CN108693039A - 一种颗粒状物料抗压强度测定装置及方法 - Google Patents

一种颗粒状物料抗压强度测定装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种颗粒状物料抗压强度测定装置及方法,所述装置包括工作台、送料器、拨料器、压溃机构、快速运动机构及伺服运动机构;送料器用于盛装颗粒试样并将颗粒试样逐个送往下料管,工作台上设有3个工作位,分别是接料位、压溃位和弃料位;下料管的出料口位于接料位上方,拨料器的转动拨料臂上设容料槽,容料槽能够在3个工作位之间移动;压溃机构包括升降机构及设于升降机构底部的压力传感器和压头;升降机构在第一升降驱动装置或第二升降驱动装置的驱动下实现不同速度的升降运动。本发明中的压溃机构可根据需要采用多种速度移动,且整个过程可通过控制系统自动完成,大大提高了实验效率、测量精度及实验的可重复性,增加实验数据的可靠性。

Description

一种颗粒状物料抗压强度测定装置及方法
技术领域
本发明涉及颗粒状物料机械性能检测技术领域,尤其涉及一种用于冶金球团矿或煤质颗粒活性炭等颗粒状物料进行抗压强度测定(压溃实验)的装置及方法。
背景技术
冶金物料中的球团矿抗压强度是指球团矿受压的最大破碎载荷,是表征球团矿机械强度的指标,球团矿的抗压强度高,炉窑内的粉末少,料层透气性好,因此也是检验球团质量的重要指标之一。煤质颗粒活性炭的耐压强度测定原理与前者基本相同,在工业应用过程中,是必测的指标。
在颗粒状物料抗压强度实验过程中,常用的是压溃实验,即将颗粒试样沿径向压溃,根据压溃载荷和颗粒试样的几何尺寸测定压溃值。目前用于进行颗粒状物料抗压强度实验的仪器普遍存在效率低下、自动化程度低、劳动强度高、所测数据的科学性和可靠性差等问题。例如在球团矿抗压强度实验过程中,要求压头以恒速15mm/min的速度垂直下降,相当于0.25mm/s,而完成一次单行程的垂直下降距离一般需要20mm,即需要用时80s;回程时间即便采取加快速度的措施最少也要10s,则总计完成一个颗粒试样的抗压强度实验至少需要90s。若要进行批量性实验时,例如一个批次做240个颗粒试样的实验,则总共需要6个小时,这种实验效率远远无法满足生产的要求.因此急需一种高效、科学、可靠的实验装置及方法。
发明内容
本发明提供了一种颗粒状物料抗压强度测定装置及方法,带有压头的压溃机构可由快速运动机构和伺服机构驱动,根据需要采用多种速度移动,且整个过程可通过控制系统自动完成,大大提高了实验效率、测量精度及实验的可重复性,增加实验数据的可靠性。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种颗粒状物料抗压强度测定装置,包括工作台、送料器、拨料器、压溃机构、快速运动机构及伺服运动机构;所述送料器用于盛装颗粒试样并将颗粒试样逐个送往下料管,下料管上设有下料控制装置;拨料器和压溃机构设于工作台上方,工作台上设有3个工作位,分别是接料位、压溃位和弃料位;下料管的出料口位于接料位上方,拨料器的转动拨料臂上设容料槽,容料槽能够在3个工作位之间移动;压溃机构包括升降机构及设于升降机构底部的压力传感器和压头;升降机构在第一升降驱动装置或第二升降驱动装置的驱动下实现不同速度的升降运动,第一升降驱动装置为快速运动机构中的快速运动电机,第二升降驱动装置为伺服运动机构中的伺服电机。
