CN105928807A - 一种漆膜抗冲击测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种漆膜抗冲击测试仪，包括设备机架，所述设备机架内设置有加速腔和保温碰撞腔，所述加速腔内设置有射枪组件和与所述射枪组件连接的枪管，所述枪管的一端穿过所述加速腔后，与所述保温碰撞腔相通；所述射枪组件包括抗飞沙射枪组件和抗冲击射枪组件；所述射枪组件通过所述枪管向所述保温碰撞腔内的测试样品射击试验介质；所述设备机架内还设置有用于控制所述射枪组件进行射击测试的电控组件，以及用于给所述保温碰撞腔提供温度调节的温度控制组件，所述设备机架外部设置有人机交互界面，所述人机交互界面与所述电控组件电连接。本发明提出的抗漆膜冲击测试仪结构简单，功能齐全，使用方便，可以广泛应用于漆膜抗冲击试验领域。

Description

一种漆膜抗冲击测试仪

技术领域

本发明涉及车轮与车轴材料及表面涂层的抗冲击性和抗飞沙性试验技术领域，具体涉及一种漆膜抗冲击测试仪。

背景技术

冲击性能试验是在冲击负荷作用下测定材料的冲击强度，冲击强度用于评价材料抵抗冲击的能力或判断材料的脆性或韧性程度，因此，冲击强度也称冲击韧性。材料的冲击韧性在工程应用上是一项重要的性能指标，它反映不同材料抵抗高速冲击而致破坏的能力。抗冲击性能常常受到温度、湿度、冲击速度、试样的几何形状以及应力方式等影响。冲击试验的方法很多，不同材料或不同用途可选择不同的冲击试验方法，并得到不同的冲击试验结果。例如依据试验温度可分为常温冲击、低温冲击和高温冲击三种；依据试样的受力状态，可分为弯曲冲击( 包括简支梁冲击和悬臂梁冲击)、拉伸冲击、扭转冲击和剪切冲击；依据采用的能量和冲击次数，可分为大能量的一次冲击( 简称一次冲击试验或落锤冲击试验) 和小能量的多次冲击试验( 简称多次冲击试验)。

漆膜的抗冲击测定即测定漆膜的冲击强度，是评价涂层在高速率的负荷冲击下，快速变形的一种性能，这种应力变化与其伸张率、附着力和静态硬度有密切的关系。现有技术中，对漆膜的抗冲击测定一般是通过重锤从一定高度下落，垂直冲击在涂层表面上，这种方法仅仅只能测定样品的抗冲击性能，而对于样品的抗飞沙性能，不能进行测量。而对于车轮与车轴材料及其表面涂层来说，抗冲击性和抗飞沙试验都是需要考核的内容，因此，需要研发出一种可以对漆膜抗冲击性和抗飞沙性能进行试验的新型试验机。

发明内容

为适应车轮与车轴材料领域的实际需求，本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种可以满足不同标准车轮与车轴材料及表面涂层的抗冲击性测试的漆膜抗冲击测试仪。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种漆膜抗冲击测试仪，包括封闭的设备机架，所述设备机架内设置有加速腔和保温碰撞腔，所述加速腔内设置有射枪组件和与所述射枪组件连接的枪管，所述枪管的一端穿过所述加速腔后，与所述保温碰撞腔相通；所述射枪组件包括抗飞沙射枪组件和抗冲击射枪组件，所述射枪组件通过所述枪管向所述保温碰撞腔内的测试样品射击试验介质； 所述设备机架内还设置有用于控制所述射枪组件进行射击测试的电控组件，以及用于给所述保温碰撞腔提供温度调节的温度控制组件，所述设备机架外部设置有人机交互界面，所述人机交互界面与所述电控组件电连接，所述人机交互界面用于设置所述射枪组件的冲击能量和冲击时间。

所述抗飞沙射枪组件包括给料漏斗、送料腔室、空压机，所述给料漏斗下方设置有振动棒，所述给料漏斗与送料腔室相通，所述送料腔室与所述枪管相通，所述枪管与空压机的送气管出口相通。

