CN108318362B - 一种滚压状态下的固态颗粒性能测定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滚压状态下的固态颗粒性能测定系统，包括：挤压磨损装置、筛选装置、回收填充装置和进料装置；所述挤压磨损装置用于模拟滚压状态下的固态颗粒性状，所述筛选装置用于过滤碎石，并将没有过滤的固态颗粒运送至回收填充装置，回收填充装置在将固态颗粒装入进料装置，进料装置将固态颗粒送入到挤压磨损装置形成一个循环。在本发明的优点在于：1、实验成本低，仿真程度较高，测得的实验数据真实可靠；2、实验系统可长时间工作，速度可调，实验方式较为灵活，可通过更换不同配重和材料的方式可改变实验目的；3、可回收固态颗粒用于二次实验，提高材料利用率；4、设有收集箱，统一收集固态颗粒，保持试验工作环境整洁。
Description
技术领域
本发明涉及实验设备技术领域，特别涉及一种滚压状态下的固态颗粒性能测定系统。
背景技术
固态颗粒的耐磨性和抗碾压程度往往决定着其使用性能，准确真实的测定固态颗粒在工作状态中的复杂应力条件下的磨损情况，对土方机械机械设备来说具有重大意义。现有技术所设计的试验机，只能解决单一金属的测试，没有对于固态颗粒的性能测试。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种滚压状态下的固态颗粒性能测定系统及其测定方法，能有效的解决上述现有技术存在的问题。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种滚压状态下的固态颗粒性能测定系统，包括：挤压磨损装置1、筛选装置2、回收填充装置3和进料装置4；其中磨损挤压装置1位于水平地面上，筛选装置2放置于挤压磨损装置1出口，回收填充装置3放置水平地面上，紧接筛选装置2；
所述挤压磨损装置1包括：传送带101、挡板102、传动带103、两组伺服电机104、离心式速度传感器105、伺服电机支架106、实验滚轮支架107、实验滚轮108和传送带支架109；
所述传送带101装有四根牵引轴和八副支撑轮，其中四根牵引轴两侧固定八副支撑轮；
所述四根牵引轴中外侧两根第二牵引轴适当加长，第二牵引轴的两头均设有传送带支撑架109支撑固定整个挤压磨损装置1；
一组伺服电机104由可调节升降的固定台固定，与牵引轴高度等高，并连接实验滚轮108正下方的第一牵引轴带动牵引轴转动，所述离心式速度传感器105该伺服电机104连接，可接收了解伺服电机104转速；
同时支撑轮位于传送带之间，起支撑传送带101的作用，支撑轮的轴适当延长，用于固定传送带两侧挡板102；
挡板两侧开有凹槽，凹槽用于放置实验滚轮轴，实验滚轮轴上安装实验滚轮108，其中一支撑轮与实验滚轮轴心对齐，用于承受来自实验滚轮108碾压石头向下的力；
两根所述实验滚轮支架107竖直固定于挤压磨损装置1两侧，实验滚轮支架107顶端与一根连杆轴连接，使连杆以实验滚轮支架107顶端为轴转动180°，连杆的另一头固定实验滚轮轴，实验滚轮轴放置于凹槽，保证压力由实验滚轮自身的配重产生；
所述实验滚轮108轴适当加长，通过传动带103，与另一组伺服电机104形成传动，使得实验滚轮108具有一定速度；
所述筛选装置2用于过滤碾压后的固态颗粒，并将没有过滤的固态颗粒运送至回收填充装置3，回收填充装置3在将固态颗粒装入进料装置4，进料装置4将固态颗粒(如石料)送入到挤压磨损装置1形成一个循环。
进一步地，所述筛选装置2包括过滤板201和液压缸202、过滤挡板203和收集箱204，所述收集箱204的箱口处安装倾斜的过滤板201，过滤板201上设有过滤孔，可将碾压后的固态颗粒过滤至收集箱204中，所述液压缸202设置在过滤挡板203的前沿，当运载箱体301装载一定固态颗粒，重力传感器305向工控计算机发出信号，液压缸202开始工作用于抬起过滤挡板203，
进一步地，所述回收填充装置3包括运载箱体301、两根支架302、连杆303、升降液压缸304、重力传感器305；两侧固定两支架，支架与带有滑块的连杆303铰接，滑块与升降液压缸304相连接，重力传感器305用于感应运载箱体301的重量；升降液压缸受到重力传感器305控制，组成运载箱体抬升装置，可以实现固态颗粒的抬升并倒入进料装置4重复使用。
进一步地，所述进料装置4包括进料箱支架402、进料箱401、遮板403和推动液压缸404，所述进料箱401由进料箱支架402支撑固定于传送带101上方，进料箱401底部设有下料口，下料口由遮板403盖住，遮板403通过离心式速度传感器105根据伺服电机的速度，通过推动液压缸404的推动打开遮板403，决定进料箱401开合装置开放程度。