所述工作台由压溃板、下托板、废料仓、废料盒及底座组成,底座的顶部设下托板,下托板的中部设压溃板,接料位、压溃位和弃料位均设于压溃板上,且接料位和弃料位分别位于压溃位的两侧;压溃板上对应弃料位处开设弃料口,弃料口下方的底座内设废料仓,废料盒设于底座外侧,并与废料盒相连通。
所述送料器设于底座一侧的基座上,由料仓和设于料仓中的振动盘组成,料仓设物料出口与下料管相连,设于下料管上的下料控制装置为光电计数器或光电开关。
所述拨料器由拨料电机和转动拨料臂组成,拨料电机固定在下托板上,转动拨料臂位于下托板的上方,其一端与拨料电机的输出轴连接,另一端设容料槽;在拨料电机的带动下转动拨料臂能够水平转动,接料位、压溃位和弃料位设于容料槽经过的弧线上。
所述压溃机构由中托板、滑套、导向套、压头、压力传感器、升降丝杆和升降丝母组成;中托板通过多个立柱固定在下托板上方,导向套设于中托板上,滑套的顶部通过连接件与升降丝杆连接,压力传感器固定在滑套的上部,压头可滑动地与滑套连接,压头的底部伸出滑套之外,压力传感器位于压头上方并且与压头的顶部间隔一段距离;升降丝母固定在伺服运动机构的支承座中,升降丝杆在伺服电机驱动下旋转时,带动滑套沿导向套竖直升降移动。
所述快速运动机构由动托板、支承座、随动丝杆、随动丝母、丝杆座、轴承座、上托板、同步带、同步轮、主动轮及快速运动电机组成;2个随动丝杆设于升降丝杆的两侧,随动丝杆的底部由对应的丝杆座支撑,丝杆座与中托板固定连接;支承座的外侧设动托板,动托板两侧设随动丝母,随动丝杆向上依次穿过对应的随动丝母、轴承座与同步轮连接,同步轮通过同步带与主动轮传动连接,主动轮由快速运动电机驱动;轴承座及快速运动电机分别固定在上托板上;主动轮两侧的同步带外侧分别设张紧器;上托板上还设有限位套,升降丝杆的顶部由限位套限位支撑;在快速运动电机驱动下,2个同步轮带动2个随动丝杆同步旋转,带动压溃机构整体升降移动,在此过程中,滑套沿导向套滑动起导向作用。
所述伺服运动机构由伺服电机、蜗杆轴承座、蜗杆、蜗轮组成,蜗轮套装在升降丝杆上,伺服电机、蜗杆轴承座分别固定在动托板上,伺服电机的输出轴通过联轴器与蜗杆连接传动,蜗杆由两侧的蜗杆轴承座支撑,蜗杆与蜗轮啮合传动;在伺服电机驱动下,通过蜗轮蜗杆传动机构带动升降丝杆竖直升降移动,升降丝杆带动压头进行升降动作。
所述中托板上设有外壳,中托板以上所有部件均置于外壳中。
一种颗粒状物料抗压强度测定方法,包括如下步骤:
1)系统初始化:
通电后开始运行初期,装置各部分进行初始化操作,包括拨料器回复到机械零点位置,压溃机构回升到最高位置,快速运动机构回升到最高位置,压力传感器采集的数据清零,为接下来进行的颗粒状物料抗压强度实验做好准备;
2)压溃过程:
开始实验时,先启动拨料电机,转动转动拨料臂,使容料槽转动到接料位;启动送料器,当送料器送出一个颗粒试样到下料管中后,下料控制装置控制送料器暂停,颗粒试样经下料管直接落入转动拨料臂的容料槽中,然后拨料电机继续带动转动拨料臂转动,将颗粒试样送到压溃位;
启动快速运动电机,带动压溃机构以不小于20mm/s的速度整体下移到预定位置后停止;然后启动伺服电机,带动压溃机构继续以不小于10mm/s的速度向下运动,当压头碰触到颗粒试样后停止下移,然后压力传感器底部与压头接触,此时压溃机构的下移速度立即转换为15mm/min,压溃过程开始;记录压溃过程开始时压头的位置,由伺服电机的转动量确定压溃过程压头的实际位移量,当压头继续下移的距离为颗粒试样直径的50%时,压头停止移动,由压力传感器记录瞬间最大压溃力;
3)压溃机构回位;
压溃过程结束后,快速运动机构及伺服运动系统同时启动,带动压溃机构快速回至初始位置;当压头上升到转动拨料臂上方时,启动拨料电机带动转动拨料臂旋转,将转动拨料臂上的容料槽转至弃料位停止,压溃后的颗粒试样自动从弃料口下落到废料仓中,通过废料盒定期清理;
