CN107271307B - 一种带切向加速度的小载荷冲击磨损试验台 - Google Patents

Abstract

本发明属于磨损试验台设备技术领域，涉及一种带切向加速度的小载荷冲击磨损试验台；主体结构包括试验台桌面、电机支架、小球电机、小球联轴器、小球连杆、压电加速度传感器、轴承座箱体、轴承座盖子、调心滚子轴承、试验台主轴、螺纹压板、硬垫圈、橡胶垫圈、冲击转盘、冲击小球、主动盘支架、小球支架、加载底板、加载支架、加载套筒、凸缘联轴器、减速器、加载螺杆、双柄手轮、轴承座连杆、拉压传感器、激振器连杆、激振器、压力传感器、角接触球轴承、试验台支架、曲面轮、带孔凸起、螺杆口、主轴电机、轴肩和试验台底板；本发明与现有技术相比其精度高，结构合理，试验精度高，测量准确，使用寿命长，应用环境友好。

Description

一种带切向加速度的小载荷冲击磨损试验台

技术领域：

本发明属于磨损试验台设备技术领域，涉及一种小载荷冲击磨损试验台，具体涉及一种带切向加速度的小载荷冲击磨损试验台，通过多种连杆、电机和轴承实现带切向加速度的小载荷冲击磨损试验的进行。

背景技术：

磨损试验是测定材料抵抗磨损能力的一种材料试验，通过这种试验可以比较材料的耐磨性优劣，而且磨损试验比常规的材料试验要复杂，因此对磨损试验的装置要求很高；普通的磨损试验台工作不够稳定，测量结果不够准确，而且受外界因素影响较大。因此，寻求设计一种带切向加速度的小载荷冲击磨损试验台具有良好的经济效益和社会效益。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种带切向加速度的小载荷冲击磨损试验台，通过该试验台与信号发生器和计算机数据采集处理系统配合完成磨损试验。

为了实现上述目的，本发明涉及的带切向加速度的小载荷冲击磨损试验台主体结构包括试验台桌面、电机支架、小球电机、小球联轴器、小球连杆、压电加速度传感器、轴承座箱体、轴承座盖子、调心滚子轴承、试验台主轴、螺纹压板、硬垫圈、橡胶垫圈、冲击转盘、冲击小球、主动盘支架、小球支架、加载底板、加载支架、加载套筒、凸缘联轴器、减速器、加载螺杆、双柄手轮、轴承座连杆、拉压传感器、激振器连杆、激振器、压力传感器、角接触球轴承、试验台支架、曲面轮、带孔凸起、螺杆口、主轴电机、轴肩和试验台底板；试验台桌面和试验台底板通过实验台支架连接形成试验台框架结构；电机支架为直角板状结构，其下部与试验台桌面上设置的滑动凹槽相对滑动式连接，其上部竖直方向的直角板与伺服电机螺纹固定连接，以便固定并水平移动小球电机；小球电机一端穿出电机支架通过小球联轴器与小球连杆转动式连接，以便带动小球连杆转动；小球连杆为一端粗一端细的酒瓶状结构，小球连杆的粗端与小球联轴器连接，细端与冲击小球固定连接，以便带动冲击小球转动；小球连杆的中部嵌套设置在调心滚子轴承中，轴承放置在盒装结构的轴承座箱体中，轴承座箱体左侧面开有小球连杆穿过的圆孔，轴承座箱体的右侧开口以便放入调心滚子轴承后与轴承座盖子固定连接，轴承座箱体上下两端分别与压电加速度传感器和轴承座连杆通过螺纹杆固定连接，轴承座连杆下端与拉压传感器上端螺钉连接，拉压传感器下端与激振器连杆上端螺钉连接，激振器连杆下端与激振器传动式连接，激振器通过外部配合设置的信号发生器和功率放大器传入的信号产生振动通过激振器连杆、轴承座连杆和轴承座箱体传至调心滚子轴承和小球连杆上，进而传递给冲击小球进行上下振动，拉压传感器检测并输出激振器输出的载荷大小，压电加速度传感器检测并输出振动的加速度大小；小球支架放置在冲击小球的底部，通过平行设置在小球支架上部的两对曲面轮与冲击小球点接触，每个曲面轮在冲击小球自转带动下向同一方向旋转；小球支架固定设置在长方形板状结构的加载底板的中间凹槽中，加载底板前端开孔与固定设置在试验台桌面上的加载支架经销轴连接，加载底板的后端自然搭在压力传感器上，加载支架的底部与试验台桌面螺钉固定连接，上部设置有两个带孔凸起，两个带孔凸起的相对距离与加载底板左右宽度相同，带孔凸起通过销轴与加载底板的前端连接；圆柱形结构的加载套筒设置在试验台桌面的下方，加载套筒的顶部嵌入试验台桌面中并与其固定，加载套筒的内侧设置有内螺纹，圆柱形结构加载螺杆外表面设置有外螺纹，加载螺杆嵌入加载套筒中通过螺纹旋转连接，加载螺杆的顶端固定设置有压力传感器，加载螺杆的底部与双柄手轮键连接，试验台桌面在加载套筒的上方开有螺杆口，螺杆口的直径与加载螺杆的直径相同，以便加载螺杆旋出和旋进；转动双柄手轮带动加载螺杆旋出螺杆口，通过压力传感器将加载力传递给加载底板，进而将加载力传递至小球支架和冲击小球上，以便完成试验中的冲击小球的加载，压力传感器测得并输出初始加载力；圆柱托盘状的主动盘支架中间开孔，其下部通过螺纹连接固定在试验台桌面上，其上部通过过盈配合与角接触球轴承连接，试验台主轴嵌套于角接触球轴承中，试验台主轴的底端与凸缘联轴器螺纹连接，凸缘联轴器通过减速器与主轴电机连接，主轴电机通过减速器输出转向力通过凸缘联轴器带动试验台主轴转动；试验台主轴的上半部凸出设置有圆环状轴肩，以便托举冲击转盘，圆盘状结构的冲击转盘放置在轴肩上，冲击转盘的下沿能与冲击小球接触进行试验，冲击转盘上下两侧分别固定设置了两个圆环状结构的橡胶垫圈以增大摩擦力紧固冲击转盘，橡胶垫圈的上侧设置有圆环状结构的硬垫圈，以便将螺纹压板的力均匀传递到橡胶垫圈上，试验台主轴的上端设置有圆环状结构的螺纹压板，螺纹压板中间设置有螺纹，与试验台主轴上端的螺纹配合连接，螺纹压板通过螺纹旋进试验台主轴的上端并向下压紧硬垫圈，然后通过螺钉紧固在冲击转盘上，进而将冲击转盘固定在试验台主轴上，试验台主轴转动时，螺纹压板通过螺纹与试验台主轴实现自锁，以便防止试验过程中发生松动。

