电动液压布氏硬度测试头及电动液压便携式布氏硬度计的制作方法

1.本发明属于金属硬度计技术领域，特别涉及使用布氏硬度测试方法的电动液压布氏硬度测试头及电动液压便携式布氏硬度计。


背景技术：

2.国家标准gb/t 231.1《金属材料 布氏硬度试验 第1部分：试验方法》规定了布氏硬度试验的原理：对一定直径碳化钨合金球施加规定的试验力将其压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测量试样表面的压痕直径，经计算或查表得到布氏硬度值。该标准还规定试验力保持时间为10～15s。
3.国家标准 gb/t 231.2《金属材料 布氏硬度试验 第2部分：硬度计的检验与校准》规定了对布氏硬度计的技术要求，规定试验力的允许误差为标称值的
±
1.0%，还规定了代表硬度计测量精度的示值误差和重复性误差。
4.美国标准astm e10《金属材料布氏硬度试验方法》也作出了与gb/t 231.1和gb/t 231.2相近的规定。
5.按照国内外标准的规定，布氏硬度试验的三个基本要素是准确的规定的试验力、试验力保持规定的时间和使用规定的球。此外，国内外标准还规定了布氏硬度计的试验力精度和布氏硬度测量精度。公开号为cn103765188a的发明专利申请公开了一种“便携式布氏金属硬度测试器”，通过阅读该发明的说明书可知，该发明是为了解决美国专利3,129,582和4,361,034中公开并且声明专利保护的便携式布氏金属硬度测试器存在的校准及更换油处理期间发生液压流体泄漏、污染液压流体的风险以及操作行为过度的技术人员在进行测试时手动操作油泵加力过程中无意或者可能有时半故意地拉动泵柄经过大于测试器设计的角度行程范围，从而或者使泵柄断裂或者对测试器内油泵的内齿轮造成损坏，致使测试器不能继续使用，直到其被修复为止。该发明采用的技术方案包括测试头，测试头安装在托架上，并能沿着升降丝杠垂直运动，该布氏金属硬度测试器包括可调节阀，用于释放测试头内的液体压力。但是，该发明仍然采用手动泵加力，即在液压集成块的侧面设置手动柱塞泵，操作者依靠拉动泵柄通过齿轮齿条传动驱动柱塞泵工作，此外，该发明在压集成块的上面安装有力值指示表，操作者需要反复拉动泵柄，直到指示表指示的试验力值达到设定值，还要再多次拉动泵柄，使指示表指示的试验力值多次达到设定值，这样才能完成一次测量。该发明所引用的背景技术是1964年的美国专利3,129,582和1982年的美国专利4,361,034，更早的背景技术是1942年的美国专利2,297,758。这项早期的美国专利开创了采用便携式硬度计在生产现场进行大试验力的布氏硬度试验的先河，使过去对于大型的、不便移动的工件不得不截取试样送实验室检验的情况得到改变，这项技术在当时是一项重要的技术进步，因此，根据这项技术制造的便携式布氏硬度计被美国标准astm e110作为优选的便携式布氏硬度计而采纳。几十年来这种硬度计在世界范围内受到广泛欢迎，在进行铸造、锻造、钢材、有色金属热处理零件的硬度检测时，这种利用液压原理施加试验力的便携式布氏硬度计得到非常
广泛的使用，成为主流产品。这项技术发明了近80年，尽管期间进行了多次改进，但是，在其原理和结构上都没有发生重大变化，仍然采用手动柱塞泵人工加力。这种技术存在如下三点明显的不足和缺陷：第一，该发明不符合国家标准 gb/t 231.1和美国标准astm e10规定的布氏硬度试验原理，也不符合上述标准关于试验力保持时间的规定。原因是，当试验力达到设定值后，可调节阀会打开，试验力不再增加。但是，在试验力作用下，球压头会压入试样表面，产生压痕，此时球压头向下移动，油缸的压力也随之下降，当试验力刚刚低于设定值时，可调节阀关闭，随着球压头继续压入试样表面，试验力会进一步下降，直至操作者再次拉动泵柄施加试验力，当试验力再次超过设定值时，可调节阀会再次打开，试验力不再增加。根据美国标准astm e110
‑
82（1997）的规定，使用这种液压装置不可能使试验力一直保持在调节阀打开的那一点上，因此，应使试验力重复几次达到这一点。对于钢铁材料，当采用3000kg试验力时，应使试验力重复达到设定值3次，以等效于在标准方法中试验力保持15s的效果。可见，采用该发明进行布氏硬度试验时，试验力不能保持，不符合国家标准gb/t 231.1和美国标准astm e10规定的布氏硬度试验原理和关于试验力保持时间的规定。特别是对于通过了iso9001质量体系认证的单位，被要求其计量检测设备应符合相应的国家标准，应通过计量检定或计量校准，获得相应的检定证书或校准证书。而采用现有技术的液压式便携布氏硬度计不符合相应标准，不能通过计量检定或计量校准，不能获得相应的检定证书或校准证书，所以，不符合iso9001质量体系的要求。第二，采用该发明进行布氏硬度试验，试验力是大幅波动的，这一点不符合国家标准 gb/t 231.2和美国标准astm e10中关于试验力精度的规定，其布氏硬度测量精度不能满足标准gb/t 231.2和astm e10中关于示值误差和重复性误差的要求，与采用标准布氏硬度试验方法的布氏硬度计测量结果相比会有较大偏差。第三，采用该发明进行布氏硬度试验，其操作麻烦，需要多次反复拉动加力杆，即泵柄，使力值表指针3次达到设定值。这种测量操作，费力费时，需要操作者付出较大的体力支出，并且检测效率较低。此外，为了解决由于当操作过度或者受教育不足的操作者无意间将过大的作用力施加到泵柄时会导致过度使用测试器引起测试器液压泵齿轮和齿条组合断裂的问题，该发明在托架上连接有止动件，以用于限制泵柄转动可旋转轴的角运动，一旦操作者学会正确操作便携式布氏金属硬度测试器，便可以移除止动结构部件。可见，该发明依然存在着测试器液压泵齿轮和齿条组合断裂的隐患。
