CN102830031A - 砂轮切割片性能测试机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了机械领域的一种砂轮切割片性能测试机，包括用于带动被测试砂轮切割片转动的角磨机、驱动角磨机进给的运动传动机构、用于感应角磨机受力的扭力测量机构，所述角磨机通过力矩传动轴与扭力测量机构连接，扭力测量机构连接在运动传动机构的输出轴上；所述角磨机、运动传动机构和扭力测量机构分别与微电脑电控器连接。本发明可以减轻试验者的劳动强度，保证试验过程中操作者的安全，保证试验结果的真实性和公正性。

Description

砂轮切割片性能测试机

技术领域

本发明涉及一种测试产品机械性能的装置，具体的说是一种用于测试砂轮切割片性能的装置。

背景技术

现代工业生产中，在机械制造、汽车、船舶等众多行业中，为达到使用要求，均需要对一些坚硬的材料进行切割，砂轮切割片主要用于切割硬物，例如切割金属、合金等，砂轮切割片的性能指标主要通过它的锋利度和耐磨性来体现。砂轮切割片的锋利度和耐磨性则需要通过测试砂轮切割片的切割过程中所受的扭力和切削比来反应。切削比指的是切削过程中被切割金属消耗的体积与砂轮切割片消耗的体积的比值。切削比越大，切割过程中所受的扭力越小，说明砂轮切割片的性能越好。

目前砂轮切割片的生产厂商主要采用人工方法测试，测试时通过人的感觉和切割次数的能力来实现对砂轮切割片的性能检测。因人工测试方式存在许多误差，测试人员劳动强度大、工作环境恶劣，而测试数据也会因测试人员的不同和熟练程度的不同有很大差异，甚至同一测试人员的不同工作状态也会得出不同的测试结果。诸多因素妨碍产品真实性能的体现，不同厂家的产品也不能合理的对比，无法体现试验的真实性和公正性。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种测试砂轮切割片性能的机器，可以减轻试验者的劳动强度，确保试验结果的真实性和公正性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

砂轮切割片性能测试机，包括用于带动被测试砂轮切割片转动的角磨机、驱动角磨机进给的运动传动机构、用于感应角磨机受力的扭力测量机构，角磨机通过力矩传动轴与扭力测量机构连接，扭力测量机构连接在运动传动机构的输出轴上；所述角磨机、运动传动机构和扭力测量机构分别与微电脑电控器连接。

本发明的进一步改进在于：所述角磨机与力矩传动轴固定连接；所述运动传动机构包括切割传动电机和切割传动减速机，运动传动机构的切割传动减速机输出轴为套筒型，力矩传动轴套装在输出轴内孔中与输出轴滑动配合；所述扭力测量机构包括通过安装座固接在输出轴上的力矩传感器和固接在力矩传动轴端部的力矩臂，所述力矩臂外端与力矩传感器的上端面相对接触；所述切割传动电机和力矩传感器分别与微电脑电控器连接。

本发明的进一步改进在于：所述砂轮切割片性能测试机还设置有为角磨机输送试验用被切割钢棒的送料机构，所述送料机构包括与微电脑电控器连接的送料电机，所述送料电机通过送料减速机连接送料轧轮组。

本发明的进一步改进在于：所述送料轧轮组包括由扳手控制的弹性压轮、与送料减速机连接的主动送料轧轮和用于保持试验用被切割钢棒水平移动的从动送料轧轮，所述从动送料轧轮与主动送料轧轮位于同一直线上，弹性压轮位于从动送料轧轮与主动送料轧轮之间的上方；所述弹性压轮与主动送料轧轮和从动送料轧轮之间设置供试验用被切割钢棒通过的间隙。

本发明的进一步改进在于：所述砂轮切割片性能测试机还包括用于收集粉尘的除尘机构，所述除尘机构包括旋风除尘器和安装在旋风除尘器上与微电脑电控器连接的微型高速高压风机，所述旋风除尘器包括旋风管，所述旋风管下端连接有锥形集尘斗，锥形集尘斗底端连接储尘管，储尘管的末端设置有避风堵。

本发明的进一步改进在于：所述角磨机上还设置有通风冷却机构，所述通风冷却机构包括用于包覆角磨机机身防止工作过程中产生的粉尘进入角磨机的防尘通风罩，所述防尘通风罩连接降温通风管，降温通风管通过末端的通风软管与外界连通。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明提供了一种砂轮切割片性能测试机，利用本发明可以减轻试验者的劳动强度，保证试验过程中操作者的安全，保证试验结果的真实性和公正性。