所述抗飞沙射枪组件还包括第一空压机控制组件、送气管和第二空压机控制组件，所述空压机通过所述第一空压机控制组件与所述送气管连接，所述送气管与所述枪管连接，所述送气管与所述枪管的连接处还设置有第二空压机控制组件、压力表和压力传感器，所述压力传感器的信号输出端与所述电控组件连接，所述电控组件还用于根据所述压力传感器传输的气压信号，通过所述第二空压机控制组件控制所述枪管内的试验介质的射击速度。

所述抗飞沙射枪组件所使用的试验介质为砂砾、沙子、钢砂、铁砂或螺帽中的任意一种。

所述抗冲击射枪组件包括驱动抛射物从枪管中飞入所述保温碰撞腔的凸轮弹簧装置，以及将所述抛射物送入所述枪管中的送物腔室。

所述枪管中设置有用于测量试验介质的冲击速度的速度传感器，所述速度传感器的信号输出端与所述电控组件电连接。

所述保温碰撞腔内设置有用于固定所述测试样品的夹具，所述夹具可以在0~90°的范围内旋转。

所述温度控制组件与所述电控组件电连接，所述人机交互单元还用于启动所述温度控制组件以及设置所述温度控制组件的温控温度。

所述设备机架的底部设置有脚轮。

所述保温碰撞腔上设置有门体，所述门体用于打开所述保温碰撞腔进行安装或者取下所述测试样品，所述门体上设置有与所述电控组件连接的联动开关。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明提出的一种漆膜抗冲击测试仪，包括设备机架，设备机架内设置加速腔和保温碰撞腔，加速腔内设置有射枪组件和与枪管，射枪组件通过所述枪管向所述保温碰撞腔内的测试样品射击试验介质，射枪组件包括抗飞沙射枪组件和抗冲击射枪组件，使得本发明的测试仪既可以对样品漆膜进行抗飞沙试验，又可以对样品漆膜进行抗冲击试验，而且通过保温碰撞腔的设置，使得本发明的测试仪可以在设定的温度条件下进行抗飞沙试验或抗冲击试验；

2、本发明中的抗飞沙射枪组件通过空压机输送压缩空气，利用压缩空气的气压吹动抗飞沙试验介质对样品进行抗飞沙测试，通过控制压缩空气的气压，可以控制抗飞沙试验介质的速度以及冲击能量，使得本发明的测试仪的冲击能量易于控制和监测；

3、本发明中的测试仪通过在保温腔中设置用于固定样品的夹具，并使夹具的倾角可以在0~90°的范围内调节，使得样品表面在保温碰撞腔中的角度可调，从而可以满足不同冲击条件的冲击角度要求。

附图说明

图1为本发明提出的一种漆膜抗冲击测试仪的结构示意图 。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但应该注意的是，但本发明的发明内容不仅仅限定于实施例中的内容。

如图1所示，本发明提出了一种漆膜抗冲击测试仪，包括封闭的设备机架1，所述设备机架1内设置有加速腔2和保温碰撞腔3，所述加速腔2内设置有射枪组件4和与所述射枪组件4连接的枪管5，所述枪管5的一端穿过所述加速腔2后，与所述保温碰撞腔3相通；所述射枪组件4包括抗飞沙射枪组件41和抗冲击射枪组件，为了简单起见，图1中未示出抗冲击射枪组件；所述射枪组件4通过所述枪管5向所述保温碰撞腔3内的测试样品射击试验介质； 所述设备机架1内还设置有用于控制所述射枪组件4进行射击测试的电控组件6，以及用于给所述保温碰撞腔3提供温度调节的温度控制组件7，所述设备机架外部设置有人机交互界面61，所述人机交互界面61与所述电控组件6电连接，所述人机交互界面61用于设置所述射枪组件4的冲击能量和冲击时间。

