CN103029221A - 弓形架张紧式串珠绳实验台 - Google Patents

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本发明提供的是一种弓形架张紧式串珠绳实验台。包括台架，磨削料驱动电机通过电机座固定于台架上，磨削料与电机轴相连，台架的两侧安装有导轮，弓形张紧架通过导轮支撑于台架上，弓形张紧架上开有矩形孔，在矩形孔的两端各安装一个立板，串珠绳安装有两个立板上，串珠绳的一端安装有压力传感器，磨削料由矩形孔露出与串珠绳相接触，弓形张紧架与横梁通过两端的连接机构相连，横梁通过拉紧机构支撑于台架下。本发明利用一小段串珠绳与磨削料相摩擦来模拟实际工作，张紧弓可以保证实时张紧力的大小，用一个压力传感器来测量预紧力和切削力减小了测量误差，是一种非常实用的低成本的串珠绳切割时磨损实验方法。

Description

弓形架张紧式串珠绳实验台
技术领域
本发明涉及的是磨损实验装置，具体地说是一种串珠绳切割机具实验设备。
背景技术
目前，串珠绳切割机具广泛用于石料、复合管等切割，特别对于一些大尺寸复合型管道的切割上其更具有不可替代的作用。但是对于其切割原理、磨损机理及优化方面的研究还有待于进一步加强。专利申请号为201110093931.7的专利文件中，公开了一种变结构自适应进给式绳锯机，可用于水陆两栖不同管径的复合管道进行切割。专利申请号为201110073771.X的专利文件中，公开了一种沿垂直升降装置移动形式的绳锯机。但是还没有关于串珠绳的测试装置的公开报道。串珠绳实验台能够很好的模拟切割过程中串珠的损耗，并可以测量出需要研究的参数，对于串珠绳锯机的切割原理、串珠磨损等方面的研究具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，方便实用的弓形架张紧式串珠绳实验台。
本发明的目的是这样实现的：
包括台架，磨削料驱动电机通过电机座固定于台架上，磨削料与电机轴相连，台架的两侧安装有导轮，弓形张紧架通过导轮支撑于台架上，弓形张紧架上开有矩形孔，在矩形孔的两端各安装一个立板，串珠绳安装有两个立板上，串珠绳的一端安装有压力传感器，磨削料由矩形孔露出与串珠绳相接触，弓形张紧架与横梁通过两端的连接机构相连，横梁通过拉紧机构支撑于台架下。
本发明还可以包括：
1、串珠绳一端用球形连接与第一立板连接，串珠绳另一端通过钩环结构与第二立板连接；所述球形连接的结构为：第一立板中间位置有大于半球的圆球形腔，圆球形腔内装有一个中间带孔且大于半球的第一圆球形结构，一个中间带孔且小于半球的第二圆球形结构与第一圆球形结构相配合，所述压力传感器装于两个圆球形结构之间，串珠绳经第一立板、第一圆球形结构、压力传感器、第二圆球形结构与锥柱相固连；所述钩环结构包括环和钩子，环与串珠绳相连，钩子的一端与环相连接，钩子的另一端用螺栓与第二立板连接。
2、弓形张紧架上开有两条与导轮的两侧凸沿相对应的条形孔，导轮的两侧凸沿透过所述条形孔。
3、弓形张紧架与横梁两端的连接机构为：弓形张紧架上有一个带有锥度的第一锥孔，一个锥度小于所述第一锥孔的第一小圆锥通过第一调整螺栓固定于刚性轴上，横梁上有一个带有锥度的第二锥孔，一个锥度小于所述第二锥孔的第二小圆锥通过第二调整螺栓固定于所述刚性轴上。
4、所述拉紧机构包括第一杆、第二杆、自锁电机和卷绳，第一杆的一端与横梁中部铰接，第一杆的另一端与第二杆的一端铰接，第二杆的与台架下的一个支点铰接，第二杆的与卷绳的一端连接，自锁电机固定在台架上，卷绳的另一端卷在自锁电机轴上的卷轮上。