送料机构可以保证试验过程中试验用被切割钢棒平稳运动，正常供给。从动送料轧轮使试验用被切割钢棒输送过程中保持水平移动，弹性压轮于主动送料轧轮和从动送料轧轮之间的上方可以通过压力固定住试验用被切割钢棒，保证送料的稳定，并防止切割过程中试验用被切割钢棒发生抖动，弹性压轮主动送料轧轮和从动送料轧轮之间设置的间隙方便试验用被切割钢棒通过。

角磨机上设置的防尘通风罩可以防止切割过程中产生的粉尘进入角磨机，降温通风管通过末端的通风软管与外界连通，吸入外界的新鲜空气防止角磨机过热，延长角磨机使用寿命。

除尘机构保证本发明在试验过程中产生的粉尘不会直接散发到外界空气中，保护环境；同时使试验过程中产生的火花及铁屑、铁块不外溅，保证试验场地和试验人员的安全。

附图说明

图1是本发明的主要组成机构示意图；

图2是本发明的主要组成机构的侧视图；

图3是本发明工作过程连接结构示意图；

图4是本发明的送料机构示意图；

图5是本发明的除尘机构示意图。

其中，11、砂轮切割片，12、角磨机，2、运动传动机构，3、扭力测量机构，4、送料机构，5、通风冷却机构，6、除尘机构，7、微电脑电控器，8、试验用被切割钢棒，21、切割传动减速机，22、切割传动电机，23、输出轴，31、力矩臂，32、力矩传动轴， 33、安装座，34、力矩传感器， 41、送料电机，42、送料减速机，43、送料轧轮组，51、防尘通风罩，52、降温通风管，53、通风软管，61、微型高速高压风机， 431、主动送料轧轮，432、从动送料轧轮，433、弹性压轮，621、旋风管，622、锥形集尘斗，623、储尘管，634、避风堵，633、排风口，626、进风口。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明的主要组成机构示意图如图1、图2所示。箱体由上箱和下箱组装而成；上箱外箱是由铝合金型材及玻璃组成的透明箱体，下箱由钢板焊接而成。上箱内设置有角磨机12、运动传动机构2、扭力测量机构3、送料机构4和通风冷却机构5；下箱分为两部分，箱内右前设置有微电脑电控器7，左后设置有除尘机构6，微电脑电控器7用于控制机械的各部分协调工作，除尘机构6用于收集上箱在工作过程中产生的粉尘，进风口626与上箱连通。

本发明的主要工作部分的连接结构示意图如图3所示，砂轮切割片性能测试机，包括用于带动被测试的砂轮切割片11转动的角磨机12， 所述角磨机12固定连接在力矩传动轴32上，角磨机12通过力矩传动轴32的带动实现进给；所述运动传动机构2包括切割传动电机22、切割传动减速机21和输出轴23，所述输出轴23套装在力矩传动轴32上，与力矩传动轴32滑动配合；输出轴23一端通过键槽固定连接切割传动减速机21的输出端，输出轴23的另一端焊接安装座33，安装座33上固定安装用于感应力矩臂压力的力矩传感器34。

角磨机12还通过力矩传动轴32连接用于感应角磨机12受力的扭力测量机构3，所述扭力测量机构3包括通过安装座33固接在输出轴23上的力矩传感器34以及固接在力矩传动轴32端部的力矩臂31，所述力矩臂31外端与力矩传感器34上端面相接触，通过力矩传感器34带动力矩臂31转动。

砂轮切割片性能测试机设置有输送试验用被切割钢棒8的送料机构4，送料机构4结构如图4所示，包括与微电脑电控器7连接的送料电机41，送料电机41通过送料减速机42连接送料轧轮组43。送料轧轮组43通过固定块设置在送料减速机42箱壳侧壁上，包括主动送料轧轮431、从动送料轧轮432以及弹性压轮433，三个轧轮互不接触并成三角形结构布置，主动送料轧轮431与送料减速机42连接，从动送料轧轮432与主动送料轧轮431位于同一直线上，弹性压轮433位于主动送料轧轮431和从动送料轧轮432之间的上方，与主动送料轧轮431和从动送料轧轮432之间设置有供试验用被切割钢棒8移动的间隙，这样可以保持一定压力，确保有力送出试验用被切割钢棒8；所述弹性压轮433通过扳手控制开合，方便拆装试验用被切割钢棒8。 

砂轮切割片性能测试机的通风冷却机构5连接在角磨机12上，包括防尘通风罩51、降温通风管52和通风软管53。角磨机12自身带有降温风扇，高速运转时使空气能从角磨机12尾部穿过角磨机12内部定子与转子间的缝隙，达到降温目的；防尘通风罩51包覆在角磨机12的机身上，降温通风管52一端与防尘通风罩51连接，另一端通过设置在末端的通风软管53与外界连通。