4)上述过程结束后,一次物料颗粒的压溃实验过程全部结束,重复步骤1)-步骤4),即可进行下一次实验。
所述送料器、下料控制装置、拨料电机、压力传感器、快速运动电机及伺服电机分别连接控制系统,由控制系统对步骤1)-步骤3)的过程进行自动控制。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)压溃机构升降运动分别由快速运动机构和伺服运动机构带动完成,可根据需要设定多种移动速度,节省辅助过程的时间,大大提高实验效率;
2)颗粒试样采用送料器自动上料,降低劳动强度;
3)由伺服电机的转动量确定压溃过程压头的实际位移量,采用压力传感器对瞬间最大压溃力进行检测,测定结果准确可靠,精确度高;
4)通过转动接料臂在接料位、压溃位和弃料位之间的移动,使设备具备自动取料和自动排废弃料功能;
5)所有操作过程均可通过控制系统进行控制,自动化程度高。
附图说明
图1是本发明所述一种颗粒状物料抗压强度测定装置的结构示意图。
图2是图1中的A-A视图。
图3是图1中的B-B视图。
图4是图1中的C-C视图。
图中:1.上托板 2.同步带 3.同步轮 4.轴承座 5.随动丝杆 6.随动丝母 7.丝杆座 8.立柱 9.下料管 10.下料控制装置 11.料仓 12.颗粒试样 13.基座 14.底座 15.废料盒 16.废料仓 17.拨料电机 18.下托板 19.压溃板 20.转动拨料臂 21.压头 22.中托板 23.导向套 24.滑套 25.压力传感器 26.连接件 27.升降丝母 28.升降丝杆 29.动托板 30.支承座 31.蜗轮 32.限位套 33.外壳 34.蜗杆轴承座 35.蜗杆 36.联轴器 37.伺服电机 38.快速运动电机 39.主动轮 40.张紧器 Ⅰ.接料位 Ⅱ.压溃位 Ⅲ.弃料位
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
如图1-图4所示,本发明所述一种颗粒状物料抗压强度测定装置,包括工作台、送料器、拨料器、压溃机构、快速运动机构及伺服运动机构;所述送料器用于盛装颗粒试样12并将颗粒试样12逐个送往下料管9,下料管9上设有下料控制装置;拨料器和压溃机构设于工作台上方,工作台上设有3个工作位,分别是接料位Ⅰ、压溃位Ⅱ和弃料位Ⅲ;下料管9的出料口位于接料位Ⅰ上方,拨料器的转动拨料臂20上设容料槽,容料槽能够在3个工作位之间移动;压溃机构包括升降机构及设于升降机构底部的压力传感器25和压头21;升降机构在第一升降驱动装置或第二升降驱动装置的驱动下实现不同速度的升降运动,第一升降驱动装置为快速运动机构中的快速运动电机38,第二升降驱动装置为伺服运动机构中的伺服电机37。
所述工作台由压溃板19、下托板18、废料仓16、废料盒15及底座14组成,底座14的顶部设下托板,下托板18的中部设压溃板19,接料位Ⅰ、压溃位Ⅱ和弃料位Ⅲ均设于压溃板19上,且接料位Ⅰ和弃料位Ⅲ分别位于压溃位Ⅱ的两侧;压溃板19上对应弃料位Ⅲ处开设弃料口,弃料口下方的底座14内设废料仓16,废料盒15设于底座14外侧,并与废料盒15相连通。
所述送料器设于底座14一侧的基座13上,由料仓11和设于料仓11中的振动盘组成,料仓11设物料出口与下料管9相连,设于下料管9上的下料控制装置10为光电计数器或光电开关。