进一步地，所述抗飞沙射枪组件41包括给料漏斗411、送料腔室412、空压机413，所述给料漏斗411下方设置有振动棒414，所述给料漏斗411与送料腔室412相通，所述送料腔室412与所述枪管5相通，所述枪管5与空压机413的送气管出口相通。振动棒414可以用于控制所述给料漏斗的给料速度。此外，给料漏斗411、送料漏斗412、送料腔室413和枪管5可以通过支座21固定在所述加速腔的底板上。

进一步地，所述抗飞沙射枪组件41还包括第一空压机控制组件415、送气管416和第二空压机控制组件417，所述空压机413通过所述第一空压机控制组件414与所述送气管416连接，所述送气管416与所述枪管5连接，所述送气管416与所述枪管的连接处还设置有第二空压机控制组件417、压力表418和压力传感器419，所述压力传感器419的信号输出端与所述电控组件6连接，所述电控组件6还用于根据所述压力传感器419传输的传感信号，通过所述第二空压机控制组件417控制所述枪管5内的试验介质的射击速度。

进一步地，所述抗飞沙射枪组件41所使用的试验介质可以为砂砾、沙子、钢砂、铁砂或螺帽中的任意一种。

进一步地，所述抗冲击射枪组件包括驱动抛射物从枪管5中飞入所述保温碰撞腔3的凸轮弹簧装置，以及将所述抛射物送入所述枪管中的送物腔室。

进一步地，所述枪管（5）的枪口处设置有用于测量试验介质的冲击速度的速度传感器，所述速度传感器的信号输出端与所述电控组件6电连接。

进一步地，所述保温碰撞腔3内设置有用于固定所述测试样品的夹具5，所述夹具可以在0~90°的范围内旋转。

进一步地，所述温度控制组件7与所述电控组件6电连接，所述人机交互单元61还用于启动所述温度控制组件7以及设置所述温度控制组件7的温控温度。

进一步地，所述设备机架1的底部设置有脚轮8，所述脚轮8用于调节所述设备机架1的高度，也可以方便移动所述设备机架。

进一步地，所述设备机架1上与所述保温碰撞腔3对应位置设置有门体，所述门体用于打开所述保温碰撞腔3，从而进行安装或者取下所述测试样品。

进一步地，所述设备机架1内还可以设置用于放置所述电控组件6和所述空压机413的第一控制腔11以及用于放置所述温度控制组件的第二控制腔12，所述第一控制腔11可以设置于所述加速腔2的下方，所述第二控制腔12可以设置于所述保温碰撞腔的下方。

本发明提出的一种漆膜抗冲击测试仪的工作原理如下：

（1）抗冲击试验

抗冲击试验一般需要给对样品进行冲击的抛射物提供90J的冲击能，并使该冲击垂直作用在涂层表面；根据抛射物飞出枪管的能量为90J，动能公式E=1/2MV² ，可以知道，如果用来作为抗冲击试验介质的抛射物的重量为0.4千克，则其飞出枪口的速度应为21.2m/s，本发明采用凸轮弹簧装置为抛射物提供足够的动能，由于机械设备碰撞会存在较大摩擦力和冲击能的损失，因此可以在枪管5内装上测速传感器，通过测速传感器可以准确地测出抛射物冲击速度，从而对实际的冲击能进行监控，通过调节凸轮弹簧装置为抛射物提供的动能，可以将抛射物的速度校准到需要的速度，校准完成以后，可以直接进行抗冲击测试，不需要再通过测速传感器对抛射物速度进行监控。

（2）抗飞沙试验

抗飞沙试验一般要求在垂直位置上放置一个直管（内径:38mm，高度:5m），在顶部装配有一个漏斗以接收粗砂，下面有一个活板门可以用来关闭管口。粗砂可以用一公斤的 HM6钢螺母来代替，8.8级，如 ISO6507-1：2006标准规定。然后将带有涂层的试验样品放置到该直管下方 30毫米处，以便粗砂掉落方向与试验样品表面的切线成平均 45度角，打开活板门使粗砂掉落对样品形成飞沙冲击。