与现有技术相比本发明的优点在于：1、实验成本低，仿真程度较高，测得的实验数据真实可靠；2、实验系统可长时间工作，速度可调，实验方式较为灵活，可通过更换不同配重和材料的方式可改变实验目的；3、可回收固态颗粒用于二次实验，提高材料利用率；4、设有收集箱，统一收集石渣，保持试验工作环境整洁。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图；
图2为本发明实施例挤压磨损装置的结构示意图；
图3为本发明实施例筛选装置的结构示意图；
图4为本发明实施例回收填充装置的结构示意图；
图5为本发明实施例进料装置的结构示意图。
实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明做进一步详细说明。
如图1所述，一种滚压状态下的固态颗粒性能测定系统，包括：挤压磨损装置1、筛选装置2和回收填充装置3、进料装置4；其中磨损挤压装置1位于水平地面上，筛选装置2放置于挤压磨损装置1出口，回收填充装置3放置水平地面上，紧接筛选装置2。
如图2所述，挤压磨损装置1包括：传送带101、挡板102、传动带103、两组伺服电机104、速度传感器105、伺服电机支架106、实验滚轮支架107、实验滚轮108和传送带支架109；
所述传送带101装有四根牵引轴和八副支撑轮，其中4个牵引轴两侧固定8副支撑轮；
所述4根牵引轴中外侧两根牵引轴适当加长，牵引轴的两头均设有传送带支撑架109支撑固定整个挤压磨损装置1，
一组伺服电机104由可调节升降的固定台固定，与牵引轴高度等高，并连接实验滚轮108正下方牵引轴带动牵引轴转动，所述离心式速度传感器105该伺服电机104连接，可接收了解伺服电机104转速。
同时支撑轮位于牵引轴之间，起支撑传送带101的作用，支撑轮的轴适当延长，用于固定传送带两侧挡板102。
挡板两侧开有凹槽，凹槽用于放置实验滚轮轴，实验滚轮轴上安装实验滚轮108，其中一支撑轮与实验滚轮轴心对齐，用于承受来自实验滚轮108碾压石头向下的力；
所述两根实验滚轮支架107竖直固定于挤压磨损装置1两侧，实验滚轮支架107顶端与一根连杆轴连接，使连杆以实验滚轮支架107顶端为轴转动180°，连杆的另一头固定实验滚轮轴，实验滚轮轴放置于凹槽，保证压力由实验滚轮自身的配重产生；
所述实验滚轮108的轴适当加长，通过传动带103，与另一组伺服电机104形成传动，使得实验滚轮108具有一定速度。
如图3所述，所述筛选装置2包括过滤板201和液压缸202、过滤挡板203和收集箱204，所述收集箱204的箱口处安装倾斜的过滤板201，过滤板201上设有过滤孔，可将碾压后的固态颗粒过滤至收集箱204中，所述液压缸202设置在过滤挡板203的前沿，当运载箱体301装载一定固态颗粒，重力传感器305向工控计算机发出信号，液压缸202开始工作用于抬起过滤挡板203，
如图4所述，所述回收填充装置3包括运载箱体301、两根支架302、连杆303、升降液压缸304、重力传感器305；两侧固定两支架，支架与带有滑块的连杆303铰接，滑块与升降液压缸304相连接，重力传感器305用于感应运载箱体301的重量；升降液压缸受到重力传感器305控制，组成运载箱体抬升装置，可以实现固态颗粒的抬升并倒入进料装置4重复使用。
如图5所述，所述进料装置4包括进料箱支架402、进料箱401、遮板403、推动液压缸404，所述进料箱401由支架402支撑固定于传送带101上方，进料箱401底部设有下料口，下料口由遮板403盖住，电动遮板通过速度传感器105根据伺服电机的速度，通过推动液压缸404的推动打开遮板403，决定回收料箱开合装置开放程度。
一种基于上述系统的实验方法：
1.根据实际情况，选取相应的金属外壳在实验滚轮108上完成装配，并给实验滚轮加装相应配重，将实验滚轮108安装在挡板102的凹槽处就位。可以根据需要，调节滚轮配重，研究不同重量压力对滚轮及固态颗粒损伤的影响。
2.通过计算，得出伺服电机所需转速，实验过程需要的相对速度，并把相应数据输入工控计算机。根据需要，可以改变不同速度进行实验，分析滚动速度对滚轮及固态颗粒磨损的影响。
3.将一定量的固态颗粒放进进料装置4，开启伺服电机104，一定时间后，进料装置4的遮板403打开，固态颗粒进入传送带101，与套有实验金属外壳的实验滚轮108进行滚压摩擦，即开始实验，工控计算机记录实验时间、传送带实验滚轮的相对速度。