所述拨料器由拨料电机17和转动拨料臂20组成,拨料电机17固定在下托板18上,转动拨料臂20位于下托板18的上方,其一端与拨料电机17的输出轴连接,另一端设容料槽;在拨料电机17的带动下转动拨料臂20能够水平转动,接料位Ⅰ、压溃位Ⅱ和弃料位Ⅲ设于容料槽经过的弧线上。
所述压溃机构由中托板22、滑套24、导向套23、压头21、压力传感器25、升降丝杆28和升降丝母27组成;中托板22通过多个立柱8固定在下托板18上方,导向套23设于中托板22上,滑套24的顶部通过连接件26与升降丝杆28连接,压力传感器25固定在滑套24的上部,压头21可滑动地与滑套24连接,压头21的底部伸出滑套24之外,压力传感器25位于压头21上方并且与压头21的顶部间隔一段距离;升降丝母27固定在伺服运动机构的支承座30中,升降丝杆28在伺服电机37驱动下旋转时,带动滑套24沿导向套23竖直升降移动。
所述快速运动机构由动托板29、支承座30、随动丝杆5、随动丝母6、丝杆座7、轴承座4、上托板1、同步带2、同步轮3、主动轮39及快速运动电机38组成;2个随动丝杆5设于升降丝杆28的两侧,随动丝杆5的底部由对应的丝杆座7支撑,丝杆座7与中托板22固定连接;支承座30的外侧设动托板29,动托板29两侧设随动丝母6,随动丝杆5向上依次穿过对应的随动丝母6、轴承座4与同步轮3连接,同步轮3通过同步带2与主动轮39传动连接,主动轮39由快速运动电机38驱动;轴承座4及快速运动电机38分别固定在上托板1上;主动轮39两侧的同步带3外侧分别设张紧器40;上托板1上还设有限位套32,升降丝杆28的顶部由限位套32限位支撑;在快速运动电机38驱动下,2个同步轮3带动2个随动丝杆5同步旋转,带动压溃机构整体升降移动,在此过程中,滑套24沿导向套23滑动起导向作用。
所述伺服运动机构由伺服电机37、蜗杆轴承座34、蜗杆35、蜗轮31组成,蜗轮31套装在升降丝杆28上,伺服电机37、蜗杆轴承座34分别固定在动托板29上,伺服电机37的输出轴通过联轴器36与蜗杆35连接传动,蜗杆35由两侧的蜗杆轴承座34支撑,蜗杆35与蜗轮31啮合传动;在伺服电机37驱动下,通过蜗轮蜗杆传动机构带动升降丝杆28竖直升降移动,升降丝杆28带动压头21进行升降动作。
所述中托板22上设有外壳33,中托板22以上所有部件均置于外壳33中。
一种颗粒状物料抗压强度测定方法,包括如下步骤:
1)系统初始化:
通电后开始运行初期,装置各部分进行初始化操作,包括拨料器回复到机械零点位置,压溃机构回升到最高位置,快速运动机构回升到最高位置,压力传感器25采集的数据清零,为接下来进行的颗粒状物料抗压强度实验做好准备;
2)压溃过程:
开始实验时,先启动拨料电机17,转动转动拨料臂20,使容料槽转动到接料位Ⅰ;启动送料器,当送料器送出一个颗粒试样到下料管9中后,下料控制装置10控制送料器暂停,颗粒试样经下料管9直接落入转动拨料臂20的容料槽中,然后拨料电机17继续带动转动拨料臂20转动,将颗粒试样送到压溃位Ⅱ;
启动快速运动电机38,带动压溃机构以不小于20mm/s的速度整体下移到预定位置后停止;然后启动伺服电机37,带动压溃机构继续以不小于10mm/s的速度向下运动,当压头21碰触到颗粒试样12后停止下移,然后压力传感器25底部与压头21接触,此时压溃机构的下移速度立即转换为15mm/min,压溃过程开始;记录压溃过程开始时压头21的位置,由伺服电机37的转动量确定压溃过程压头21的实际位移量,当压头21继续下移的距离为颗粒试样12直径的50%时,压头21停止移动,由压力传感器25记录瞬间最大压溃力;
3)压溃机构回位;