6.公告号为cn209215141u的实用新型公开了一种新型便携式电子布氏硬度计，该硬度计设置有液压缸，液压缸的顶部设置有电磁阀，液压缸的底端设置有称重传感器，称重传感器设置在液压机构及压头之间，当液压机构产生压力时称重传感器获得相应力值信号，并与电磁阀联接传输信号，当力值超过上限公差时通过电磁阀泄压使力值降低，当力值下降到下限公差时，操作者通过液压加力手柄加压，使力值上升，由此保持力值在设定的力值上限和下限范围内。该实用新型所公开的技术与原有技术相比并没有明显的进步，电磁阀的作用并不比原有技术中可调节阀的作用更大，他们的作用都是当试验力达到设定值时打开阀门使多余的液体泄放掉，使试验力不再增加。采用这种技术并不能避免因球压头持续压入试样表面而造成的试验力下降。而且，这种技术不仅不能保持试验力，也不能保证试验力的准确，不符合国家标准gb/t 231.1和gb/t 231.2的规定，同样的，与原有技术相比没有减少测量操作，没有省力，没有省时，没有提高检测效率。特别是，该实用新型需要操作者通过电磁阀和液压加力手柄的协同动作施加试验力，需要操作者具有熟练的操作技能，不但
增加操作难度而且更繁琐，还容易误操作导致结果不准确。
7.授权公告号cn101660988b的发明专利中公开了一种便携式现场布氏硬度计，该发明的液压加力装置采用了千斤顶，将千斤顶固定在升降装置上，随升降装置一起上下移动，位移传感器位于加力装置压杆的上方，用于测量位移，压力传感器位于加力装置顶压杆的下方，用于测量压力。用测量压痕深度换算成布氏硬度值的方法取代原有技术中测量压痕直径计算布氏硬度值。该发明明显存在如下三个问题：第一，该发明不符合国家标准 gb/t 231.1规定的布氏硬度试验原理，也没有任何其他标准作为依据，其测量结果不能与采用标准布氏硬度试验方法的布氏硬度计的结果相比较，其测量结果无参考价值。第二，千斤顶不能提供硬度计所要求的稳定准确的试验力，因此，使用千斤顶根本不能制造出有使用价值的硬度计。第三，该实用新型采用笨重的千斤顶和杠杆系统加力装置替代原有技术中的液压加力装置，不仅达不到需要的试验力精度，而且会大幅度增加硬度计的重量。
8.上述前两项对比文件代表的现有技术，都存在不能提供准确的试验力并保持至规定时间的缺陷，都不符合相应国内外标准的规定，其检测结果与采用标准布氏硬度试验方法的布氏硬度计的结果相比都存在较大误差，此外还存在操作麻烦，费时，费力，检测效率低的缺陷。第三项对比文献公开的技术无任何标准方面的依据，其测量结果不能与采用标准布氏硬度试验方法的布氏硬度计的结果相比较，其测量结果无参考价值。


技术实现要素：

9.本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足与缺陷，对现有技术进行改进和创新，提供一种完全符合标准gb/t 231.1、gb/t 231.2和astm e10规定的电动液压布氏硬度测试头及电动液压便携式布氏硬度计。本发明所要达到的发明目的包括：第一，电动液压布氏硬度测试头用自动加力的电机驱动微型的电动柱塞泵结构代替现有技术中人工加力的手动泵，实现施加稳定准确的试验力并保持规定的时间。
10.第二，应具有按一下测量键即可完成试验力的加载和保持的功能，使测量操作简单化；第三，通过采用可充电电池组为电子系统供电，以实现便携和现场使用。
11.第四，改进后的电动液压布氏硬度测试头与现有技术相比，在增加了控制器、压力传感器、电机、微型的电动柱塞泵、电池组以及插装式阀座、过滤器和电机电器罩之后的体积和重量不应有明显增加，以保证便携式硬度计小型化、轻量化的基本特征。
12.第五，使采用电动液压布氏硬度测试头的电动液压便携式布氏硬度计的试验力精度及测量结果的示值误差和重复性误差符合标准gb/t 231.2和astm e10的规定。
13.第六，使采用电动液压布氏硬度测试头的电动液压便携式布氏硬度计实现操作简单、省时、省力、效率高。
14.本发明电动液压布氏硬度测试头采用的技术方案包括单向阀、调压阀、泄油阀、油缸、球压头和液压集成块，在所述液压集成块上安装有控制器、电池组和电机；所述控制器分别与电机和电池组电连接；在所述液压集成块上设有电动柱塞泵体安装孔和单向阀安装孔，在电动柱塞泵体安装孔中安装有电动柱塞泵，在单向阀安装孔中安装有插装式阀座，在插装式阀座内部安装单向阀，电动柱塞泵的一端与低压腔连通，电动柱塞泵的另一端通过单向阀与高压腔连通，所述电机与电动柱塞泵连接。