本发明的特点是：在张紧弓上装两个立板，通过螺旋和钩环结构与球形连接相配合实现对于串珠绳的初步的预紧。张紧弓上的两组长条孔对应于中间带凹槽导轮的两侧的凸沿，并使凸沿沿长条孔伸出，其两长条孔中间的部分正好落于凹槽中。这样导轮两侧的凸起缘就将张紧弓沿台架前后方向的串动限定住，与张紧弓相连的机构施加向下拉力的时候张紧弓仅可以沿导轮左右串动。张紧弓中间开有长方形的孔，磨削料从此孔伸出来与两立板间的串珠绳相接触，当电机带动磨削料高速旋转时就可以近似模拟串珠绳切割过程中的工作状况。串珠绳中的预紧力大小可由球形连接中的压力传感器得到，当工作状态时传感器中的压力的变化值即为理论切削力的值。
本发明利用一小段串珠绳与磨削料相摩擦来模拟实际工作，张紧弓可以保证实时张紧力的大小，用一个压力传感器来测量预紧力和切削力减小了测量误差，提供了一种非常实用的低成本的串珠绳切割时磨损实验方法。
附图说明
图1是本发明的弓形架张紧式串珠绳实验台的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是球形连接部分的局部放大示意图；
图4是弓形张紧架与横梁两端的连接机构的局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细的描述：
结合图1，电机座14用螺栓固定于台架1上，磨削料6与电机轴相连，由弓形张紧架4中间的矩形孔露出与串珠绳10相接触，串珠绳10一端用球形连接12连接在固定在弓形张紧架4上的立板11上，另一端与钩环结构9中的环相连接，钩环中的钩子部分一端与环相连接另一端用螺栓7与固定在弓形张紧架4上的立板8上。台架1用横梁13加固，弓形张紧架4落在两侧的两个导轮5上，导轮5两侧的两个凸沿透过弓形张紧架4上的条形孔19伸出，使弓形张紧架4在两条形孔19之间的部分落在导轮5的两凸沿中间的凹槽中，如图2所示。弓形张紧架4与横梁2通过连接机构3相连。连接机构如图4所示，弓形张紧架4上有一个带有锥度的孔，一个锥度小于这个锥孔的小圆锥25通过螺栓25固定于刚性轴27上，小圆锥25在刚性轴27上的位置可通过调整螺栓25实现改变，其横梁2上也有一套相同的机构，实现弓形张紧架4与横梁2的连接。在其横梁2中间部分有一个铰链与杆18、杆17用铰链相连。当自锁电机15旋转卷起绳16进而拉动杆17带动杆18使横梁2向下运动实现对于弓形张紧架4的拉动，通过弓形张紧架4的变形实现对于串珠绳10的预紧。串珠绳10的张紧力可以由图3所示的球形连接12中的压力传感器22的示数得到。其中立板11由上下两部分组成，两部分间用螺栓20相连接，在立板中间位置有大于半球的圆球形的腔，腔内装有一个中间带孔大于半球的圆球形结构21，中间带孔小于半球的圆球形结构24可与圆球形结构21相配合，压力传感器22装于两者之间，串珠绳10经立板11、圆球形结构21和压力传感器22圆球形结构23与锥柱22相固连。工作时，首先旋转螺栓7时可以实现对于串珠绳10的初步预紧，调整下面的电机15可以实现进一步的预紧，读出压力传感器的示数直到其值为设定值。由于其弓形张紧架4左右可串动，连接机构3上的锥度不同而产生的间隙使电机预紧的整套机构具有一定的间隙可对实验过程中的切削力的变化使弓形张紧架4产生很小位移进行适应，使测量力不会因为一些连接件的变形引入不必要的误差。
本发明是一种弓形架张紧式串珠绳实验台，它采用电机带动的杆机构拉动弓形架弯曲变形进而带动其上的两个立板位置的变化，实现对于装在两立板之间的串珠绳的预紧。由于这种形弯产生的预紧效果较有限，因此结构中可以先通过螺旋预紧来保证基本预紧力的实现。这样的结构便于调整预紧力，当串珠绳由于实验中的磨损发生变化后，这种形变预紧不会发生很大的改变，同时由于预紧力采用电机调整，可以进行极限预紧力实验，得到当工作中预紧力达到使串珠强断掉的极限值。

Claims (9)

