转动控制直齿条35的上下移动，达到调节打磨装置高度的目的。

本发明的工作原理及工作过程：

图1所示为本发明的结构示意图。

图2所示为本发明的剖面结构示意图。

在使用本发明的打磨装置时，先根据被检试样类别、材质、表面状态以及相关标准对金相分析点表面光洁度的要求选取6个不同目数的砂纸圈，例如：80、120、180、240、400、600目砂纸圈。

用螺丝刀卸下两侧的护罩螺钉14，打开磨头转换器护罩13，然后拉动转换器把手273将磨头转换器27拉出。按照由粗到细的顺序将砂纸圈2724逐一套在橡胶轮2723上，然后将套有目数最小砂纸圈的打磨组件272转到最下方，推动转换器把手273，将磨头转换器27推回原位，此时中心轴2721的六棱体部分完全插入到从动轮25中心的六棱槽中。

将装置保护罩11安放在底座3上，使环形导轨31卡在导轨槽12中，然后将磨头转换器护罩13安装在装置保护罩11的缺口处，用螺丝刀旋紧两侧的护罩螺钉14，装置组合完成。

将本发明的打磨装置放置在欲进行金相组织分析的部位，两侧圆柱支腿33吸附在被检金属工件上，然后观察砂纸圈与工件之间的间隙，此时调整两侧的升降旋钮34，使砂纸圈与工件接触，砂纸圈对工件的压力适中。

按下启动开关17启动直流电机，此时砂纸圈转动对工件进行打磨。观察打磨质量，待划痕均匀、细密、方向一致后，按下启动开关17关闭电源，待打磨组件停稳后旋转打磨装置壳体90°，然后拉动转换器把手273将磨头转换器27拉出，待中心轴2721的六棱体部分完全与从动轮25的中心六棱槽脱离，旋转转换器把手273将套有下一目数砂纸圈的打磨组件272转到最下方，推动转换器把手273，将磨头转换器27推回原位，此时中心轴2721的六棱体部分完全插入到从动轮25中心的六棱槽中。

按下启动开关17继续对金相分析点进行打磨，重复上述步骤，依次更换砂纸圈对金相分析点进行打磨，直至使用最大目数砂纸圈对分析点打磨完成，按下启动开关17关闭仪器，金相分析点打磨工作完成。

本发明也可更换抛光羊毛圈或羊毛轮对金相分析点进行抛光，使用方法与砂纸圈相同。

定期读取显示屏15的电量显示，需充电时将电源适配器连接充电器接口16，对装置进行充电。

本发明的打磨装置壳体1与底座3通过环形导轨31和导轨槽12连接在一起，可实现打磨装置壳体1与底座3的组装和打磨装置壳体的旋转移动，方便从不同方向对金相分析点进行打磨，提高打磨质量。

本发明的打磨装置顶部设置液晶屏幕和充电接口，液晶屏幕实时显示电池电量，电源适配器通过与充电接口的连接实现对电池的充电。

本发明整体结构设计合理，布置紧凑，是一种结构简单、稳定性高的升降结构。底座支臂32设置升降旋钮34并设置齿条通道，直齿齿条35插入齿条通道与升降旋钮34前端直齿轮相啮合，直齿齿条35下部与圆柱支腿33连接，圆柱支腿33内部装有永磁铁。圆柱支腿33通过磁力将本发明装置吸附在金属试样上，通过旋转升降旋钮34可实现直齿齿条35在齿条通道内的上升和下降，从而实现对装置高度的调节。

本发明自带电池20，通过电池20为直流电机22供电，直流电机22为打磨装置提供动力。电池20和直流电机22位于装置的上部，打磨组件272和磨头转换器27位于装置下部。

本发明通过皮带24和皮带轮23实现动力传递，将直流电机22的动力传递给打磨组件272，通过打磨组件272对金相分析点进行打磨。

本发明所述的打磨组件由中心轴、轴承、橡胶轮和砂纸圈构成。砂纸圈由不同目数的砂纸裁剪后卷制，最后用胶水固定成型，砂纸圈与橡胶轮过盈配合，接触牢固不打滑。

本发明所述的磨头转换器27由转换器圆盘271和转换器把手273构成框架，打磨组件272共6个均匀分布在转换器圆盘271上，通过轴承将打磨组件272固定在转换器圆盘271上。

本发明通过拉动、旋转、推动转换器把手273实现打磨组件272的转换，逐一将不同打磨组件272的中心轴推入从动轮的六棱槽内，从动轮25带动打磨组件272转动对金相分析点进行打磨。

本发明支腿为圆柱体并且具有强磁性，装置可牢固地吸附在金属工件上，即适用于平面工件也适用于曲面工件，并且底座具有升降功能，适用范围广、操作简便。打磨装置壳体可以旋转，便于调整打磨组件布置方向，可以实现从不同方向对金相分析点进行打磨，打磨质量好、精度高。本发明设置6个打磨组件，不同组件上安装不同目数的砂纸圈，通过转换器把手依次更换打磨组件对金相分析点进行打磨，操作简便，打磨效率高。砂纸圈可从常规砂纸上截取一部分进行自行卷制、粘贴而成，一张常规砂纸可制作16个砂纸圈，使用该装置进行打磨大大节约了打磨材料，降低了检测成本。本发明与现有技术相比，结构紧凑、体积小、重量轻、自带电池、方便携带。机械部件布置合理、接触紧密，系统运转平稳，打磨时不需要技术人员操作，使用方便，打磨质量高，劳动强度低，尤其适用于现场金相检验。

本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。