压溃过程结束后,快速运动机构及伺服运动系统同时启动,带动压溃机构快速回至初始位置;当压头21上升到转动拨料臂20上方时,启动拨料电机17带动转动拨料臂20旋转,将转动拨料臂20上的容料槽转至弃料位Ⅲ停止,压溃后的颗粒试样12自动从弃料口下落到废料仓16中,通过废料盒15定期清理;
4)上述过程结束后,一次物料颗粒12的压溃实验过程全部结束,重复步骤1)-步骤4),即可进行下一次实验。
所述送料器、下料控制装置10、拨料电机17、压力传感器25、快速运动电机38及伺服电机37分别连接控制系统,由控制系统对步骤1)-步骤3)的过程进行自动控制。
本发明中,所述送料器中的振动盘为市售成品,其能够将颗粒试样12逐一自料仓11上的物料出口送出,由光电计数器或光电开关控制每次经下料管9送出的颗粒试样12为一个,根据颗粒试样12每批次的实验用量确定料仓11的容积。
如图2所示,由送料器送出的颗粒试样12经过下料管9后自出料口落下,直接落入到转动拨料臂20上的容料槽中,即接料位Ⅰ,转动拨料臂20接料完成后顺时针(如图所示方向)水平旋转一定角度,使容料槽到达压溃位Ⅱ后停止,由压头21下移并按标准规定的加压速度完成对颗粒物料12的压溃操作;压溃过程完成后,转动拨料臂20继续顺时针水平转动一定角度到达弃料位Ⅲ,将被压溃的颗粒试样12自弃料口送入废料仓16中,废料仓16通向废料盒15的底面为斜面,废料堆积在废料盒15中,当一个或几个批次的压溃实验完成后,将废料盒15自工作平台上取下,即可方便地对废料进行倾倒处理。
压溃机构中的中托板22作为压溃机构与工作平台的连接件及受力的支撑件,中托板22由4根立柱8支撑。当蜗杆35在伺服电机37带动下旋转时,蜗轮31带动升降丝母27旋转,并使升降丝杆28产生竖直位移运动,滑套24通过连接件26与升降丝杆28连接,压力传感器25固定在滑套24中,当升降丝杆28升降时滑套24沿导向套23运动。压头21可滑动地与滑套24连接,压头21顶部与压力传感器25的底面之间预留一个距离,当压头21碰触到颗粒试样12时,压头21先向上产生微量滑动然后与压力传感器25接触,从而保证压溃开始时间的准确性,压溃开始后,由压力传感器25将压力信号实时传送到控制系统换算为实际压力值。
在伺服运动机构中采用伺服电机37的主要目的是使压溃力的输出平滑无脉震,其在这方面的性能优于步进电机。另外,伺服电机37可实现对蜗轮蜗杆、丝杆丝母传动后转换的垂直位移量进行精确控制,因为伺服电机37在接受控制脉冲时,其位移量与控制脉冲数量相对应,这样就可通过送出多少个脉冲量而计算出位移量,能够为后续计算颗粒试样12的直径提供高可靠、高精度的测量手段;本发明中,将伺服电机37的驱动速度设定为两种模式,一是快速进给,二是压溃进给。快速进给的设计速度为10mm/s,当压溃进给时其速度将按相关国家标准规定的速度运行,标准速度为:15mm/min(0.25mm/s)。
在快速运动机构中,当快速运动电机38启动时,输出动力通过主动轮39、同步带2传递到同步轮3,由同步轮3带动随动丝杆5产生旋转,当随动丝杆5旋转时与其配合的随动丝母6则产生竖直位移,从而带动动托板29及其上的所有部件整体做竖直升降运动;快速运动电机38优选步进电机,因其能够接受控制指令按脉冲控制数量行进;本发明中将该电机定义为快速运动电机,是指其用于产生较快速度的位移,设计目标按20mm/s,它可以在更短的时间内使压溃机构移动到指定位置。
采用本发明所述方法后进行压溃实验的效率计算:
1)设计垂直位移最大行程为20mm,压溃机构向下移动的距离一般设置为5mm,快速运动机构驱动压溃机构下移的速度为20mm/s,行走5mm用时0.25s;