15.在所述液压集成块内部还设有第一水平油道、第二水平油道、第三水平油道、第四水平油道、第五水平油道、第六水平油道、第七水平油道、第一垂直油道、第二垂直油道、第三垂直油道、第四垂直油道、第一倾斜油道、第二倾斜油道和第三倾斜油道；其中，在所述电动柱塞泵体安装孔的底部设有出油孔，在所述插装式阀座内部设有l型油道，l型油道的两端分别与出油孔和单向阀连通，所述第一水平油道的一端连通于单向阀，另一端连通于第二水平油道，所述第二水平油道与第三垂直油道连通，第三垂直油道通过第一倾斜油道与高压腔连通，所述低压腔与第七水平油道的一端连通，第七水平油道的另一端与第四水平油道连通，第四水平油道与第五水平油道连通，第五水平油道的另一端与进油腔连通。
16.在所述液压集成块的后部设有后部凸起，在后部凸起的上部左右两侧设有安装凸台，在该安装凸台上安装有电机支架和电机电器罩，在电机支架的上端安装电机；在电机电器罩上安装控制器和电池组，在所述液压集成块的后部凸起的下部设有下部凸起，在该下部凸起的后侧设置所述的单向阀安装孔，在所述液压集成块的后部凸起上设置所述的电动柱塞泵体安装孔。
17.在所述调压阀下端安装有阀球；所述第二垂直油道与泄油孔连通，第二垂直油道的下端连通于第二水平油道并与第一垂直油道平行，所述第二水平油道分别与第三垂直油道和第一水平油道连通，在所述油缸内安装有储油杯，储油杯下部的直径小于油缸圆形凹槽的内径，并向下延伸至油缸的圆形凹槽内，在所述油缸安装孔的内表面、油缸的上端面、圆形凹槽的内表面和储油杯下部的外表面之间形成一个封闭的高压腔，在储油杯内安装有杯形的油囊，在所述油囊的杯形外表面与储油杯的圆形凹槽之间组成一个封闭的低压腔，在储油杯的环形凸台内径处设有第七水平油道。
18.在所述液压集成块上还设有过滤器安装孔，在所述过滤器安装孔中安装有过滤器，所述过滤器包括过滤阀体，过滤阀体上设有径向贯穿的长方形阀芯孔和与阀芯孔垂直相交的过滤孔，，过滤孔两端开口位于第水平油道内，在长方形阀芯孔中安装有片状的滤芯，在所述过滤阀体的下端面设有圆柱形凸起的定位轴，过滤器安装孔的底面有与定位轴相匹配的定位孔，在过滤阀体圆柱体的下部设有平行于中心轴线的排气平面，在排气平面与过滤孔之间形成一个排气缺口。
19.所述调压阀包括调压螺杆、调压弹簧和阶梯形顶杆，调压螺杆与所述调压孔螺纹连接，在调压螺杆的下方安装调压弹簧，在调压弹簧22的下方安装阶梯形顶杆，阶梯形顶杆的一端穿过调压弹簧与调压螺杆的下端凹槽接触，阶梯形顶杆的另一端的上端面与调压弹簧的下端接触，阶梯形顶杆另一端的底面与阀球接触，所述阀球的下球面紧贴于所述第一垂直油道上端的环形边缘，在调压螺杆外螺纹的上端连接有调压螺堵，调压螺杆的上端面高出调压螺堵的上端面，并在调压螺杆的上端面设有一个凸台。
20.所述泄油阀包括泄油螺杆，泄油螺杆的上部为片状扳手，泄油螺杆的下部为圆柱体，在泄油螺杆上套装有泄油螺帽和泄油密封圈，泄油螺杆的底面与泄油顶杆上端的凸球面点接触，泄油顶杆小直径的下端为圆锥体，圆锥体的圆锥面与第二垂直油道上端的环形边缘紧贴，在泄油顶杆与泄油孔之间的空隙形成泄油腔，所述第三水平油道将泄油腔与调压低压腔之间连通，所述第六水平油道的中部与泄油腔连通，在第六水平油道的一端安装有第一堵头，第六水平油道的另一端与第四垂直油道连通，在第四垂直油道的上端安装有第二堵头，第四垂直油道的下端与第二倾斜油道的上端连通，第二倾斜油道的下端与油缸
安装孔内环形的油缸润滑槽连通，所述第三倾斜油道下端与第四垂直油道连通；在储油杯上环形凸台内径还设有水平的回油油道，第三倾斜油道上端与回油油道连通，回油油道的另一端与储油腔连通。
21.一种电动液压便携式布氏硬度计，包括升降支架，所述升降支架包括底座，在底座上固定安装有两根平行的升降螺杆，在升降螺杆上端安装有提手，在升降螺杆上还安装有可垂直移动的框架，在所述框架上设有升降摇柄，在所述框架的左端安装如前所述的电动液压布氏硬度测试头。
22.一种电动液压便携式布氏硬度计，包括链条支架，所述链条支架包括架体，在架体的上端安装有手轮，手轮下端通过手轮螺杆与升降连接板上安装的螺母螺纹连接，在升降连接板两侧分别连接有挂钩，在挂钩上连接有链条，在架体的下端安装有支脚，在所述架体的下部安装如前所述的电动液压布氏硬度测试头。
23.一种电动液压便携式布氏硬度计，包括左连接板和右连接板，左连接板连接有左磁力吸盘，右连接板连接有右磁力吸盘，在左磁力吸盘的左侧安装有左磁力开关手柄，在右磁力吸盘的右侧安装有右磁力开关手柄，所述左磁力吸盘和右磁力吸盘的下表面为磁吸面，二者位于同一平面上，在所述左连接板和右连接板之间安装如前所述的电动液压布氏硬度测试头。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本发明克服了现有技术液压式便携布氏硬度计长期没有解决的在试验方法和试验力保持时间方面不符合国内外相应标准的缺陷。本发明符合相应的国内外标准。现有技术便携式布氏金属硬度测试器发明了近80年，尽管期间进行了多次改进，但是，在原理和结构上都没有发生重大变化，仍然采用手动柱塞泵人工加力，在试验方法和试验力保持时间方面不符合国内外相应标准。本发明克服了现有技术的这个缺陷，用自动加力的电机驱动微型的电动柱塞泵的结构代替现有技术中人工加力的手动柱塞泵,通过控制器控制电机驱动微型的电动柱塞泵持续加力，实现了试验力在保持时间内的稳定精确，符合国内外标准中关于布氏硬度试验原理及试验力的保持时间的规定。
