CN109342316B - 一种砂带使用寿命检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及砂带磨削领域，提供了一种砂带使用寿命检测装置，包括：动力装置、曲柄滑块机构、砂带装夹机构以及称重装置，曲柄滑块机构包括传动连接的滑块与曲柄，动力装置与曲柄连接传动，滑块与工件连接，砂带张紧设置于砂带装夹机构，并与工件的上表面接触，称重装置用于给工件称重。本发明还公开一种砂带使用寿命检测方法，将电机输出的转矩转化为直线往复运动，进行砂带磨削；取下工件称重，达到材料去除率预设值后计算砂带使用寿命。本发明结构简单紧凑，方便大规模生产推广利用，本发明利用材料去除率这一磨削性能指标进行砂带磨损情况判断，进而得出砂带的使用寿命，测试过程简洁，实用易推广。
Description
技术领域
本发明涉及砂带磨削技术领域，特别是涉及一种砂带使用寿命检测装置及方法。
背景技术
砂带磨削作为一种新兴的高效、节能切削工艺，是一个充满活力和不断发展的技术领域。自二战期间美国首先在兵器制造业中应用砂带磨削金属材料起,砂带磨削便开始在全球范围内迅速发展。砂带的特殊结构使得磨削热更易散发,砂带磨削温度的变化比较平缓,故表现出“冷态磨削”的特点，降低了对工件表面的磨削灼伤。不同于砂轮等固结磨具的刚性磨削，砂带使用可挠性基材，具有弹性磨削的特性，同时在应用技术上实现了由手工打磨向以机械磨削为主的过渡，由此成为磨料磨具产业中发展迅速、应用十分普遍的一大类别。砂带作为涂附磨具中磨削效率最高的磨具，被广泛应用于金属加工和木材加工领域。但在目前的实际使用中，由于相应的技术差别以及砂带产品的规格、种类不一，无法提供较准确的砂带使用寿命提高了产品的降等率，影响用户的规模化连续生产。判别砂带使用是否已到期，主要依据其磨损情况，当进入磨损末期，砂带的使用寿命也就终结，说明需要更换新的砂带。磨损是否进入末期，主要由下列参数反映：
1)材料去除率(或称磨削效率)。当其下降到规定的数值时，即可认为对本项磨削(给定磨削用量和其他条件)来说，砂带使用寿命已经到期。
2)磨削力。当磨削过程中磨削力超过某一规定值时，也可判断砂带使用寿命到期。
3)磨削温度。磨削过程中，如果磨削温度超过了规定的标准，则也可认为砂带使用寿命到期。
基于以上参数，目前没有较为简便的方法和设备来测试砂带的使用寿命，而一个稳定的砂带使用寿命参考值对于相关生产企业来说则非常重要。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种砂带使用寿命检测装置及方法，解决现有技术中无法测出砂带使用寿命的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种砂带使用寿命检测装置，包括：动力装置、曲柄滑块机构、砂带装夹机构以及称重装置，所述曲柄滑块机构包括传动连接的滑块与曲柄，所述动力装置与所述曲柄连接传动，所述滑块与工件连接，砂带张紧设置于所述砂带装夹机构，并与所述工件的上表面接触，所述称重装置用于给所述工件称重。
其中，还包括磨削压力调节装置，所述磨削压力调节装置放置于所述砂带上。
其中，还包括基座，所述基座设于所述工件上方，所述砂带装夹机构安装于所述基座的两端，所述磨削压力调节装置设置于所述基座内，所述砂带从所述基座的底部穿过。
其中，还包括竖直滑轨，所述基座可滑动安装于所述竖直滑轨。
其中，还包括水平滑轨和工件夹具，所述工件夹具夹持所述工件，所述工件夹具可滑动安装于所述水平滑轨。