2)当伺服运动机构驱动压溃机构向下移动时,初始以快速运动方式移动,进给速度为10mm/s,若颗粒试样12的直径按最大尺寸12.5mm计算,则快速运动阶段需要走2.5mm,用时为0.25s;
3)当压溃开始后,压头21以标准速度15mm/min移动,向下压溃位移量为12.5/2=6.25mm(即需要向下移动的距离),固定用时6.25mm/(0.25mm/s)=25s;
4)回升阶段:压溃机构回升过程中全程按快速运动方式运行,最大用时为13.75mm/20mm/s=0.69s;
5)转动拨料臂20上废料的排出作时间不超过0.5s,而且是在压溃机构回升的同时完成的,所以不占用总时间;
6)将上述计算的时间进行合计,则完成一次颗粒试样12压溃实验的全部时间为:0.25s+0.25s+25s+0.69s=26.2s。
而目前采用其他常规方法完成一个颗粒试样抗压强度测试时的总用时最少也要90s,据此计算,本发明所述方法的效率是目前其他常规方法效率的3倍以上,大大提高了工作效率;另外,本发明所述装置结构小巧,并可配套计算机控制系统实现全自动操作,工作过程中无需人为干预,最终由计算机进行数据统计并根据要求汇总实验结果即可。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种颗粒状物料抗压强度测定装置,其特征在于,包括工作台、送料器、拨料器、压溃机构、快速运动机构及伺服运动机构;所述送料器用于盛装颗粒试样并将颗粒试样逐个送往下料管,下料管上设有下料控制装置;拨料器和压溃机构设于工作台上方,工作台上设有3个工作位,分别是接料位、压溃位和弃料位;下料管的出料口位于接料位上方,拨料器的转动拨料臂上设容料槽,容料槽能够在3个工作位之间移动;压溃机构包括升降机构及设于升降机构底部的压力传感器和压头;升降机构在第一升降驱动装置或第二升降驱动装置的驱动下实现不同速度的升降运动,第一升降驱动装置为快速运动机构中的快速运动电机,第二升降驱动装置为伺服运动机构中的伺服电机。
2.根据权利要求1所述的一种颗粒状物料抗压强度测定装置,其特征在于,所述工作台由压溃板、下托板、废料仓、废料盒及底座组成,底座的顶部设下托板,下托板的中部设压溃板,接料位、压溃位和弃料位均设于压溃板上,且接料位和弃料位分别位于压溃位的两侧;压溃板上对应弃料位处开设弃料口,弃料口下方的底座内设废料仓,废料盒设于底座外侧,并与废料盒相连通。
3.根据权利要求1所述的一种颗粒状物料抗压强度测定装置,其特征在于,所述送料器设于底座一侧的基座上,由料仓和设于料仓中的振动盘组成,料仓设物料出口与下料管相连,设于下料管上的下料控制装置为光电计数器或光电开关。
4.根据权利要求1所述的一种颗粒状物料抗压强度测定装置,其特征在于,所述拨料器由拨料电机和转动拨料臂组成,拨料电机固定在下托板上,转动拨料臂位于下托板的上方,其一端与拨料电机的输出轴连接,另一端设容料槽;在拨料电机的带动下转动拨料臂能够水平转动,接料位、压溃位和弃料位设于容料槽经过的弧线上。
5.根据权利要求1所述的一种颗粒状物料抗压强度测定装置,其特征在于,所述压溃机构由中托板、滑套、导向套、压头、压力传感器、升降丝杆和升降丝母组成;中托板通过多个立柱固定在下托板上方,导向套设于中托板上,滑套的顶部通过连接件与升降丝杆连接,压力传感器固定在滑套的上部,压头可滑动地与滑套连接,压头的底部伸出滑套之外,压力传感器位于压头上方并且与压头的顶部间隔一段距离;升降丝母固定在伺服运动机构的支承座中,升降丝杆在伺服电机驱动下旋转时,带动滑套沿导向套竖直升降移动。