25.2.本发明克服了现有技术采用手动泵加力，试验力不准确，测量精度与采用标准布氏硬度试验方法的布氏硬度计相比存在较大偏差，其硬度测量结果示值误差和重复性误差不能满足国内外标准要求的缺陷，用控制器控制电机驱动微型的电动柱塞泵持续加力，再利用控制器及压力传感器实现试验力的闭环控制，使试验力精度及硬度测量结果的示值误差和重复性误差满足标准gb/t 231.2和astm e10的要求，试验结果准确。
26.3本发明克服了现有技术长期存在的需要多次反复拉动泵柄，使力值表指针3次达到设定值，测量操作繁琐，费时，效率低的缺陷，只需按一下测量键即可完成试验力的加载和保持操作，具有测量操作简单，测量过程快速，效率高，试验结果准确、可靠性高的特点，保证了便携式硬度计小型化、轻量化和现场使用的基本要求。
27.4，本发明与现有技术相比，电动液压布氏硬度测试头实现了机电结合，在体积和重量受限的条件下，对液压集成块进行了突出的实质性改进，改进后的液压集成块体积减小，重量减轻，其体积为108mm
×
69mm
×
87mm,重量为1850g，与现有技术相比，尽管增加了电机、电动柱塞泵、电池组，以及压力传感器、插装式阀座、过滤阀、控制器、电机电器罩等部件，但是同时去掉了现有技术中较重的指示表和指示表提梁，再借助于大容量锂电池技术
和微型电动柱塞泵技术的进步，使本发明的电动液压布氏硬度测试头在体积和重量上都没有增加，经对样品重量的实测结果，电动液压布氏硬度测试头的总重量为4080g，低于现有技术中液压布氏硬度测试头的重量， 保证了便携式硬度计小型化、轻量化的基本要求。
28.5，通过采用可充电的电池组为电子系统供电，保证了本发明的便携性和现场使用。
29.6.由于本发明采用微型的电动柱塞泵加力，不存在现有技术中手动柱塞泵的齿轮和齿条，因此，不存在齿轮和齿条损坏的问题，可靠性高。
附图说明
30.图1是本发明的右视图；图2是图1隐藏电池组、控制器和电机电器罩的结构示意图；图3是图2的后视图；图4是图2的俯视图；图5是图4的a
‑
a剖视放大图；图6是图4的b
‑
b剖视图的顺时针旋转90
°
的放大视图；图7是图4的沿c
‑
c的剖视图的展开平铺放大视图；图8是图2的仰视图；图9是本发明液压集成块的立体图。
31.图10是本发明过滤器的正向仰视轴侧视图；图11是本发明过滤器的后向俯视轴侧视图；图12是本发明调压螺杆的立体示意图；图13是本发明电动液压布氏硬度测试头的液压及电路系统原理图；图14是本发明具体实施方式2的主视图；图15是图14的右视图；图16是本发明具体实施方式3的主视图；图17是图16的右视图；图18是本发明具体实施方式4的主视图；图19是图18的左视图。
32.图中：1.电动液压布氏硬度测试头；2.控制器；3.电池组；4.电机电器罩；5.升降支架；5
‑
1.底座；5
‑
2.升降螺杆；5
‑
3.提手；5
‑
4.框架；5
‑
5.升降摇柄；6.链条支架；6
‑
1.架体；6
‑
2.挂钩；6
‑
3.链条；6
‑
4.手轮；6
‑
5.升降连接板；6
‑
6.支脚；6
‑
7.手轮螺杆；6
‑
8.螺母；7.液压集成块；7
‑
1.泵体安装孔；7
‑
2.出油孔；7
‑
3.调压孔；7
‑
4.泄油孔；7
‑
5.单向阀安装孔；7
‑
6.后部凸起；7
‑
7.安装凸台；7
‑
8.下部凸起；7
‑
9.连接螺钉。
33.8.电动柱塞泵；8
‑
1.泵体；8
‑
2.泵轴；9.进油腔；10.出油腔；11.联轴器；12.电机；12
‑
1.电机轴；
13.电机支架；14.插装式阀座；14
‑
1.l型油道；15.单向阀；16.第一水平油道；17.第二水平油道；18.第一螺堵；19.第一垂直油道；20.调压阀；20
‑
1.调压低压腔；21.调压螺杆；21
‑
1.凸台；22.调压弹簧；23.阶梯形顶杆；24.阀球；25.调压螺堵；26.调压端盖；27.泄油阀；27
‑
1.泄油腔；28.第二垂直油道；29.泄油螺杆；29
‑
1.片状扳手；30.泄油螺帽；31.泄油密封圈；32.泄油顶杆；32
‑
1.圆锥体；33.第三水平油道；34.第三垂直油道；35.压力传感器安装孔；36.压力传感器；37油缸安装孔；38.油缸；39.球压头；40.储油杯；40
‑
1.第七水平油道；40
‑
2.回油油道；41.高压腔；42.第一倾斜油道；43.油囊；44.缸盖；45.低压腔；46.第四水平油道；47.第五水平油道；48.过滤器；49.过滤器安装孔；50.过滤器帽；51.过滤阀体；52.长方形阀芯孔；53.过滤孔；54.滤芯；55.定位轴；56.定位孔；57.排气平面；58.排气缺口；59.第六水平油道；60.第一堵头；61.第四垂直油道；62.第二堵头；63.第二倾斜油道；64.油缸润滑槽；65.第三倾斜油道；66.第一待测工件；67.圆柱型待测工件；68.左磁力开关手柄；69.右磁力开关手柄；70.左磁力吸盘；71.右磁力吸盘；72.左连接板；73.右连接板；74.第三待测工件；75.控制键；76.显示器。