除尘机构6位于下箱的左后部分，包括微型高速高压风机61和旋风除尘器，结构如图5所示。微型高速高压风机61设置在旋风除尘器上部，与微电脑电控器7连接；旋风除尘器包括旋风管621、锥形集尘斗622、储尘管623、避风堵624、排风口625、进风口626。旋风管621位于旋风除尘器的上部，旋风管621一侧为进风口621，中部为排风口625，旋风管621下端连接锥形集尘斗622，锥形集尘斗622底端连接储尘管623，储尘管623末端设置避风堵624，进风口626通过管道与上箱相连接，收集上箱工作过程中产生的粉尘，排风口625与外界连通。

本发明的具体工作过程如下：

接通砂轮切割片性能测试机电源后，机器自动回原点复位并对数据进行清零，同时角磨机12移动位置，方便更换砂轮切割片11。

待微电脑电控器7中的触摸显示屏界面显示正常后，预设输入试验过程需要的各类参数，主要包括：砂轮切割片11的规格和直径、试验用被切割钢棒8的直径和预设需要切割的次数。

打开砂轮切割片性能测试机上箱门，掰开送料机构4的弹性压轮433的扳手，将试验用被切割钢棒8卡装在合适位置，即卡在主动送料轧轮431和从动送料轧轮432之上与弹性压轮433之间，并且保证砂轮切割片11的第一刀切到试验用被切割钢棒8后，扳手复位，关好上机箱门。

检查准备工作就绪后，按下启动按钮。砂轮切割片性能测试机开始工作，开始自动开启角磨机12、微型高速高压风机61。微电脑电控器7根据预设的参数开始驱动，由运动传动机构2中的切割传动电机22按照一定速度带动切割传动减速机21工作，连接在切割传动减速机21上的输出轴23开始旋转，带动安装座33和固定在安装座33上的力矩传感器34转动，因力矩传感器34的上端面与力矩臂31外端相接触，力矩臂31固接在力矩传动轴32端部，因此力矩传动轴32开始随着输出轴23一起转动，连接在力矩传动轴32上的角磨机12开始向切割砂轮切割片11的方向进给，切割砂轮切割片11切割过程中力矩传感器34也感应到固定在力矩传动轴32上的角磨机12所受的反作用力情况。

反作用力会使力矩臂31运动状态发生细微改变，力矩臂31和固定在安装座33上的之间产生相对细微位移，通过力矩传感器34的感应，把受反作用力产生的变量传递给微电脑电控器7，通过微电脑电控器7转化得出力矩的数值。

砂轮切割片11开始切割试验用被切割钢棒8时，第一刀切割由设定的初始速度进行试切割，在试切割过程中，微电脑电控器7根据力矩大小进行分类，初步判定该砂轮切割片11的锋利度，按照类别进行下一步的试验。具体分类方式是第一刀测试力矩小表示锋利，后期的试验过程中角磨机12进给初始速度就快；第一刀测试力矩大表示顿挫，后期的试验过程中角磨机12进给初始速度就慢。诸如此，共分为七个档次范围，因第一刀测试时角磨机12匀速进给，当切割到试验用被切割钢棒8中间时角磨机12进给受力最大，微电脑电控器7记录下此值进行分类，并规定出第二刀及以后的角磨机12进给初始速度和力矩中间值。当试验用被切割钢棒8将要切断时，角磨机12及力矩传感器34感受的扭力急剧减小，当此值减小到设定最小值时，认定试验用被切割钢棒8已被切断。此时，微电脑电控器7立即驱动运动传动机构2反转，角磨机12退回，角磨机12退回的距离是根据试验用被切割钢棒8切断时的位置到试验用被切割钢棒8未被切割时的位置的距离计算，以减少不必要的运动路程。

当角磨机退回之后，送料机构4根据预设的送料长度瞬间送出，一般每次送出2-7毫米。

送料机构4执行微电脑电控器7发出的指令，由送料电机41驱动送料减速机42开始工作，通过与送料减速机42连接的主动送料轧轮431运动，在主动送料轧轮431、从动送料轧轮432、弹性压轮433的协同作用下，平稳的输送试验用被切割钢棒8至被测试砂轮切割片11下方，试验用被切割钢棒8的输送长度按照试验所需可以由微电脑电控器7调整。