根据以上抗飞沙试验要求，物体在5m高处做自由落体运动，h=1/2gt² 重力加速度g取10m/s²，时间约为1s，速度为10m/s，即抗飞沙试验介质冲击样品时的速度为10m/s，本发明通过空压机内的空气气压吹动试验介质，通过气动调节阀可以调节气压的大小，从而调节试验介质的冲击速度，以下以HM6钢螺母为例，示例性的根据公式计算出将试验介质速度加速到10m/s所需要的压力：假设枪管长度为600mm，直径38mm，直径面为A=πR²=1.13×10^(-3)m²，HM6钢螺母重约为2.5g，单个螺母的受力面积为A1=50mm² n=A/A1≈23。作用在单个螺母上的力为F=(P1-P0)×A/n ，P0为标准大气压1.01巴，由公式F=ma和公式L=1/2gt²得出P1的压力为1.97巴，也就是空压机需要提供1.97巴的压力，可以使钢螺母出口的速度达到10m/s，该速度等效于将钢螺母从5m高空自由落下冲击样品，冲击样品的角度可以通过调节夹具的倾角，来调节样品表面的角度。

本发明提出的一种漆膜抗冲击测试仪的工作流程如下：

操作人员首先打开保温碰撞腔3上的门，将测试样品安装在夹具5上，根据测试需要调整夹具5的角度，使样品表面与枪管中冲击介质的冲击方向成45°度或者90°，并根据测试需要将枪管5与射枪组件4中的抗飞沙射枪组件41或抗冲击射枪组件连接，安装完成以后，通过人机交互界面61选择对应的冲击模式（为抗飞沙还是抗冲击），并通过人机交互界面61选择冲击时间和冲击能量，人机交互界面61将设置参数传输到电控组件6：若为抗飞沙模式，则电控组件6控制振动棒415的震动能量，调整试验介质进入所述枪管5的给料速度，电控组件6根据压力传感器419传输的压力信号，通过第二空压机控制组件417控制空压机输送给所述枪管的气压，从而控制所述试验介质的冲击速度和冲击时间；若为抗冲击模式，电控组件6通过控制凸轮弹簧装置，驱动送物腔室内作为试验介质的抛射物从枪管5中射出到所述保温碰撞腔3，从而控制所述抛射物的冲击能量和冲击时间。此外，还可以通过人机交互界面61启动温度控制组件7以及设置所述温度控制组件7的温控温度，从而对所述保温碰撞腔的温度进行调节以适应不同的实验条件要求。若试验完成，通过所述人机交互界面61结束实验，电控组件6关闭射枪组件4的电路及气路，具体是指关闭抗飞沙射枪组件41内空压机的出气管以及其进料腔室，同时关闭抗冲击组件的送物腔室和凸轮弹簧装置的驱动机构，使抗飞沙射枪组件41和抗冲击射枪组件不能发射试验介质，然后操作人员可以打开所述保温碰撞腔的门体，取出样品进行检查记录。

此外，也可以在门体上设置于所述电控组件6连接的联动开关，使当所述保温碰撞腔的门体打开时，电控组件6自动关闭射枪组件4的电路及气路，只有当所述保温碰撞腔的门体闭合时，电控组件6才能打开射枪组件4的电路及气路。此外，本发明实施例中，在所述加速腔2内，所述抗飞沙射枪组件41和抗冲击射枪组件均为可拆卸式，它们可以同时设置在所述加速腔2内，也可以根据试验需要进行拆卸和安装。

本发明提出了一种抗漆膜冲击测试仪，既可以对样品漆膜进行抗飞沙试验，又可以对样品漆膜进行抗冲击试验，而且通过保温碰撞腔的设置，使得本发明的测试仪可以在设定的温度条件下进行抗飞沙试验或抗冲击试验；此外，本发明的抗飞沙射枪组件通过空压机输送压缩空气，利用压缩空气的气压吹动抗飞沙试验介质对样品进行抗飞沙测试，通过控制压缩空气的气压，可以控制抗飞沙试验介质的速度以及冲击能量，使得本发明的测试仪的冲击能量易于控制和监测；而且，本发明中的测试仪通过在保温腔中设置用于固定样品的夹具，并使夹具的倾角可以在0~90°的范围内调节，使得样品表面在保温碰撞腔中的角度可调，从而可以满足不同冲击条件的冲击角度要求。因此，本发明提供的一种漆膜抗冲击测试仪的结构简单，功能齐全，使用方便，可以广泛应用于漆膜抗冲击试验领域。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种漆膜抗冲击测试仪，其特征在于，包括封闭的设备机架（1），所述设备机架（1）内设置有加速腔（2）和保温碰撞腔（3），所述加速腔（2）内设置有射枪组件（4）和与所述射枪组件（4）连接的枪管（5），所述枪管（5）的一端穿过所述加速腔（2）后，与所述保温碰撞腔（3）相通；