本发明使用进行试验时，小球电机带动冲击小球自转，主轴电机带动冲击转盘自转，转动双柄手轮对冲击小球进行初始加载，初始载荷由压力传感器测得并输出至计算机，通过进行激振器带动冲击小球进行上下小载荷振动，振动载荷由拉压传感器测得并输出至计算机，压电加速度传感器计算加速度大小并输出至计算机。

本发明涉及的压电加速度传感器选用的为LC01系列压电加速度传感器，压力传感器选用的为RSW-L254微型拉压力传感器，激振器选用的为HEV-200高能激振器，小球电机和主轴电机均选用的为HG-MR43伺服电机，减速器选用的为PGL60行星齿轮减速机，小球联轴器选用的为TS3FD-56-1420多节法兰膜片联轴器，调心滚子轴承选用的为21304CC调心滚子轴承，角接触球轴承选用的为7005C角接触球轴承，凸缘联轴器选用的为GYS2型凸缘联轴器，双柄手轮选用的为JB/3717.15-85(Z55-2)双柄手轮。

本发明涉及的冲击小球的材质为GCr15(高碳铬轴承钢)。

该试验台工作原理为：由信号发生器产生指定频率的连续的信号，这个信号通过功率放大器放大，然后将其输入激振器，激振器是由弹簧、动圈及铁芯等部件组成的，动圈会在可变频率电流的作用下产生激振力，带动激振器连杆和轴承座连杆以及安装轴承座连杆末端的轴承座箱体按照所给频率做上下振动，调心滚子轴承受到约束后反作用于拉压传感器而输出载荷的大小，调心滚子轴承上安装有压电加速度传感器，随着激振器的振动，传感器产生电荷，电荷经过放大器放大，可以测量加速度的大小。试验台初始的载荷可由压力传感器测得。

本发明与现有技术相比其精度高，结构合理，试验精度高，测量准确，使用寿命长，应用环境友好。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为图1部分放大示意图。