34.具体实施方式1如图1～图13所示，本发明电动液压布氏硬度测试头采用的技术方案包括电动柱塞泵8、油缸38、球压头39和液压集成块7，所述液压集成块7包括前后两个部分，在液压集成块7的后部设有后部凸起7
‑
6，在后部凸起7
‑
6上的上部左右两侧设有安装凸台7
‑
7，在该安装凸台7
‑
7通过连接螺钉7
‑
9安装有电机支架13和电机电器罩4，在电机支架13的上端安装有电机12；所述电机电器罩4分为前后两个部分、在电机电器罩4的前半部分安装有控制器2，在电机电器罩4的后半部分安装有电池组3，在所述液压集成块7的后部凸起7
‑
6的上表面中心位置设有泵体安装孔7
‑
1、在所述液压集成块7的后部凸起7
‑
6的下部设有下部凸起7
‑
8，在该下部凸起7
‑
8的后侧表面中心位置设有单向阀安装孔7
‑
5；在液压集成块7的前部上表面设有调压孔7
‑
3、泄油孔7
‑
4和过滤器安装孔49，；在液压集成块7的前部后侧左下角位置设有压力传感器安装孔35，在液压集成块7的前部上表面设有油缸安装孔37；在所述液压集成块7内部还设有第一水平油道16、第二水平油道17、第三水平油道33、第四水平油道46、第五水平油道47、第六水平油道59、第七水平油道40
‑
1、第一垂直油道19、第二垂直油道28、第三垂直油道34、第四垂直油道61、第一倾斜油道42、第二倾斜油道63和第三倾斜油道65；主要参照图5，在所述泵体安装孔7
‑
1中安装电动柱塞泵8的泵体8
‑
1，电动柱塞泵进油口8
‑
3位于泵体8
‑
1的外壁上，电动柱塞泵出油口8
‑
4位于泵体8
‑
1的底部中心，在泵体安装孔7
‑
1的内壁与电动柱塞泵进油口8
‑
3之间是进油腔9，在泵体安装孔7
‑
1的底部设有出油孔7
‑
2，在出油孔7
‑
2和电动柱塞泵出油口8
‑
4之间是出油腔10，进油腔9和出油腔10相互隔离，所述电机12的电机轴12
‑
1通过联轴器11与电动柱塞泵8的泵轴8
‑
2连接，由此，电机12
的电机轴12
‑
1旋转可通过联轴器11带动电动柱塞泵8的泵轴8
‑
2旋转，进油腔9内的液压油进入电动柱塞泵进油口8
‑
3，液压油经过电动柱塞泵8加压从电动柱塞泵出油口8
‑
4排入到出油腔10；主要参照图5，为了将单向阀准确安装到电动柱塞泵出油孔7
‑
2与第一水平油道16之间，在所述单向阀安装孔7
‑
5中螺纹连接有插装式阀座14，在插装式阀座14的内部安装单向阀15，插装式阀座14内部设有l型油道14
‑
1，l型油道14
‑
1的两端分别与出油孔7
‑
2和单向阀15连通，加压后的液压油从出油孔7
‑
2排出经过l型油道14
‑
1进入单向阀15，电动柱塞泵8工作时，单向阀15开启，液压油经过单向阀15进入第一水平油道16；第一水平油道16的一端连通于单向阀15，另一端垂直连通于第二水平油道17，液压油经过第一水平油道16进入第二水平油道17，当液压油停止流动时，单向阀15关闭，阻止液压油从第一水平油道16反向进入l型油道14
‑
1；主要参照图6，为便于制造，第二水平油道17单侧开口于液压集成块7的侧面，在第二水平油道17的开口端安装有第一螺堵18，以阻止液压油泄漏；主要参照图6和图13，在液压集成块7的调压孔7
‑
3中安装有调压阀20，在调压阀20下端安装有阀球24，阀球24位于第一垂直油道19的上端，所述调压阀20包括调压螺杆21、调压弹簧22和阶梯形顶杆23，调压螺杆21与所述调压孔7
‑
3螺纹连接，在调压螺杆21的下方安装调压弹簧22，在调压弹簧22的下方安装阶梯形顶杆23，阶梯形顶杆23的较细端穿过调压弹簧22与调压螺杆21下端的凹槽接触，阶梯形顶杆23较细端的末端为圆锥头，具有导向作用，阶梯形顶杆23较粗端的上端面与调压弹簧22的下端接触，阶梯形顶杆23较粗端的底面与阀球24接触，阀球24的下球面紧贴于所述第一垂直油道19上端的环形边缘，在调压螺杆21外螺纹的上端连接有调压螺堵25，调压螺杆21的上端面高出调压螺堵25的上端面，并在调压螺杆21的上端面设有一个凸台21
‑
1，所述凸台21
‑
1为三角形，优选为正三角形，并切去三个角，由此要旋转调压螺杆21，需要与凸台21
‑
1外形相匹配的专用工具才能实现，以此防止未被授权的操作者改动试验力设定值；调压螺堵25的上端安装有调压端盖26；调压螺杆21旋转时会在调压孔7
‑
3的内螺纹作用下做竖直运动，调压螺杆21竖直运动后在调压孔7
‑
3中的位置会给调压弹簧22施加一个预设的压力，调压弹簧22通过阶梯形顶杆23以预设的压力压紧阀球24，通过阀球24阻止第一垂直油道19内的液压油进入调压低压腔20
‑
1中，当第一垂直油道19内的液压油压力大于设定的压力时，阀球24会向上升起，第一垂直油道19内的液压油进入调压低压腔20
‑
1，当第一垂直油道19内的液压油压力小于设定的压力时，阀球24会落下，封闭第一垂直油道19，通过调整调压螺杆21在调压孔7