其中，还包括销轴和搭钩，所述销轴的一端与所述滑块连接，所述销轴与搭钩可拆卸连接，所述搭钩与所述工件连接。
其中，还包括传动装置，所述传动装置包括主动链轮、从动链轮和链条，所述主动链轮与所述动力装置传动连接，所述链条均与所述主动链轮和所述从动链轮啮合连接，所述从动链轮与所述曲柄传动连接。
其中，还包括大凸轮机构和横条，所述大凸轮机构与所述主动链轮同轴转动，所述横条的一端设置于所述大凸轮机构的上方，另一端与所述基座连接。
其中，还包括挡板、计数器、光电开关以及反光板，所述光电开关和所述反光板相对设置，所述挡板与所述工件连接，并在所述光电开关附近所在区域移动，所述计数器用于检测所述光电开关的开关次数。
本发明还公开一种砂带使用寿命检测方法，其特征在于，包括：
动力装置输出转矩，通过曲柄滑块机构将转矩转化为直线往复运动，并带动工件在砂带装夹机构下方进行砂带磨削，记录砂带磨削的次数；
取下工件，对工件进行称重；
若工件材料去除率达到预设值，则本次砂带磨削次数乘以一次磨削的时间为砂带的使用寿命，若工件材料去除率没有达到预设值，则将工件重复进行砂带磨削。
(三)有益效果
本发明提供的一种砂带使用寿命检测装置及方法，其结构简单紧凑，方便大规模生产推广利用，本发明利用材料去除率这一磨削性能指标进行砂带磨损情况判断，进而得出砂带的使用寿命，测试过程简洁，实用易推广。
附图说明
图1为本发明一种砂带使用寿命检测装置的结构示意图；
图2为本发明一种砂带使用寿命检测装置的后视图；
图3为本发明一种砂带使用寿命检测装置的A-A剖面图；
图4为本发明一种砂带使用寿命检测装置的俯视图；
图5为本发明一种砂带使用寿命检测装置的左视图；
图6为本发明一种砂带使用寿命检测装置的D-D剖视图；
图7为本发明一种砂带使用寿命检测装置的销轴和搭钩的局部细节图。
图中：1、控制面板；2、计数器；3、反光板；4、传动箱；5、电机；6、从动链轮；7、主动链轮；8、滚子链；9、曲柄滑块机构；10、横条；11、大凸轮机构；12、小凸轮机构；13、工件夹具；14、水平滑轨；15、竖直滑轨；16、砂带装夹机构；17、砝码；18、销轴；19、搭钩；20、光电开关；21、挡板；22、手柄；23、气力除尘接口；24、蜗轮；25、蜗杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图7所示，本发明公开一种砂带使用寿命检测装置，包括：动力装置、曲柄滑块机构9、砂带装夹机构16以及称重装置，所述曲柄滑块机构9包括传动连接的滑块与曲柄，所述动力装置与所述曲柄连接传动，所述滑块与工件连接，砂带张紧设置于所述砂带装夹机构16，并与所述工件的上表面接触，所述称重装置用于给所述工件称重。
具体地，本发明的动力装置可采用电机5对整个装置提供动力，其输出的转矩通过曲柄滑块机构9转化为直线往复运动。通过控制电机5的工作状态，使工件完成一次或多次砂带磨削，取下工件，通过称重装置测定工件质量并计算材料去除率，当材料去除率达到某一设定值时，此时的砂带磨削次数乘以一次砂带磨削所用时间就是砂带的使用寿命。其中，砂带装夹机构16用于张紧砂带，与磨削压力调节装置共同保证砂带与工件之间滑擦、耕犁、切削作用和对工件表面的挤压作用，保证了工件与砂带之间磨削质量。
本发明提供的一种砂带使用寿命检测装置及方法，其结构简单紧凑，方便大规模生产推广利用，本发明利用材料去除率这一磨削性能指标进行砂带磨损情况判断，进而得出砂带的使用寿命，测试过程简洁，实用易推广。
