[發(fā)明專利]一種復(fù)合材料磨樣裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410347597.7
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN104128872A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃劍鋒;張航偉;陳嬋娟;曹麗云
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: B24B31/02
• 分類號: B24B31/02;B24B31/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種材料加工裝置，具體涉及一種復(fù)合材料磨樣裝置。

背景技術(shù)

碳/碳復(fù)合材料也稱為碳纖維增強碳復(fù)合材料，是由碳纖維(或石墨纖維)為增強體，以碳(或石墨)為基體的復(fù)合材料。碳/碳復(fù)合材料具有高強度和剛度、高比強度和比模量、耐高溫、耐燒蝕、耐熱沖擊等優(yōu)點。碳/碳復(fù)合材料在航空航天及軍事領(lǐng)域、汽車工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域、電子工業(yè)及熱結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域等都有廣泛的應(yīng)用。盡管碳/碳復(fù)合材料的綜合性能十分優(yōu)異，但是在高溫有氧環(huán)境下抗氧化性能卻較差，碳/碳復(fù)合材料的抗氧化性能已成為該領(lǐng)域研究的熱點問題之一。

在實驗室為了研究碳/碳復(fù)合材料的抗氧化性，需要將碳/碳復(fù)合材料的成品，切制成邊長大于一厘米的立方塊，接著手持該立方塊，在磨盤上，用細砂紙磨成邊長為一厘米的類球形。磨制后的試樣，要求盡量圓滑，沒有棱角，以保證后續(xù)抗氧化實驗的效果。在制樣過程中，由于試樣尺寸較小，且碳/碳復(fù)合材料本身具有耐磨性，所以實驗人員在手持試樣磨制的過程中費時費力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種磨制效率高，操作方便，能夠批量自動進行打磨的復(fù)合材料磨樣裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：包括第一支撐桿和第二支撐桿，第一支撐桿和第二支撐桿的頂端通過轉(zhuǎn)動軸連接，轉(zhuǎn)動軸上懸掛連接有磨料筒，磨料筒的上部開設(shè)有能夠放入物料的窺視孔，磨料筒的下部兩側(cè)分別設(shè)置有第一撞桿和第二撞桿；所述的第一撞桿和第二撞桿的下方分別對應(yīng)設(shè)置有與撞桿相配合，用于帶動磨料筒轉(zhuǎn)動的第一撥動器和第二撥動器；所述的第一撥動器和第二撥動器與單片機控制系統(tǒng)連接；通過窺視孔將若干個切制后的復(fù)合材料初樣放置于磨料筒內(nèi)，第一撥動器和第二撥動器在轉(zhuǎn)動過程中，碰觸磨料筒下方的第一撞桿和第二撞桿，進而帶動磨料筒做往復(fù)式間歇轉(zhuǎn)動，使得裝在磨料筒內(nèi)部的復(fù)合材料初樣彼此摩擦，實現(xiàn)試樣的磨制。

所述的第一支撐桿和第二支撐桿的頂端均設(shè)置有軸承座，軸承座的內(nèi)部安裝有用于支承轉(zhuǎn)動軸兩端的軸承。

所述的轉(zhuǎn)動軸與磨料筒之間采用鍵聯(lián)接。

所述的磨料筒為球型。

所述的第一撥動器和第二撥動器采用電磁撥動器；

所述的電磁撥動器包括通過導(dǎo)線連接直流電源，電子開關(guān)和電樞繞組形成的直流回路；電樞繞組置于成對的磁極之間，且電樞繞組的中心轉(zhuǎn)軸位置通過繞組轉(zhuǎn)動軸在電樞繞組外側(cè)安裝有能夠跟隨電樞繞組轉(zhuǎn)動的撥動桿。

所述的直流回路上還連接有用于調(diào)節(jié)通過電樞繞組電流大小的可變電阻器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將若干個切制后的復(fù)合材料初樣通過窺視孔放置于磨料筒內(nèi)，撥動器在轉(zhuǎn)動過程中，碰觸磨料筒下方的撞桿，進而帶動磨料筒做往復(fù)式間歇轉(zhuǎn)動，使得裝在磨料筒內(nèi)部的復(fù)合材料初樣彼此摩擦，實現(xiàn)試樣的磨制。與傳統(tǒng)采用手工磨制初樣的方式相比，本發(fā)明能夠同時批量磨制多個初樣，并且撥動器與單片機控制系統(tǒng)相連，在試磨制的過程中確定兩個撥動器的撥動間隔時間，利用單片機控制系統(tǒng)，能夠?qū)δブ七^程進行自動控制，極大的簡便了操作，減少了實驗人員的工作量。

進一步的，本發(fā)明的撥動器采用電磁撥動器，結(jié)合電磁感應(yīng)原理，直流電源提供的電能通過磁極之間的電樞繞組轉(zhuǎn)化為機械能，電樞繞組在電磁力的作用下旋轉(zhuǎn)時，通過繞組轉(zhuǎn)動軸帶動外部的撥動桿產(chǎn)生等角度的轉(zhuǎn)動。由于直流電為單方向的恒流電，因此使得電樞繞組上流過的電流大小方向也保持恒定，故而電樞繞組所受的電磁力方向也保持恒定。當(dāng)電樞繞組旋轉(zhuǎn)至水平位置時，電磁力產(chǎn)生的力矩為零，但是由于慣性的作用，會使電樞繞組繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一定角度，之后才開始向相反的方向轉(zhuǎn)動，當(dāng)電樞繞組回復(fù)至水平位置時，電磁力產(chǎn)生的力矩再次為零，由于慣性的作用繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一定角度，之后又開始向相反的方向轉(zhuǎn)動，如此循環(huán)，繼而帶動撥動桿產(chǎn)生小于180度的撥動。本發(fā)明的電磁撥動器通過將機電系統(tǒng)中的執(zhí)行元件與傳動機構(gòu)進行集成，能夠直接將電能轉(zhuǎn)換為間歇式轉(zhuǎn)動量，簡化了裝置整體的結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的可靠性。

進一步的，本發(fā)明電磁撥動器的直流回路上還連接有用于調(diào)節(jié)通過電樞繞組電流大小的可變電阻器，通過調(diào)節(jié)可變電阻器的阻值，即能夠改變電磁力矩的大小，從而控制電樞繞組回轉(zhuǎn)的角度。

附圖說明

圖1本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明電磁撥動器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明電磁撥動器工作過程的電磁原理狀態(tài)圖；

圖4本發(fā)明電磁撥動器電磁力矩的變化規(guī)律圖；