‑
3内的竖直位置可以设定第一垂直油道19内对应的液压油压力，从而实现设定并调整试验力；主要参照图6，在液压集成块7的泄油孔7
‑
4中安装有泄油阀27，所述第二垂直油道28与泄油孔7
‑
4连通并同轴，第二垂直油道28的下端垂直连通于第二水平油道17并与第一垂直油道19平行；所述泄油阀27包括泄油螺杆29，泄油螺杆29的上部为片状扳手29
‑
1，泄油螺杆29的下部为圆柱体，在泄油螺杆29上套装有泄油螺帽30和泄油密封圈31，泄油螺杆29的底面与泄油顶杆32上端的凸球面点接触，泄油顶杆32小直径的下端为圆锥体32
‑
1，圆锥体32
‑
1的圆锥面与第二垂直油道28上端的环形边缘紧贴，在泄油顶杆32与泄油孔7
‑
4之间的空隙形成泄油腔27
‑
1，第三水平油道33将泄油腔27
‑
1与调压低压腔20
‑
1之间连通；扳动片状扳手29
‑
1可以使泄油螺杆29旋转，改变泄油螺杆29在泄油孔7
‑
4的竖直位置，当泄油螺
杆29竖直向下压紧泄油顶杆32时，泄油顶杆32的圆锥体32
‑
1与第二垂直油道28上端的环形边缘紧密接触，阻止第二垂直油道28内的液压油进入泄油腔27
‑
1，当泄油螺杆29竖直向上移动时，第二垂直油道28内的高压液压油会推动泄油顶杆32向上移动，使泄油顶杆32的圆锥体32
‑
1与第二垂直油道28上端的环形边缘形成缝隙，液压油从第二垂直油道28进入泄油腔27
‑
1，泄掉第二垂直油道28中液压油的压力；主要参照图2和图13，所述第二水平油道17分别与第三垂直油道34和第一水平油道16垂直连通，在压力传感器安装孔35中安装有压力传感器36，由此第二水平油道17中的液压油通过第一水平油道16传导至压力传感器36，压力传感器36将液压油压力转换成电信号传输至控制器2；参照图2、图5、图7和图13，所述油缸安装孔37设在液压集成块7的前部并上下贯通，在油缸安装孔37中安装有杯形的外圆直径与油缸安装孔37直径相匹配的油缸38，所述油缸38在油缸孔37内可竖直滑动，油缸38的上部装入油缸安装37内，油缸38的下部伸出至油油缸安装37外，在油缸38的下端嵌入球压头39，在油缸38内安装有储油杯40，储油杯40的上部与油缸安装孔37过盈配合，储油杯40在油缸孔37内的竖直位置是固定的，储油杯40下部的直径小于油缸38圆形凹槽的内径并向下延伸至油缸38的圆形凹槽内，在所述油缸安装孔37的内表面、油缸38的上端面、圆形凹槽的内表面和储油杯40下部的外表面之间形成一个封闭的高压腔41；所述第一倾斜油道42将第三垂直油道34与高压腔41连通，由此第三垂直油道34内的液压油经过第一倾斜油道42进入高压腔41中，高压的液压油可推动油缸38向下移动；在储油杯40内安装有杯形的油囊43，油囊43上部环形凸台的下表面紧贴储油杯40的环形凸台上表面，在油缸安装孔37的上方开口处螺纹连接有缸盖44，缸盖44的下端紧压在油囊43环形凸台上，在所述油囊43的杯形外表面与储油杯40的圆形凹槽之间组成一个封闭的低压腔45，油囊43为弹性橡胶材料制成，低压腔45内的液压油增多会使油囊43的发生压缩变形，因此可增大低压腔45的空间体积，低压腔45内的液压油减少使油囊43的膨胀变形，因此可减小低压腔45的空间体积；参照图4、图5、图6、图10和图11，所述过滤器安装孔49位于所述油缸安装孔37和所述泵体安装孔7
‑
1之间，在过滤器安装孔49中安装有过滤器48，在过滤器安装孔49的上部安装有过滤器帽50，所述过滤器48包括过滤阀体51，过滤阀体51上设有径向贯穿的长方形阀芯孔52和与阀芯孔52垂直相交的过滤孔53，过滤孔53平行于第五水平油道47，过滤孔53两端开口位于第五水平油道47内，在长方形阀芯孔52中安装有片状的滤芯54，由此，液压油通过过滤孔53并穿过片状的滤芯54上的微小孔隙到达第五水平油道47的另一端，而杂质无法通过滤芯54上的微小孔隙，在过滤阀体51的下端面设有圆柱形凸起的定位轴55，过滤器安装孔49的底面有一个直径和位置与定位轴55相匹配的定位孔56，定位轴55位于定位孔56内，过滤器48在过滤器安装孔49内的位置通过定位轴55和定位孔56的配合确定，在过滤阀体51圆柱体的下部设有平行于中心轴线的排气平面57，排气平面57起始于过滤阀体51的下端面，向上延伸至过滤孔53，在排气平面57与过滤孔53之间形成一个排气缺口58，由此，在由上向下安装过滤器48进入过滤器安装孔49的过程中，排气缺口58可以将过滤器48和过滤器安装孔49之间产生的空气压力释放掉；主要参照图5，在储油杯40的环形凸台内径处设有第七水平油道40
‑
1，第七水平油道40
‑
1的一端连通于低压腔45，第七水平油道40
‑
1的另一端与第四水平油道46连通，第五
水平油道47的一端与第四水平油道46连通，第五水平油道47的另一端通过滤孔53和滤芯54与进油腔9连通；参照图4图6和图7，所述第六水平油道59的中部与泄油腔27
‑