送料到位后即开始第二刀切割试验，以后的每次切割试验都为智能切割，即在规定的速度初始值进行入刀。切割过程中力矩值超过设定的力矩中间值时，角磨机12就开始减速进给；切割过程中力矩值小于设定的力矩中间值时角磨机12就开始增速进给。如此往返变化，一直到力矩值最小时，认定本次试验切割的试验用被切割钢棒8被切断。之后重复切割实验，达到设定的切割次数时，终止试验，角磨机回到初始位置，微电脑电控器7切断角磨机12和除尘机构6的电源。

试验过程中产生的粉尘通过旋风管621由与上箱连通的进风口626进入旋风除尘器，旋风除尘器高速旋转产生离心力，尘埃及颗粒在外围，中央是净空气。排风口625取中央的净空气排出机外。外围的含尘空气靠自身的重力由锥形集尘斗622通过储尘管623汇集至避风堵624中，试验过后打开避风堵624取出灰尘。

砂轮切割片性能测试机停稳后，打开机器上箱门，卸下试验用剩余的砂轮切割片11。测量剩余砂轮切割片11的直径，并且将此直径值输入到微电脑电控器7。这时微电脑电控器7的触摸显示屏会显示出以下试验数据：实际切割次数、平均切割速度、切割时间、切削比和平均切割力矩。

平均切割速度越大、切割时间越短、切割比率越大、平均切割力矩越小，表示砂轮切割片的切削性能越好。

Claims (6)

1.砂轮切割片性能测试机，其特征在于：包括用于带动被测试砂轮切割片（11）转动的角磨机（12）、驱动角磨机（12）进给的运动传动机构（2）、用于感应角磨机（12）受力的扭力测量机构（3），角磨机（12）通过力矩传动轴（32）与扭力测量机构（3）连接，扭力测量机构（3）连接在运动传动机构（2）的输出轴（23）上；所述角磨机（12）、运动传动机构（2）和扭力测量机构（3）分别与微电脑电控器（7）连接。

2.根据权利要求１所述的砂轮切割片性能测试机，其特征在于：所述角磨机（12）与力矩传动轴（32）固定连接；所述运动传动机构（2）包括切割传动电机（22）和切割传动减速机（21），运动传动机构（2）的切割传动减速机（21）输出轴（23）为套筒型，力矩传动轴（32）套装在输出轴（23）内孔中与输出轴（23）滑动配合；所述扭力测量机构（3）包括通过安装座（33）固接在输出轴（23）上的力矩传感器（34）和固接在力矩传动轴（32）端部的力矩臂（31），所述力矩臂（31）外端与力矩传感器（34）的上端面相对接触；所述切割传动电机（22）和力矩传感器（34）分别与微电脑电控器（7）连接。

3.根据权利要求1或2任一项所述的砂轮切割片性能测试机，其特征在于：所述砂轮切割片性能测试机还设置有为角磨机（12）输送试验用被切割钢棒（8）的送料机构（4），所述送料机构（4）包括与微电脑电控器（7）连接的送料电机（41），所述送料电机（41）通过送料减速机（42）连接送料轧轮组（43）。

4.根据权利要求3所述的砂轮切割片性能测试机，其特征在于：所述送料轧轮组（43）包括由扳手控制的弹性压轮（433）、与送料减速机（42）连接的主动送料轧轮（431）和用于保持试验用被切割钢棒（8）水平移动的从动送料轧轮（432），所述从动送料轧轮（432）与主动送料轧轮（431）位于同一直线上，弹性压轮（433）位于从动送料轧轮（432）与主动送料轧轮（431）之间的上方；所述弹性压轮（433）与主动送料轧轮（431）和从动送料轧轮（432）之间设置供试验用被切割钢棒（8）通过的间隙。

5.根据权利要求1或者2任一项所述的砂轮切割片性能测试机，其特征在于：所述砂轮切割片性能测试机还包括用于收集粉尘的除尘机构（6），所述除尘机构（6）包括旋风除尘器和安装在旋风除尘器上与微电脑电控器（7）连接的微型高速高压风机（61），所述旋风除尘器包括旋风管（621），所述旋风管（621）下端连接有锥形集尘斗（622），锥形集尘斗（622）底端连接储尘管（623），储尘管（623）的末端设置有避风堵（624）。

6.根据权利要求１或2任一项所述的砂轮切割片性能测试机，其特征在于：所述角磨机（12）上还设置有通风冷却机构（5），所述通风冷却机构（5）包括用于包覆角磨机（12）机身防止工作过程中产生的粉尘进入角磨机（12）的防尘通风罩（51），所述防尘通风罩（51）连接降温通风管（52），降温通风管（52）通过末端的通风软管（53）与外界连通。

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