[發明專利]一種帶切向加速度的小載荷沖擊磨損試驗臺

有效

• 申請號: 201710640025.1
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107271307B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 張明宇;王靜;王珊珊
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務所(普通合伙) 11947
• 代理人: 蔡浩

本發明屬于磨損試驗臺設備技術領域，涉及一種帶切向加速度的小載荷沖擊磨損試驗臺；主體結構包括試驗臺桌面、電機支架、小球電機、小球聯軸器、小球連桿、壓電加速度傳感器、軸承座箱體、軸承座蓋子、調心滾子軸承、試驗臺主軸、螺紋壓板、硬墊圈、橡膠墊圈、沖擊轉盤、沖擊小球、主動盤支架、小球支架、加載底板、加載支架、加載套筒、凸緣聯軸器、減速器、加載螺桿、雙柄手輪、軸承座連桿、拉壓傳感器、激振器連桿、激振器、壓力傳感器、角接觸球軸承、試驗臺支架、曲面輪、帶孔凸起、螺桿口、主軸電機、軸肩和試驗臺底板；本發明與現有技術相比其精度高，結構合理，試驗精度高，測量準確，使用壽命長，應用環境友好。

技術領域：

本發明屬于磨損試驗臺設備技術領域，涉及一種小載荷沖擊磨損試驗臺，具體涉及一種帶切向加速度的小載荷沖擊磨損試驗臺，通過多種連桿、電機和軸承實現帶切向加速度的小載荷沖擊磨損試驗的進行。

背景技術：

磨損試驗是測定材料抵抗磨損能力的一種材料試驗，通過這種試驗可以比較材料的耐磨性優劣，而且磨損試驗比常規的材料試驗要復雜，因此對磨損試驗的裝置要求很高；普通的磨損試驗臺工作不夠穩定，測量結果不夠準確，而且受外界因素影響較大。因此，尋求設計一種帶切向加速度的小載荷沖擊磨損試驗臺具有良好的經濟效益和社會效益。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計一種帶切向加速度的小載荷沖擊磨損試驗臺，通過該試驗臺與信號發生器和計算機數據采集處理系統配合完成磨損試驗。

為了實現上述目的，本發明涉及的帶切向加速度的小載荷沖擊磨損試驗臺主體結構包括試驗臺桌面、電機支架、小球電機、小球聯軸器、小球連桿、壓電加速度傳感器、軸承座箱體、軸承座蓋子、調心滾子軸承、試驗臺主軸、螺紋壓板、硬墊圈、橡膠墊圈、沖擊轉盤、沖擊小球、主動盤支架、小球支架、加載底板、加載支架、加載套筒、凸緣聯軸器、減速器、加載螺桿、雙柄手輪、軸承座連桿、拉壓傳感器、激振器連桿、激振器、壓力傳感器、角接觸球軸承、試驗臺支架、曲面輪、帶孔凸起、螺桿口、主軸電機、軸肩和試驗臺底板；試驗臺桌面和試驗臺底板通過實驗臺支架連接形成試驗臺框架結構；電機支架為直角板狀結構，其下部與試驗臺桌面上設置的滑動凹槽相對滑動式連接，其上部豎直方向的直角板與伺服電機螺紋固定連接，以便固定并水平移動小球電機；小球電機一端穿出電機支架通過小球聯軸器與小球連桿轉動式連接，以便帶動小球連桿轉動；小球連桿為一端粗一端細的酒瓶狀結構，小球連桿的粗端與小球聯軸器連接，細端與沖擊小球固定連接，以便帶動沖擊小球轉動；小球連桿的中部嵌套設置在調心滾子軸承中，軸承放置在盒裝結構的軸承座箱體中，軸承座箱體左側面開有小球連桿穿過的圓孔，軸承座箱體的右側開口以便放入調心滾子軸承后與軸承座蓋子固定連接，軸承座箱體上下兩端分別與壓電加速度傳感器和軸承座連桿通過螺紋桿固定連接，軸承座連桿下端與拉壓傳感器上端螺釘連接，拉壓傳感器下端與激振器連桿上端螺釘連接，激振器連桿下端與激振器傳動式連接，激振器通過外部配合設置的信號發生器和功率放大器傳入的信號產生振動通過激振器連桿、軸承座連桿和軸承座箱體傳至調心滾子軸承和小球連桿上，進而傳遞給沖擊小球進行上下振動，拉壓傳感器檢測并輸出激振器輸出的載荷大小，壓電加速度傳感器檢測并輸出振動的加速度大小；小球支架放置在沖擊小球的底部，通過平行設置在小球支架上部的兩對曲面輪與沖擊小球點接觸，每個曲面輪在沖擊小球自轉帶動下向同一方向旋轉；小球支架固定設置在長方形板狀結構的加載底板的中間凹槽中，加載底板前端開孔與固定設置在試驗臺桌面上的加載支架經銷軸連接，加載底板的后端自然搭在壓力傳感器上，加載支架的底部與試驗臺桌面螺釘固定連接，上部設置有兩個帶孔凸起，兩個帶孔凸起的相對距離與加載底板左右寬度相同，帶孔凸起通過銷軸與加載底板的前端連接；圓柱形結構的加載套筒設置在試驗臺桌面的下方，加載套筒的頂部嵌入試驗臺桌面中并與其固定，加載套筒的內側設置有內螺紋，圓柱形結構加載螺桿外表面設置有外螺紋，加載螺桿嵌入加載套筒中通過螺紋旋轉連接，加載螺桿的頂端固定設置有壓力傳感器，加載螺桿的底部與雙柄手輪鍵連接，試驗臺桌面在加載套筒的上方開有螺桿口，螺桿口的直徑與加載螺桿的直徑相同，以便加載螺桿旋出和旋進；轉動雙柄手輪帶動加載螺桿旋出螺桿口，通過壓力傳感器將加載力傳遞給加載底板，進而將加載力傳遞至小球支架和沖擊小球上，以便完成試驗中的沖擊小球的加載，壓力傳感器測得并輸出初始加載力；圓柱托盤狀的主動盤支架中間開孔，其下部通過螺紋連接固定在試驗臺桌面上，其上部通過過盈配合與角接觸球軸承連接，試驗臺主軸嵌套于角接觸球軸承中，試驗臺主軸的底端與凸緣聯軸器螺紋連接，凸緣聯軸器通過減速器與主軸電機連接，主軸電機通過減速器輸出轉向力通過凸緣聯軸器帶動試驗臺主軸轉動；試驗臺主軸的上半部凸出設置有圓環狀軸肩，以便托舉沖擊轉盤，圓盤狀結構的沖擊轉盤放置在軸肩上，沖擊轉盤的下沿能與沖擊小球接觸進行試驗，沖擊轉盤上下兩側分別固定設置了兩個圓環狀結構的橡膠墊圈以增大摩擦力緊固沖擊轉盤，橡膠墊圈的上側設置有圓環狀結構的硬墊圈，以便將螺紋壓板的力均勻傳遞到橡膠墊圈上，試驗臺主軸的上端設置有圓環狀結構的螺紋壓板，螺紋壓板中間設置有螺紋，與試驗臺主軸上端的螺紋配合連接，螺紋壓板通過螺紋旋進試驗臺主軸的上端并向下壓緊硬墊圈，然后通過螺釘緊固在沖擊轉盤上，進而將沖擊轉盤固定在試驗臺主軸上，試驗臺主軸轉動時，螺紋壓板通過螺紋與試驗臺主軸實現自鎖，以便防止試驗過程中發生松動。