图3为本发明的主体结构原理示意俯视图。

图4为本发明涉及的小球支架的结构原理示意图。

图5为本发明涉及的加载支架的结构原理示意图。

具体实施方式：

下面通过服并结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的带切向加速度的小载荷冲击磨损试验台的主体结构包括试验台桌面1、电机支架2、小球电机3、小球联轴器4、小球连杆5、压电加速度传感器6、轴承座箱体7、轴承座盖子8、调心滚子轴承9、试验台主轴10、螺纹压板11、硬垫圈12、橡胶垫圈13、冲击转盘14、冲击小球15、主动盘支架16、小球支架17、加载底板18、加载支架19、加载套筒20、凸缘联轴器21、减速器22、加载螺杆23、双柄手轮24、轴承座连杆25、拉压传感器26、激振器连杆27、激振器28、压力传感器29、角接触球轴承30、试验台支架31、曲面轮32、带孔凸起33、螺杆口34、主轴电机35、轴肩36和试验台底板37；试验台桌面1和试验台底板37通过实验台支架31连接形成试验台框架结构；电机支架2为直角板状结构，其下部与试验台桌面1上设置的滑动凹槽(附图未示出)相对滑动式连接，其上部竖直方向的直角板与伺服电机3螺纹固定连接，以便固定并水平移动小球电机3；小球电机3一端穿出电机支架2通过小球联轴器4与小球连杆5转动式连接，以便带动小球连杆转动；小球连杆5为一端粗一端细的酒瓶状结构，小球连杆5的粗端与小球联轴器4连接，细端与冲击小球15固定连接，以便带动冲击小球15转动；小球连杆15的中部嵌套设置在调心滚子轴承9中，轴承9放置在盒装结构的轴承座箱体7中，轴承座箱体7左侧面开有小球连杆5穿过的圆孔(附图未画出)，轴承座箱体7的右侧开口以便放入调心滚子轴承9后与轴承座盖子8固定连接，轴承座箱体7上下两端分别与压电加速度传感器6和轴承座连杆25通过螺纹杆(附图未示出)固定连接，轴承座连杆25下端与拉压传感器26上端螺钉连接，拉压传感器26下端与激振器连杆27上端螺钉连接，激振器连杆27下端与激振器28传动式连接，激振器28通过外部配合设置的信号发生器和功率放大器(附图均未示出)传入的信号产生振动通过激振器连杆27、轴承座连杆25和轴承座箱体7传至调心滚子轴承9和小球连杆5上，进而传递给冲击小球15进行上下振动，拉压传感器26检测并输出激振器28输出的载荷大小，压电加速度传感器6检测并输出振动的加速度大小；小球支架17放置在冲击小球15的底部，通过平行设置在小球支架17上部的两对曲面轮32与冲击小球15点接触，每个曲面轮32在冲击小球15自转带动下向同一方向旋转；小球支架17固定设置在长方形板状结构的加载底板18的中间凹槽中，加载底板18前端开孔与固定设置在试验台桌面1上的加载支架19经销轴连接，加载底板18的后端自然搭在压力传感器29上，加载支架19的底部与试验台桌面1螺钉固定连接，上部设置有两个带孔凸起33，其相对距离与加载底板18左右宽度相同，带孔凸起33通过销轴与加载底板18的前端连接；圆柱形结构的加载套筒20设置在试验台桌面1的下方，加载套筒20的顶部嵌入试验台桌面1中并与其固定，加载套筒20的内侧设置有内螺纹，圆柱形结构加载螺杆23外表面设置有外螺纹，加载螺杆23嵌入加载套筒20中通过螺纹旋转连接，加载螺杆23的顶端固定设置有压力传感器29，加载螺杆23的底部与双柄手轮24键连接，试验台桌面1在加载套筒20的上方开有与螺杆口34，螺杆口34的直径与加载螺杆23的直径相同，以便加载螺杆23旋出和旋进；转动双柄手轮24带动加载螺杆2旋出螺杆口34，通过压力传感器29将加载力传递给加载底板18，进而将加载力传递至小球支架17和冲击小球15上，以便完成试验中的冲击小球15的加载，压力传感器29测得并输出初始加载力；圆柱托盘状的主动盘支架16中间开孔，其下部通过螺纹连接固定在试验台桌面1上，其上部通过过盈配合与角接触球轴承30连接，试验台主轴10嵌套于角接触球轴承30中，试验台主轴10的底端与凸缘联轴器21螺纹连接，凸缘联轴器21通过减速器22与主轴电机35连接，主轴电机35通过减速器22输出转向力通过凸缘联轴器21带动试验台主轴10转动；试验台主轴10的上半部凸出设置有圆环状轴肩36，以便托举冲击转盘14，圆盘状结构的冲击转盘14放置在轴肩36上，冲击转盘14的下沿能与冲击小球15接触进行试验，冲击转盘14上下两侧分别固定设置了两个圆环状结构的橡胶垫圈13以增大摩擦力紧固冲击转盘14，橡胶垫圈13的上侧设置有圆环状结构的硬垫圈12，以便将螺纹压板的力均匀传递到橡胶垫圈13上，试验台主轴10的上端设置有圆环状结构的螺纹压板11，螺纹压板11中间设置有螺纹，与试验台主轴10上端的螺纹配合连接，螺纹压板11通过螺纹旋进试验台主轴10的上端并向下压紧硬垫圈12，然后通过螺钉紧固在冲击转盘14上，进而将冲击转盘14固定在试验台主轴10上，试验台主轴10转动时，螺纹压板11通过螺纹与试验台主轴10实现自锁，以便防止试验过程中发生松动。