1连通，在第六水平油道59的一端安装有第一堵头60，第六水平油道59的另一端与第四垂直油道61连通，在第四垂直油道61的上端安装有第二堵头62，第四垂直油道61的下端与第二倾斜油道63的上端连通，第二倾斜油道63的下端与油缸安装孔37内环形的油缸润滑槽64连通，第三倾斜油道65下端与第四垂直油道61连通；在储油杯40上环形凸台内径还设有水平的回油油道40
‑
2，第三倾斜油道65上端与回油油道40
‑
2连通，回油油道40
‑
2的另一端与储油腔45连通，由此，调压低压腔20
‑
1和泄油腔27
‑
1内的液压油通过第六水平油道59、第四垂直油道61、第三倾斜油道65和回油油道40
‑
2回流进储油腔45内；图13是本发明电动液压布氏硬度测试头的液压及电路系统原理图。
35.如图5和图13所示，电动液压布氏硬度测试头的液压及电路系统包括控制器2，所述控制器2分别与电机12、显示器76、控制键75、压力传感器36和可充电的电池组3电连接，电机12与电动柱塞泵8连接，电动柱塞泵8的一端通过过滤器48与低压腔45连接；电动柱塞泵8的另一端通过单向阀15与高压腔41连接，在高压腔41与低压腔45之间并联连接调压阀20和泄油阀27；电路系统的工作原理是：电池组3通过控制器2为全部电路系统供电，由控制器2控制电机12工作，控制器2与压力传感器36连接，压力传感器36将测出的液压油压力值信号传送给控制器2，控制器2控制电动柱塞泵8的转速，实现对油缸38上部高压腔41中液压油压力的控制，使球压头39按照国家标准gb/t231.1规定的试验程序和技术参数，在待测工件上完成加载试验力和保持试验力的试验过程，压出准确的布氏硬度压痕。所述显示器76可以是数字显示器，也可以是发光管，用于指示电动液压布氏硬度测试头的工作状态、电池组状态信息。控制键75包括电源键和测量键，操作者可以通过控制键75控制打开或关闭电源，开始或结束测量以及执行参数设置等功能；液压系统的工作原理是：在控制器2的控制下，电机12驱动电动柱塞泵8工作，电动柱塞泵8从进油腔9吸入经过滤器48过滤的液压油，经加压后排入出油腔10，液压油再经过单向阀15进入油缸38上方的高压腔41，随着油压的升高，球压头39逐渐压入待测工件的表面，当油压达到调压阀20预先设定的压力值时，调压阀20的阀球24升起，部分液压油排入调压低压腔20
‑
1，此时，控制器2控制电动柱塞泵8的转速，使液压油压力一直保持在阀球24刚刚打开时的数值，再经过规定的试验力保持时间，控制器2控制电动柱塞泵8停止工作，显示器76给出测量结束信号，此时，操作者打开泄油阀27，油缸38中液压油的压力泄放，操作者再升高电动液压布氏硬度测试头，取出待测工件，用光学仪器测量压痕直径，查表或直接显示布氏硬度值，一次测量结束。
36.具体实施方式2如图14和图15所示，本发明电动液压便携式布氏硬度计采用的技术方案包括升降支架5，所述升降支架5包括底座5
‑
1，在底座5
‑
1上固定安装有两根平行的升降螺杆5
‑
2，在升降螺杆5
‑
2上端安装有提手5
‑
3，在升降螺杆5
‑
2上还安装有可垂直移动的框架5
‑
4，在框架5
‑
4的左端安装如具体实施方式1所述的电动液压布氏硬度测试头1，在框架5
‑
4上设有升降摇柄5
‑
5，通过摇动升降摇柄5
‑
5，可以使框架5
‑
4在两根平行的升降螺杆5
‑
2上垂直移动以适应测量不同尺寸的第一待测工件66，如此，构成一种通用型便携式电动液压布氏硬度计。
37.具体实施方式2在进行测试时，先在底座5
‑
1上安放第一待测工件66， 通过摇动升降摇柄5
‑
5使框架5
‑
4带动电动液压布氏硬度测试头1沿升降螺杆5
‑
2垂直移动，将第一待测工件66夹紧，转动泄油螺杆29的片状扳手29
‑
1，关闭泄压阀27，按动控制键75中的测量键，仪器开始工作，控制器2启动电机12带动电动柱塞泵8运行，电动柱塞泵8运行时会从进油腔9内吸入液压油，加压后排入出油腔10，液压油经过单向阀15进入第二水平油道17，再通过第三垂直油道34和第一倾斜油道42进入高压腔41，随着电动柱塞泵8的连续工作，高压腔41中的液压油压力不断升高并推动油缸38向下移动，球压头39逐渐压入第一待测工件66，加压过程中，压力传感器36测出液压油的压力信号传送给控制器2，当液压油压力达到设定值时，调压阀20中的阀球24升起，液压油开始流入调压低压腔20
‑
1，由于控制器2对电动柱塞泵8转速的连续控制，使阀球24一直处于刚刚升起的状态，试验力保持设定值不变，同时，当压力传感器36测出的压力值达到设定值时，控制器2开始计时，当计时时间达到规定的15s时，控制器2控制电机12和电动柱塞泵8停止工作；此时，操作者扳动泄油螺杆29的片状扳手29
‑
1 ，打开泄压阀27，高压腔41中的液压油流入泄油腔27
‑
1，如前述，调压低压腔20
‑
1和泄油腔27
‑
1中的液压油会经油道回流至储油腔45，球压头39上的试验力泄掉，然后，操作者摇动升降摇柄5
‑
5，升高电动液压布氏硬度测试头1，将第一待测工件66取出，在第一待测工件66上会留下一个布氏压痕，使用光学仪器测量压痕直径，在光学仪器上直接显示或查表得到布氏硬度值。一次测量结束。