1.一种弓形架张紧式串珠绳实验台，包括台架，其特征是：磨削料驱动电机通过电机座固定于台架上，磨削料与电机轴相连，台架的两侧安装有导轮，弓形张紧架通过导轮支撑于台架上，弓形张紧架上开有矩形孔，在矩形孔的两端各安装一个立板，串珠绳安装有两个立板上，串珠绳的一端安装有压力传感器，磨削料由矩形孔露出与串珠绳相接触，弓形张紧架与横梁通过两端的连接机构相连，横梁通过拉紧机构支撑于台架下。
2.根据权利要求1所述的弓形架张紧式串珠绳实验台，其特征是：串珠绳一端用球形连接与第一立板连接，串珠绳另一端通过钩环结构与第二立板连接；所述球形连接的结构为：第一立板中间位置有大于半球的圆球形腔，圆球形腔内装有一个中间带孔且大于半球的第一圆球形结构，一个中间带孔且小于半球的第二圆球形结构与第一圆球形结构相配合，所述压力传感器装于两个圆球形结构之间，串珠绳经第一立板、第一圆球形结构、压力传感器、第二圆球形结构与锥柱相固连；所述钩环结构包括环和钩子，环与串珠绳相连，钩子的一端与环相连接，钩子的另一端用螺栓与第二立板连接。
3.根据权利要求1或2所述的弓形架张紧式串珠绳实验台，其特征是：弓形张紧架上开有两条与导轮的两侧凸沿相对应的条形孔，导轮的两侧凸沿透过所述条形孔。
4.根据权利要求1或2所述的弓形架张紧式串珠绳实验台，其特征是弓形张紧架与横梁两端的连接机构为：弓形张紧架上有一个带有锥度的第一锥孔，一个锥度小于所述第一锥孔的第一小圆锥通过第一调整螺栓固定于刚性轴上，横梁上有一个带有锥度的第二锥孔，一个锥度小于所述第二锥孔的第二小圆锥通过第二调整螺栓固定于所述刚性轴上。
5.根据权利要求3所述的弓形架张紧式串珠绳实验台，其特征是弓形张紧架与横梁两端的连接机构为：弓形张紧架上有一个带有锥度的第一锥孔，一个锥度小于所述第一锥孔的第一小圆锥通过第一调整螺栓固定于刚性轴上，横梁上有一个带有锥度的第二锥孔，一个锥度小于所述第二锥孔的第二小圆锥通过第二调整螺栓固定于所述刚性轴上。
6.根据权利要求1或2所述的弓形架张紧式串珠绳实验台，其特征是：所述拉紧机构包括第一杆、第二杆、自锁电机和卷绳，第一杆的一端与横梁中部铰接，第一杆的另一端与第二杆的一端铰接，第二杆的与台架下的一个支点铰接，第二杆的与卷绳的一端连接，自锁电机固定在台架上，卷绳的另一端卷在自锁电机轴上的卷轮上。
7.根据权利要求3所述的弓形架张紧式串珠绳实验台，其特征是：所述拉紧机构包括第一杆、第二杆、自锁电机和卷绳，第一杆的一端与横梁中部铰接，第一杆的另一端与第二杆的一端铰接，第二杆的与台架下的一个支点铰接，第二杆的与卷绳的一端连接，自锁电机固定在台架上，卷绳的另一端卷在自锁电机轴上的卷轮上。
8.根据权利要求4所述的弓形架张紧式串珠绳实验台，其特征是：所述拉紧机构包括第一杆、第二杆、自锁电机和卷绳，第一杆的一端与横梁中部铰接，第一杆的另一端与第二杆的一端铰接，第二杆的与台架下的一个支点铰接，第二杆的与卷绳的一端连接，自锁电机固定在台架上，卷绳的另一端卷在自锁电机轴上的卷轮上。
9.根据权利要求5所述的弓形架张紧式串珠绳实验台，其特征是：所述拉紧机构包括第一杆、第二杆、自锁电机和卷绳，第一杆的一端与横梁中部铰接，第一杆的另一端与第二杆的一端铰接，第二杆的与台架下的一个支点铰接，第二杆的与卷绳的一端连接，自锁电机固定在台架上，卷绳的另一端卷在自锁电机轴上的卷轮上。
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