本实施例使用进行试验时，小球电机3带动冲击小球15自转，主轴电机35带动冲击转盘14自转，转动双柄手轮24对冲击小球15进行初始加载，初始载荷由压力传感器29测得并输出至计算机，通过进行激振器28带动冲击小球15进行上下小载荷振动，振动载荷由拉压传感器26测得并输出至计算机，压电加速度传感器6计算加速度大小并输出至计算机。

本实施例涉及的压电加速度传感器5选用的为LC01系列压电加速度传感器，压力传感器29选用的为RSW-L254微型拉压力传感器，激振器28选用的为HEV-200高能激振器，小球电机3和主轴电机35均选用的为HG-MR43伺服电机，减速器21选用的为PGL60行星齿轮减速机，小球联轴器4选用的为TS3FD-56-1420多节法兰膜片联轴器，调心滚子轴承9选用的为21304CC调心滚子轴承，角接触球轴承30选用的为7005C角接触球轴承，凸缘联轴器21选用的为GYS2型凸缘联轴器，双柄手轮24选用的为JB/3717.15-85(Z55-2)双柄手轮。

本实施例涉及的冲击小球15的材质为GCr15(高碳铬轴承钢)。

该试验台工作原理为：由信号发生器产生指定频率的连续的信号，这个信号通过功率放大器放大，然后将其输入激振器28，激振器28是由弹簧、动圈及铁芯等部件组成的，动圈会在可变频率电流的作用下产生激振力，带动激振器连杆27和轴承座连杆25以及安装轴承座连杆25末端的轴承座箱体7按照所给频率做上下振动，调心滚子轴承9受到约束后反作用于拉压传感器26而输出载荷的大小，调心滚子轴承9上安装有压电加速度传感器6，随着激振器的振动，传感器产生电荷，电荷经过放大器(附图未示出)放大，可以测量加速度的大小。试验台初始的载荷可由压力传感器测得。

实施例2：

本实施例涉及的带切向加速度的小载荷冲击磨损试验台主要结构包括：

主动盘支架

主动盘支架用于给主轴定位，并且支撑主动转盘，从而使主动转盘稳定转动并且接受冲击小球的冲击。为了固定主轴并且使其能够正常转动，主动盘支架上半部分通过过盈配合连接，下半部分通过螺纹连接紧紧固定于试验台底座之上，使主动转盘的位置合理，让实验得以顺利的进行下去。

冲击转盘

冲击转盘是由钢材制成，用来承受冲击小球的冲击，完成实验任务。冲击转盘也是实现实验目的的重要部件，需要其沿着中轴实现自转，并且在自传的过程中不断受到小球的冲击，这就要求在自转过程中必须被牢牢压紧。冲击转盘的材料价格高昂，所以应尽量将尺寸设计的小一些；同时冲击转盘要和小球接触，必须要有足够的直径才能达到实验目的。所以转盘的大小应当适中。