6.根据权利要求1所述的一种颗粒状物料抗压强度测定装置,其特征在于,所述快速运动机构由动托板、支承座、随动丝杆、随动丝母、丝杆座、轴承座、上托板、同步带、同步轮、主动轮及快速运动电机组成;2个随动丝杆设于升降丝杆的两侧,随动丝杆的底部由对应的丝杆座支撑,丝杆座与中托板固定连接;支承座的外侧设动托板,动托板两侧设随动丝母,随动丝杆向上依次穿过对应的随动丝母、轴承座与同步轮连接,同步轮通过同步带与主动轮传动连接,主动轮由快速运动电机驱动;轴承座及快速运动电机分别固定在上托板上;主动轮两侧的同步带外侧分别设张紧器;上托板上还设有限位套,升降丝杆的顶部由限位套限位支撑;在快速运动电机驱动下,2个同步轮带动2个随动丝杆同步旋转,带动压溃机构整体升降移动,在此过程中,滑套沿导向套滑动起导向作用。
7.根据权利要求1所述的一种颗粒状物料抗压强度测定装置,其特征在于,所述伺服运动机构由伺服电机、蜗杆轴承座、蜗杆、蜗轮组成,蜗轮套装在升降丝杆上,伺服电机、蜗杆轴承座分别固定在动托板上,伺服电机的输出轴通过联轴器与蜗杆连接传动,蜗杆由两侧的蜗杆轴承座支撑,蜗杆与蜗轮啮合传动;在伺服电机驱动下,通过蜗轮蜗杆传动机构带动升降丝杆竖直升降移动,升降丝杆带动压头进行升降动作。
8.根据权利要求1所述的一种颗粒状物料抗压强度测定装置,其特征在于,所述中托板上设有外壳,中托板以上所有部件均置于外壳中。
9.一种颗粒状物料抗压强度测定方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)系统初始化:
通电后开始运行初期,装置各部分进行初始化操作,包括拨料器回复到机械零点位置,压溃机构回升到最高位置,快速运动机构回升到最高位置,压力传感器采集的数据清零,为接下来进行的颗粒状物料抗压强度实验做好准备;
2)压溃过程:
开始实验时,先启动拨料电机,转动转动拨料臂,使容料槽转动到接料位;启动送料器,当送料器送出一个颗粒试样到下料管中后,下料控制装置控制送料器暂停,颗粒试样经下料管直接落入转动拨料臂的容料槽中,然后拨料电机继续带动转动拨料臂转动,将颗粒试样送到压溃位;
启动快速运动电机,带动压溃机构以不小于20mm/s的速度整体下移到预定位置后停止;然后启动伺服电机,带动压溃机构继续以不小于10mm/s的速度向下运动,当压头碰触到颗粒试样后停止下移,然后压力传感器底部与压头接触,此时压溃机构的下移速度立即转换为15mm/min,压溃过程开始;记录压溃过程开始时压头的位置,由伺服电机的转动量确定压溃过程压头的实际位移量,当压头继续下移的距离为颗粒试样直径的50%时,压头停止移动,由压力传感器记录瞬间最大压溃力;
3)压溃机构回位;
压溃过程结束后,快速运动机构及伺服运动系统同时启动,带动压溃机构快速回至初始位置;当压头上升到转动拨料臂上方时,启动拨料电机带动转动拨料臂旋转,将转动拨料臂上的容料槽转至弃料位停止,压溃后的颗粒试样自动从弃料口下落到废料仓中,通过废料盒定期清理;
4)上述过程结束后,一次物料颗粒的压溃实验过程全部结束,重复步骤1)-步骤4),即可进行下一次实验。
10.如权利要求9所述的一种颗粒状物料抗压强度测定方法,其特征在于,所述送料器、下料控制装置、拨料电机、压力传感器、快速运动电机及伺服电机分别连接控制系统,由控制系统对步骤1)-步骤3)的过程进行自动控制。
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