[發明專利]一種新型橡膠磨耗試驗機

有效

• 申請號: 201710824780.5
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107505187B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 何燕;李少龍;潘瑋;王敏;王巖;成濤;劉瑤
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/56
• 代理公司: 37241 青島中天匯智知識產權代理有限公司
• 代理人: 郝團代

1.一種橡膠磨耗試驗機，其特征是：采用立式結構，主要部分包括機座、機箱、傳熱轉轂、砂帶與帶輪、摩擦砧、機軸系統與機臺系統、溫度控制部分及相應配套設備，配套設備包括老化測試系統、機箱內部干燥裝置、制動系統、控制面板、振打裝置、減震裝置、電路及溫控總成；其中，傳熱轉轂包括內表面有鋸齒狀凸起的膠輪試樣(2)、固定端膠輪試樣夾持片(4)、活動端膠輪試樣夾持片(22)、外表面有鋸齒狀凸起且與膠輪試樣相配合的固定墊(3)、活動端傳熱轉轂夾持裝置固定把手(27)、固定端傳熱轉轂夾持裝置固定把手(8)、活動端傳熱轉轂部位軸承(24)、固定端傳熱轉轂部位軸承(6)、限位桿(25)和帶小腔室支管(26)，傳熱轉轂以膠輪試樣為中心兩側分別為固定端和活動端，傳熱轉轂中心以膠輪試樣(2)和固定墊(3)為中心兩側對稱，由中心向外依次為固定端膠輪試樣夾持片(4)、活動端膠輪試樣夾持片(22)、固定端把手固定管(35)、活動端把手固定管(36)、固定端傳熱轉轂固定架(5)、活動端傳熱轉轂固定架(23)和固定端傳熱轉轂夾持裝置固定把手(8)、活動端傳熱轉轂夾持裝置固定把手(27)，固定端傳熱轉轂夾持裝置固定把手(8)一部分穿過固定端傳熱轉轂固定架(5)后和固定端把手固定管(35)相配合，固定端把手固定管(35)再與固定端膠輪試樣夾持片(4)相連接，固定端膠輪試樣夾持片(4)與固定端傳熱轉轂固定架(5)之間有固定端傳熱轉轂部位軸承(6)相配合；活動端傳熱轉轂夾持裝置固定把手(27)在活動端傳熱轉轂固定架(23)內側部分固定有限位桿(25)與活動端傳熱轉轂固定架(23)上軸孔配合，活動端傳熱轉轂夾持裝置固定把手(27)與活動端把手固定管(36)相配合，活動端把手固定管(36)外部有螺紋與活動端膠輪試樣夾持片(22)相配合，之后再通過活動端傳熱轉轂部位軸承(24)與活動端傳熱轉轂固定架(23)相配合；活動端傳熱轉轂固定架(23)內開有與帶氣道的活動端傳熱轉轂夾持裝置固定把手(27)上的限位桿(25)相配合的傳熱轉轂定位孔(81)，定位孔(81)一側開有作為限位桿(25)運動軌道的圓弧狀凹槽(82)，凹槽(82)從定位孔到圓弧末尾，凹槽的深度不斷減小，直到圓弧終點，凹槽(82)消失；活動端傳熱轉轂固定架(23)內的氣道為帶小腔室支管(26)，小腔室將活動端傳熱轉轂夾持裝置固定把手(27)的氣孔包在腔內，使活動端傳熱轉轂夾持裝置固定把手(27)內部氣道與小腔室連通，同時在抽拉活動端傳熱轉轂固定把手(27)時，活動端傳熱轉轂固定把手(27)上的氣孔始終位于小腔室內；摩擦砧(52)為一滾輪(45)通過滾輪軸(47)與U型滾輪固定架(58)連接，U型滾輪固定架(58)與滾輪固定殼(46)之間固定有滾輪摩擦砧壓力傳感器(50)，滾輪固定殼(46)與滾輪軸(47)經由滑軌(49)相連，使滾輪固定殼(46)內滾輪(45)和U型滾輪固定架(48)可小范圍滑動，使摩擦砧壓力傳感器(50)能夠測量到滾輪(45)上受到的壓力；摩擦砧與砂帶(56)的接觸的接觸面為一純平面，摩擦砧(52)摩擦面鍍有起到減小摩擦系數和增加強度功能的鍍層(42)，正對膠輪試樣的鍍層(42)下整合有薄片壓力傳感器(44)；機軸系統包括機軸步進電機(60)、磨耗機最頂部蓋板(61)、機軸蝸桿(62)、機軸蝸輪(63)、機軸固定框架(64)、圓錐滾子軸承