螺纹压板

螺纹压板是安装于试验台主轴顶端的用于紧固主动转盘的一个重要部件。螺纹压板上钻有一大四小五个螺纹通孔。大螺纹孔在中间，可以与试验台主轴顶端的螺纹配合，实现螺纹压板自身的定位与固定。周围均布的四个小螺纹孔，则通过螺纹的自锁效果，确保了主动转盘在运转过程中不发生松动。在实验开始前，应先将螺纹压板装在试验台主轴上，并且施加一定的力，确保主动转盘被紧紧压住。之后再依次将螺钉装进周围的螺纹孔并拧紧，达到防松目的。

橡胶垫圈

橡胶垫圈即用橡胶材料制成的垫圈。橡胶垫圈成对使用，安装于主动转盘的上下两面。由于主动转盘由特殊材料制成，造价昂贵，为了避免其受到冲击小球之外的试验台部件的冲击，所以设计了橡胶垫圈。在试验台工作过程中，橡胶垫圈不仅起到保护主动转盘的作用，还能增大摩擦力，使得主动转盘与主轴同步转动。因为考虑到橡胶受力会产生变形，所以橡胶垫圈设计的厚度特意增加了2mm，使其受到挤压变形之后的厚度恰好满足实验的要求。

硬垫圈

这个硬垫圈的俯视图和之前的橡胶垫圈是一样的。在实验台工作过程中，硬垫圈会紧紧地被它上面的螺钉压住，然后将压力传递至硬垫圈下面的橡胶垫圈。硬垫圈的作用，就是把螺钉上巨大的点应力均匀的平分到橡胶垫圈，在使主动转盘被紧紧固定的同时保护橡胶垫圈不被螺钉损害。

加载螺杆

加载螺杆即用来施加预加载力的带有螺纹的杆。加载螺杆的一端打有螺纹孔，用于压力传感器的连接和固定。加载螺杆需要穿过试验台底座，所以其一端的直径与试验台底座上的一个通孔存在间隙配合。加载螺杆中间部分设计了螺纹，使加载螺杆得以固定于加载套筒之内并且可以通过旋转进行加载操作。加载螺杆的另一端则开了键槽，通过键连接固定手轮，方便实验中的加载。

加载支架

加载装置支架是通过螺钉连接固定于试验台底座之上，并且通过一个销轴，固定并支撑加载底板的一个部件。它的下半部分呈扁平方块状，其上打有通孔，通过螺钉，将其紧紧固定于试验台底座之上。它的上半部分设计了两个方块状的凸起，其上有孔，并且两凸起之间刚好可以将加载底板装进去并且通过销轴加以固定。加载装置支架很好的将试验台底座和加载底板联系在了一起，使之形成了一个整体，从而使实验得以顺利进行。

加载底板

加载底板是固定于加载装置支架之上，用于定位小球支架并且传递加载力的部件。加载底板的上面设计了2mm深的凹槽，可以非常准确的为小球支架定位。加载底板一端固定于加载装置支架上，另一端则自然搭在压力传感器上。当加载装置进行加载时，加载力由下往上传递至压力传感器，压力传感器将力测出的同时又将力传递给加载底板，加载底板再将力传递给它上面的小球支架，使得力的加载顺利进行。

加载套筒

加载套筒是安装于试验台底部的用于固定和安装加载螺杆的部件。加载套筒的头部安装的时候嵌入试验台底座的底部，并且用螺钉加以紧固，使之于试验台底座融为一体，为加载螺杆定位。加载套筒的下半部分则是很长的内螺纹，通过螺纹连接加载螺杆。实验进行的时候，通过旋转加载螺杆，使加载螺杆相对于加载套筒缓慢向上运动，从而带动加载底板的一端略微上移，实现实验的加载任务。

冲击小球(GCr15)

小球安装于连杆之上，是带切向加速度小载荷冲击试验台用于冲击的核心部件。小球须存在自转，方能为实验提供切向加速度；小球须存在位移，才能使冲击实现，达到实验目的。所以小球是本实验台的一个核心部件。小球和联接小球的连杆通过螺纹连接固定在一起，为了防止脱落，又采用了紧固螺钉来紧固，使得球随杆动，让力的传递更加可靠，使实验正常进行。

试验台桌面

试验台桌面是串联试验台各个组件的重要部件，其加工精度直接影响到了试验台的实验效果。为了将各个部件牢牢固定在底座上，试验台桌面设计了许多的凹陷、通孔和螺纹孔，从而实现稳定牢固的刚性连接。