38.具体实施方式3如图16和图17所示，本发明电动液压便携式布氏硬度计采用的技术方案包括链条支架6，所述链条支架6包括架体6
‑
1，在架体6
‑
1的上端安装有手轮6
‑
4，手轮6
‑
4下端通过手轮螺杆6
‑
7与升降连接板6
‑
5上安装的螺母6
‑
8螺纹连接，在升降连接板6
‑
5两侧分别连接有挂钩6
‑
2，在架体6
‑
1的下端安装有支脚6
‑
6，在架体6
‑
1的下部安装如具体实施方式1所述的电动液压布氏硬度测试头1，在挂钩6
‑
2上连接有链条6
‑
3，如此，构成一种专门用于测量钢管、钢棒等圆柱形工件的链式便携式电动液压布氏硬度计。
39.具体实施方式3在进行测试时，操作者将链条6
‑
3绕过圆柱形待测工件67，挂在两个挂钩6
‑
2上，调整支脚6
‑
6的位置，使球压头39垂直于圆柱形待测工件67的测试表面，逆时针旋转手轮6
‑
4，手轮6
‑
4带动手轮螺杆6
‑
7在升降连接板6
‑
5上安装的螺母6
‑
8中向上移动，从而带动挂钩6
‑
2向上移动，拉紧链条6
‑
3，使球压头39压紧在圆柱形待测工件67表面，转动所述泄油螺杆29的片状扳手29
‑
1，关闭泄油阀27，按动控制键75中的测量键，仪器开始工作，控制器2启动电机12带动电动柱塞泵8运行，电动柱塞泵8运行时会从进油腔9内吸入液压油，加压后排入出油腔10中，液压油经过单向阀15进入第二水平油道17，再通过第三垂直油道34和第一倾斜油道42进入高压腔41，随着电动柱塞泵8的连续工作，高压腔41中的液压油压力不断升高并推动油缸38向下移动，球压头39逐渐压入圆柱形待测工件67，加压过程中，压力传感器36测出液压油的压力信号传送给控制器2，当液压油压力达到设定值时，调压阀20中的阀球24升起，液压油开始流入调压低压腔20
‑
1，由于控制器2对电动柱塞泵8转速的连续控制，使阀球24一直处于刚刚升起的状态，试验力保持设定值不变，同时，当压力传感器36测出的压力值达到设定值时，控制器2开始计时，当计时时间达到规定的15s时，控制器2控制电机12和电动柱塞泵8停止工作，指示器给出测量结束信号；此时，操作者扳动泄油螺杆29的片状扳手29
‑
1 ，打开泄压阀27，高压腔41中的液压油流入泄油腔27
‑
1，如前述，
调压低压腔20
‑
1和泄油腔27
‑
1中的液压油会经油道回流至储油腔45，球压头39上的试验力泄掉，然后，顺时针转动手轮6
‑
4，使挂钩6
‑
2向下移动，链条6
‑
3松弛，取下链条6
‑
3，移走链条支架6，在圆柱形待测工件67上会留下一个布氏压痕，使用光学仪器测量压痕直径，在光学仪器上直接显示或查表得到布氏硬度值。
40.具体实施方式4如图18和图19所示，本发明电动液压便携式布氏硬度计采用的技术方案包括左连接板72和右连接板73，左连接板72连接有左磁力吸盘70，右连接板73连接有右磁力吸盘71，在左磁力吸盘70的左侧安装有左磁力开关手柄68，在右磁力吸盘71的右侧安装有右磁力开关手柄69，所述左磁力吸盘70和右磁力吸盘71的下表面为磁吸面，二者位于同一平面上，在所述左连接板72和右连接板73之间安装如具体实施方式1所述的电动液压布氏硬度测试头1，由此构成一种磁力便携式电动液压布氏硬度计。
41.具体实施方式4在进行测试时，同时转动左磁力开关手柄68和右磁力开关手柄69到“开”的位置，左磁力吸盘70和右磁力吸盘71通过磁吸力牢固地吸附在第三待测工件74上，转动所述泄油螺杆29的片状扳手29
‑
1，关闭泄油阀27，按动控制键75中的测量键，仪器开始工作，控制器2启动电机12带动电动柱塞泵8运行，电动柱塞泵8运行时会从进油腔9内吸入液压油，加压后排入出油腔10中，液压油经过单向阀15进入第二水平油道17，再通过第三垂直油道34和第一倾斜油道42进入高压腔41，随着电动柱塞泵8的连续工作，高压腔41中的液压油压力不断升高并推动油缸38向下移动，球压头39逐渐压入第三待测工件74，加压过程中，压力传感器36测出液压油的压力信号传送给控制器2，当液压油压力达到设定值时，调压阀20中的阀球24升起，液压油开始流入调压低压腔20
‑
1，由于控制器2对电动柱塞泵8转速的连续控制，使阀球24一直处于刚刚升起的状态，试验力保持设定值不变，同时，当压力传感器36测出的压力值达到设定值时，控制器2开始计时，当计时时间达到规定的15s时，控制器2控制电机12和电动柱塞泵8停止工作，指示器给出测量结束信号；此时，操作者扳动泄油螺杆29的片状扳手29
‑
1 ，打开泄压阀27，高压腔41中的液压油流入泄油腔27
‑
1，如前述，调压低压腔20
‑
1和泄油腔27
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1中的液压油会经油道回流至储油腔45，球压头39上的试验力泄掉；此时，操作者使用撬杆撬动油缸38，将油缸38推高到测量初始位置，同时反向转动左磁力开关手柄68和右磁力开关手柄69到“关”的位置，左磁力吸盘70和右磁力吸盘71从第三待测工件74上脱开，移开硬度计，在第三待测工件74上会留下一个布氏压痕，使用光学仪器测量压痕直径，在光学仪器上直接显示或查表得到布氏硬度值。