(67)、軸套(68)、套管(69)和內軸(70)，機軸內軸(70)與外部套管(69)通過圓錐滾子軸承(67)相配合，通過機軸步進電機(60)經由機軸蝸輪(63)和機軸蝸桿(62)將扭矩輸出給內軸(70)，內軸帶動所連接的齒輪箱(71)繞機軸中心線旋轉；機臺系統包括絲桿(65)、機臺(66)和齒輪箱(71)，齒輪箱(71)通過絲桿(65)與機臺(66)連接，機臺上設置有四個絲桿螺母與齒輪箱(71)通出的絲桿(65)相配合；負載通過機臺系統將固定于機臺(66)上的傳熱轉轂推向砂帶(56)方向，使膠輪試樣(2)、砂帶(56)和摩擦砧(52)三者之間產生擠壓；齒輪箱內部包括四個絲桿蝸輪(72)、兩個齒輪箱蝸桿(73)、機臺步進電機(74)、一個齒輪箱箱壁軸承座(75)、機臺步進電機輸出軸(76)，齒輪箱(71)內部設置有機臺步進電機輸出軸(76)和四根絲桿(65)，機臺步進電機輸出軸(76)和四根絲桿上根據需要設置有絲桿渦輪(72)和齒輪箱蝸桿(73)并由齒輪箱外側機臺步進電機(74)與機臺步進電機輸出軸(76)相連，將機臺步進電機(74)的扭矩經過齒輪箱內部結構通過四根絲桿(65)輸出到齒輪箱外；機臺步進電機輸出軸(76)上設置有兩個齒輪箱蝸桿(73)，兩齒輪箱蝸桿(73)分別與兩個絲桿渦輪(72)相配合，四個絲桿渦輪(72)固定于四根絲桿(65)上，四根絲桿與機軸與齒輪箱(71)連接壁板相垂直；通過齒輪箱將機臺步進電機扭矩均分到四根絲桿上；溫度控制部分分為兩個循環，內循環和外循環，內外循環共用一個加熱制冷模塊，加熱制冷模塊中的加熱主體為電熱絲，加熱制冷模塊中的制冷主體為壓縮機與蒸發器，電熱絲與蒸發器分別安置于兩個空腔內，并且兩空腔內部安置有溫度傳感器，兩循環分別具有獨立的進出氣支管、進出氣閥門和鼓風系統，加熱制冷模塊的內循環制熱進氣支管(31)和內循環制冷進氣支管(33)相匯合成為內循環進氣管(30)；內循環導氣管與傳熱轉轂內部空腔相連通，形成一個循環通路，通過改變由溫控總成經內循環氣道通向傳熱轉轂內部空腔的氣流溫度來由內部改變膠輪試樣(2)的表面溫度；內循環控溫邏輯是：實驗開始時，輸入實驗所需溫度，加熱制冷模塊電熱絲與蒸發器開始工作，加熱制冷模塊經由制熱腔(17)內部溫度傳感器傳輸制熱腔(17)內部的溫度給溫控總成微處理器，處理器處理信號決定電熱絲電流大小，使制熱腔(17)保持在一個高于設定溫度的溫度并保持恒定；加熱制冷模塊使制冷腔(18)內蒸發器持續工作，使制冷腔內溫度保持在蒸發器制造的最低溫度；當膠輪表面溫度低于所設定溫度時，制熱腔鼓風裝置(19)、內循環制熱進氣支管閥門(16)和內循環制熱出氣支管閥門(86)開啟，內循環制冷出氣支管閥門(88)和內循環制冷進氣支管閥門(84)關閉，熱氣流經導氣管進入傳熱轉轂內部并在傳熱轉轂和制熱腔(17)之間循環，加熱膠輪試樣(2)；當膠輪試樣(2)表面溫度超過設定溫度一定溫度時，機箱內膠輪試樣(2)溫度傳感器傳信號給微處理器，微處理器下達指令使制熱腔鼓風裝置(19)停止工作，使加熱腔(17)和傳熱轉轂空腔內熱氣流循環停止循環，使膠輪試樣(2)自然冷卻，當溫度低于設定溫度一定溫度時，機箱內膠輪試樣(2)溫度傳感器傳信號給微處理器，微處理器下達指令使制熱腔鼓風裝置(19)開始工作，使制熱腔(17)和傳熱轉轂空腔內熱氣流循環開始循環，使膠輪試樣(2)升溫；兩個過程循環進行，使膠輪試樣(2)表面溫度穩定在設定溫度附近的溫度區間；外循環控溫邏輯與內循環控溫邏輯相似，內循環所設定的膠輪試樣(2)表面的溫度在外循環控溫邏輯中改為實驗所需膠輪試樣所需的外部環境試驗溫度；相應的配套設備是在機箱內固定老化裝置紫外線燈(1)，保證讓紫外線良好照射到膠輪試樣(2)外表面；在溫控總成外循環氣流流入機箱的輸氣管處整合臭氧發生裝置(9)，隨著外循環的氣流循環，臭氧彌漫在機箱內；在砂帶輪背板上固定砂帶振打器(53)，振打擊錘以180到220次每分鐘的頻率擊打砂帶(56)背面；制動裝置采用電磁制動器或液壓制動器。