电机支架

电机支架是通过螺钉连接固定于试验台底座之上的起到小球电机，使其安全稳定运转工作的一个部件。它的上半部分用于小球电机，所以根据小球电机的尺寸加工了一个通孔和四个螺纹孔；它的下半部分用于和试验台底座相连,在起到固定作用的前提下,使得伺服电机可以在试验台上实现水平移动(设置滑动凹槽结构)。

小球连杆

小球连杆，顾名思义就是与小球相连的连杆。此连杆粗端与小球联轴器相连，细端通过螺纹以及螺钉与冲击小球相连。小球连杆的中间部位嵌套于调心滚子轴承之中。这样，当实验进行时，随着伺服电机的转动，小球联轴器开始转动，从而带动小球连杆转动。在小球连杆转动的过程中，不断受到轴承座箱体由激振器传来的纵向冲击，从而实现小球在自转的过程中不断冲击冲击转盘，达到实验的最终目的。

小球支架

小球支架是放置于冲击小球的下方，用于稳定的支撑小球并且为其传递足够的预加载力。小球在实验过程中发生自转，为了使小球的自转可以稳定进行，小球支架上设置了两个平行的曲面轮。在实验过程中，两个曲面轮和冲击小球会有四个接触点，曲面轮可以和冲击小球同方向旋转，所以不会对小球的自转产生很大的阻力，而四个接触点可以稳定的向上支撑冲击小球，从而很好地保证了冲击小球上施加的载荷，使实验得以顺利的进行下去。

轴承座

轴承座，顾名思义即轴承的底座。由于实验过程中需要对旋转的小球连杆施加径向的激振力，且不能影响小球连杆的自转，所以笔者设计了一个类似圆柱小盒的部件。轴承座由两部分组成，即轴承座箱体和轴承座盖子，箱体和盖子由螺钉连在一起。在装配时，先将轴承安放于轴承座箱体之中，再将轴承座盖子装上，这样轴承便与轴承座合二为一。轴承座箱体上有两个凸出的螺纹杆，其中一个装压电式加速度传感器，另一个则连在激振器方向的连杆之上。工作时小球连杆嵌套于轴承之中。这样在小球连杆自转时，轴承座便可以将激振器传过来的激振力很好的传递至小球连杆之上且不影响小球连杆的正常自转，达到实验想要的效果。

轴承座连杆

轴承座连杆是与轴承座配套使用的，用来传递激振器发出的激振力的一根细长杆。轴承顶杆的两端钻有螺纹孔，一端与轴承座相连，另一端则与拉压传感器相连。试验台工作的时候，随着激振器发出激振力，激振器自带的顶杆会有很小的上下震动，激振力就会沿着激振器自带的顶杆传递到拉压传感器上。拉压传感器则会在测量出激振力的同时，将激振力继续向上传递，传递到轴承座连杆上。轴承座连杆与轴承座相连，小球连杆又嵌套于轴承内圈之中，这样激振力就可以传递至冲击小球上，使冲击转盘不断承受冲击小球的冲击，达到实验目的。

试验台主轴

试验台主轴作为试验台上最重要的一条轴，其主要功能就是传动，将主轴电机通过减速器传出来的动力向上传递，从而驱动冲击转盘，实现冲击转盘的旋转。为了很好的承载主动转盘并使其稳定运转，试验台主轴特地设计了一个比较突出的轴肩，增大承载面。为了使实验台主轴运行平稳，特地将主轴嵌套于角接触球轴承之中。在试验台工作过程中，主轴下部通过凸缘联轴器与减速器连接，上部则与冲击转盘由紧固件连接在一起。试验台主轴就在实验台工作过程中承担了承上启下的作用。