4.滚压后的固态颗粒通过筛选装置2过滤，较大的固态颗粒将进入回收填充装置3的运载箱体301内，工控计算机通过重力传感器305监控运载箱体301，当运载箱体301中的固态颗粒达到一定重量后，抬升装置启动，将运载箱体提升，并完成运载箱体301与进料装置4的对接，从而完成固态颗粒的二次回收利用，运载箱体301复位，重复上述过程，进行重复试验。调节过滤板201孔的间隙或大小，可以控制实验用固态颗粒的尺寸，研究不同颗粒大小的固态颗粒对滚轮损伤的影响。
5.总结整理实验数据，得出不同速度、不同压力和不同固态颗粒尺寸及硬度时的摩擦系数曲线。
6.实验结束后，卸下实验金属外壳，使用称重法和轮廓仪，测定实验滚轮的磨损量和磨损轮廓，参照上述实验数据，分析造成实验滚轮磨损的机理。
7.试验结束后，使用光镜和扫描电镜研究固态颗粒被滚压磨损后的尺寸变化和破坏情况，分析固态颗粒受滚压磨损的机理。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种滚压状态下的固态颗粒性能测定系统，其特征在于包括：挤压磨损装置（1）、筛选装置（2）、回收填充装置（3）和进料装置（4）；其中挤压磨损装置（1）位于水平地面上，筛选装置（2）放置于挤压磨损装置（1）出口，回收填充装置（3）放置水平地面上，紧接筛选装置（2）；
所述挤压磨损装置（1）包括：传送带（101）、挡板（102）、传动带（103）、两组伺服电机（104）、离心式速度传感器（105）、伺服电机支架（106）、实验滚轮支架（107）、实验滚轮（108）和传送带支架（109）；
所述传送带（101）装有四根牵引轴和八副支撑轮，其中四根牵引轴两侧固定八副支撑轮；
所述四根牵引轴中的外侧两根第二牵引轴适当加长，第二牵引轴的两头均设有传送带支架（109）支撑固定整个挤压磨损装置（1）；
一组伺服电机（104）由可调节升降的固定台固定，与牵引轴高度等高，并连接实验滚轮（108）正下方的第一牵引轴带动牵引轴转动，所述离心式速度传感器（105）与该伺服电机（104）连接，可接收了解伺服电机（104）转速；
同时支撑轮位于传送带之间，起支撑传送带（101）的作用，支撑轮的轴适当延长，用于固定传送带两侧挡板（102）；
挡板两侧开有凹槽，凹槽用于放置实验滚轮轴，实验滚轮轴上安装实验滚轮（108），其中一支撑轮与实验滚轮轴心对齐，用于承受来自实验滚轮（108）碾压石头向下的力；
两根所述实验滚轮支架（107）竖直固定于挤压磨损装置（1）两侧，实验滚轮支架（107）顶端与一根连杆轴连接，使连杆以实验滚轮支架（107）顶端为轴转动180°，连杆的另一头固定实验滚轮轴，实验滚轮轴放置于凹槽，保证压力由实验滚轮自身的配重产生；
所述实验滚轮（108）轴适当加长，通过传动带（103），与另一组伺服电机（104）形成传动，使得实验滚轮（108）具有一定速度；
所述筛选装置（2）用于过滤碎石，并将没有过滤的石块运送至回收填充装置（3），回收填充装置（3）再将石块装入进料装置（4），进料装置（4）将石块送入到挤压磨损装置（1）形成一个循环。
2.根据权利要求1所述的一种滚压状态下的固态颗粒性能测定系统，其特征在于：所述筛选装置（2）包括过滤板（201）和液压缸（202）、过滤挡板（203）和收集箱，所述收集箱的箱口处安装倾斜的过滤板（201），过滤板（201）上设有过滤孔，可将碎石过滤至收集箱中，所述液压缸（202）设置在过滤挡板（203）的前沿，当运载箱体（301）装载一定石块，重力传感器（305）向工控计算机发出信号，液压缸（202）开始工作用于抬起过滤板（201）。
3.根据权利要求1所述的一种滚压状态下的固态颗粒性能测定系统，其特征在于：所述回收填充装置（3）包括运载箱体（301）、两根支架（302）、连杆（303）、升降液压缸（304）和重力传感器（305）；筛选装置（2）的两侧固定两根支架（302），支架（302）与带有滑块的连杆（303）铰接，滑块与升降液压缸（304）相连接，重力传感器（305）用于感应运载箱体（301）的重量；升降液压缸受到重力传感器（305）控制，组成运载箱体抬升装置，可以实现石块的抬升并倒入进料装置（4）重复使用。
4.根据权利要求1所述的一种滚压状态下的固态颗粒性能测定系统，其特征在于：所述进料装置（4）包括进料箱支架（402）、进料箱（401）、遮板（403）和推动液压缸（404），所述进料箱（401）由进料箱支架（402）支撑固定于传送带（101）上方，进料箱（401）底部设有下料口，下料口由遮板（403）盖住，遮板（403）通过离心式速度传感器（105）根据伺服电机的速度，通过推动液压缸（404）的推动打开遮板（403），决定进料箱（401）开合装置开放程度。
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