所述射枪组件（4）包括抗飞沙射枪组件（41）和抗冲击射枪组件，所述射枪组件（4）通过所述枪管（5）向所述保温碰撞腔（3）内的测试样品射击试验介质；

所述设备机架（1）内还设置有用于控制所述射枪组件（4）进行射击测试的电控组件（6），以及用于给所述保温碰撞腔（3）提供温度调节的温度控制组件（7），所述设备机架外部设置有人机交互界面（61），所述人机交互界面（61）与所述电控组件（6）电连接，所述人机交互界面（61）用于设置所述射枪组件（4）的冲击能量和冲击时间。

2.根据权利要求1所述的一种漆膜抗冲击测试仪，其特征在于，所述抗飞沙射枪组件（41）包括给料漏斗（411）、送料腔室（412）、空压机（413），所述给料漏斗（411）下方设置有振动棒（414），所述给料漏斗（411）与送料腔室（412）相通，所述送料腔室（412）与所述枪管（5）相通，所述枪管（5）与空压机（413）的送气管出口相通。

3.根据权利要求2所述的一种漆膜抗冲击测试仪，其特征在于，所述抗飞沙射枪组件（41）还包括第一空压机控制组件（415）、送气管（416）和第二空压机控制组件（417），所述空压机（413）通过所述第一空压机控制组件（414）与所述送气管（416）连接，所述送气管（416）与所述枪管（5）连接，所述送气管（416）与所述枪管的连接处还设置有第二空压机控制组件（417）、压力表（418）和压力传感器（419），所述压力传感器（419）的信号输出端与所述电控组件（6）连接，所述电控组件（6）还用于根据所述压力传感器（419）传输的气压信号，通过所述第二空压机控制组件（417）控制所述枪管（5）内的试验介质的射击速度。

4.根据权利要求2所述的一种漆膜抗冲击测试仪，其特征在于，所述抗飞沙射枪组件（41）所使用的试验介质为砂砾、沙子、钢砂、铁砂或螺帽中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种漆膜抗冲击测试仪，其特征在于，所述抗冲击射枪组件包括驱动抛射物从枪管（5）中飞入所述保温碰撞腔（3）的凸轮弹簧装置，以及将所述抛射物送入所述枪管中（5）的送物腔室。

6.根据权利要求5所述的一种漆膜抗冲击测试仪，其特征在于，所述枪管（5）中设置有用于测量试验介质的冲击速度的速度传感器，所述速度传感器的信号输出端与所述电控组件（6）电连接。

7.根据权利要求1所述的一种漆膜抗冲击测试仪，其特征在于，所述保温碰撞腔（3）内设置有用于固定所述测试样品的夹具（5），所述夹具可以在0~90°的范围内旋转。

8.根据权利要求1所述的一种漆膜抗冲击测试仪，其特征在于，所述温度控制组件（7）与所述电控组件（6）电连接，所述人机交互单元（61）还用于启动所述温度控制组件（7）以及设置所述温度控制组件（7）的温控温度。

9.根据权利要求1所述的一种漆膜抗冲击测试仪，其特征在于，所述设备机架（1）的底部设置有脚轮（8）。

10.根据权利要求1所述的一种漆膜抗冲击测试仪，其特征在于，所述保温碰撞腔（3）上设置有门体，所述门体用于打开所述保温碰撞腔（3）进行安装或者取下所述测试样品，所述门体上设置有与所述电控组件6连接的联动开关。