压电加速度传感器、压力传感器、激振器、小球电机、主轴电机、减速器、小球联轴器、调心滚子轴承、角接触球轴承、凸缘联轴器和双柄手轮等部件均系市场上采购的标准件。

以上所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是，凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种带切向加速度的小载荷冲击磨损试验台，其特征在于其主体结构包括试验台桌面、电机支架、小球电机、小球联轴器、小球连杆、压电加速度传感器、轴承座箱体、轴承座盖子、调心滚子轴承、试验台主轴、螺纹压板、硬垫圈、橡胶垫圈、冲击转盘、冲击小球、主动盘支架、小球支架、加载底板、加载支架、加载套筒、凸缘联轴器、减速器、加载螺杆、双柄手轮、轴承座连杆、拉压传感器、激振器连杆、激振器、压力传感器、角接触球轴承、试验台支架、曲面轮、带孔凸起、螺杆口、主轴电机、轴肩和试验台底板；试验台桌面和试验台底板通过实验台支架连接形成试验台框架结构；电机支架为直角板状结构，其下部与试验台桌面上设置的滑动凹槽相对滑动式连接，其上部竖直方向的直角板与伺服电机螺纹固定连接，以便固定并水平移动小球电机；小球电机一端穿出电机支架通过小球联轴器与小球连杆转动式连接，以便带动小球连杆转动；小球连杆为一端粗一端细的酒瓶状结构，小球连杆的粗端与小球联轴器连接，细端与冲击小球固定连接，以便带动冲击小球转动；小球连杆的中部嵌套设置在调心滚子轴承中，轴承放置在盒装结构的轴承座箱体中，轴承座箱体左侧面开有小球连杆穿过的圆孔，轴承座箱体的右侧开口以便放入调心滚子轴承后与轴承座盖子固定连接，轴承座箱体上下两端分别与压电加速度传感器和轴承座连杆通过螺纹杆固定连接，轴承座连杆下端与拉压传感器上端螺钉连接，拉压传感器下端与激振器连杆上端螺钉连接，激振器连杆下端与激振器传动式连接，激振器通过外部配合设置的信号发生器和功率放大器传入的信号产生振动通过激振器连杆、轴承座连杆和轴承座箱体传至调心滚子轴承和小球连杆上，进而传递给冲击小球进行上下振动，拉压传感器检测并输出激振器输出的载荷大小，压电加速度传感器检测并输出振动的加速度大小；小球支架放置在冲击小球的底部，通过平行设置在小球支架上部的两对曲面轮与冲击小球点接触，每个曲面轮在冲击小球自转带动下向同一方向旋转；小球支架固定设置在长方形板状结构的加载底板的中间凹槽中，加载底板前端开孔与固定设置在试验台桌面上的加载支架经销轴连接，加载底板的后端自然搭在压力传感器上，加载支架的底部与试验台桌面螺钉固定连接，上部设置有两个带孔凸起，其相对距离与加载底板左右宽度相同，带孔凸起通过销轴与加载底板的前端连接；圆柱形结构的加载套筒设置在试验台桌面的下方，加载套筒的顶部嵌入试验台桌面中并与其固定，加载套筒的内侧设置有内螺纹，圆柱形结构加载螺杆外表面设置有外螺纹，加载螺杆嵌入加载套筒中通过螺纹旋转连接，加载螺杆的顶端固定设置有压力传感器，加载螺杆的底部与双柄手轮键连接，试验台桌面在加载套筒的上方开有螺杆口，螺杆口的直径与加载螺杆的直径相同，以便加载螺杆旋出和旋进；转动双柄手轮带动加载螺杆旋出螺杆口，通过压力传感器将加载力传递给加载底板，进而将加载力传递至小球支架和冲击小球上，以便完成试验中的冲击小球的加载，压力传感器测得并输出初始加载力；圆柱托盘状的主动盘支架中间开孔，其下部通过螺纹连接固定在试验台桌面上，其上部通过过盈配合与角接触球轴承连接，试验台主轴嵌套于角接触球轴承中，试验台主轴的底端与凸缘联轴器螺纹连接，凸缘联轴器通过减速器与主轴电机连接，主轴电机通过减速器输出转向力通过凸缘联轴器带动试验台主轴转动；试验台主轴的上半部凸出设置有圆环状轴肩，以便托举冲击转盘，圆盘状结构的冲击转盘放置在轴肩上，冲击转盘的下沿能与冲击小球接触进行试验，冲击转盘上下两侧分别固定设置了两个圆环状结构的橡胶垫圈以增大摩擦力紧固冲击转盘，橡胶垫圈的上侧设置有圆环状结构的硬垫圈，以便将螺纹压板的力均匀传递到橡胶垫圈上，试验台主轴的上端设置圆环状结构的螺纹压板，螺纹压板中间设置有螺纹，与试验台主轴上端的螺纹配合连接，螺纹压板通过螺纹旋进试验台主轴的上端并向下压紧硬垫圈，然后通过螺钉紧固在冲击转盘上，进而将冲击转盘固定在试验台主轴上，试验台主轴转动时，螺纹压板通过螺纹与试验台主轴实现自锁，以便防止试验过程中发生松动；

主动盘支架上半部分通过过盈配合连接，下半部分通过螺纹连接紧紧固定于试验台底座之上。