其中，还包括磨削压力调节装置，所述磨削压力调节装置放置于所述砂带上。本实施例中的磨削压力调节装置可以通过增减砝码17来调节砂带对工件的磨削压力大小。
其中，还包括基座，所述基座设于所述工件上方，所述砂带装夹机构16安装于所述基座的两端，所述磨削压力调节装置设置于所述基座内，所述砂带从所述基座的底部穿过。本实施例设置一个基座，将磨削压力调节装置和砂带装夹机构16集成在基座上，基座底部为砂带和工件，相当于将基座、磨削压力调节装置和砂带装夹机构16的重量压在砂带上，并作用在工件上，作为工件在磨削过程中所承受的磨削压力。
其中，还包括竖直滑轨15，所述基座可滑动安装于所述竖直滑轨15。本实施例中的基座可通过在竖直滑轨15上上下移动，当测试完毕后，可以将基座沿竖直滑轨15向上滑动，取出工件。优选地，本实施例还设置有手柄22和小凸轮机构12，通过摇动手柄22带动小凸轮机构12，使基座在竖直滑轨15上上下移动，方便调节基座的竖向位置，便于将工件取出。
其中，还包括还包括水平滑轨14和工件夹具13，所述工件夹具13夹持所述工件，所述工件夹具13可滑动安装于所述水平滑轨14。本实施例中的工件安装在工件夹具13上，并在水平滑轨14上滑动，保证工件的固定相对于砂带不会纵向晃动，保证工件仅进行直线往复运动，调高测试精准性。
其中，还包括销轴18和搭钩19，所述销轴18的一端与所述滑块连接，所述销轴18与搭钩19可拆卸连接，所述搭钩19与所述工件连接。通过销轴18与搭钩19连接在曲柄滑块机构9和工件之间，可以通过销轴18与搭钩19的连接状态，调整曲柄滑块机构9和工件之间的连接状态。具体地，当销轴18与搭钩19两者搭接时，曲柄滑块机构9的滑块带动工件左右移动；当销轴18与搭钩19两者脱离时，工件不随曲柄滑块机构9的滑块运动，此时可以将工件取下。优选地，搭钩19连接在工件夹具13所在的平台，进而带动工件移动，这个平台可以在水平滑轨14上横向滑动。本实施例中也可以采用其他可拆卸部件代替销轴18与搭钩19的结构，例如锁销、卡接或螺纹连接等，以实现两者可拆卸连接，便于将工件取下。
其中，还包括传动装置，所述传动装置包括主动链轮7、从动链轮6和链条，所述主动链轮7与所述动力装置传动连接，所述链条均与所述主动链轮7和所述从动链轮6啮合连接，所述从动链轮6与所述曲柄传动连接。本实施例可以通过主动链轮7和从动链轮6之间的传动比来调整工件每次直线往复运动的长度。优选地，本实施例的链条可以选用滚子链8等链条。
其中，还包括大凸轮机构11和横条10，所述大凸轮机构11与所述主动链轮7同轴转动，所述横条10的一端设置于所述大凸轮机构11的上方，另一端与所述基座连接。本实施例的主动链轮7转动过程中带动大凸轮机构11转动，将横条10顶起，此时横条10将基座抬起，使得砂带不与工件接触，运用大凸轮机构11合理设计，使得横条10带动基座周期性地竖向抬升，即工件在往复直线运动的回程中不与砂带接触，可实现工件在一个往复直线运动过程中仅被砂带定向磨削一次。
其中，所述传动装置还包括相互啮合的蜗轮24和蜗杆25，所述蜗杆25与所述动力装置的输出轴传动连接，所述蜗轮24与所述主动链轮7传动连接。本实施例的蜗轮24和蜗杆25用于传递电机5的转矩给主动链轮7，蜗轮24和蜗杆25均设置在一个传动箱4内。
其中，还包括挡板21、计数器2、光电开关20以及反光板3，所述光电开关20和所述反光板3相对设置，所述挡板21与所述工件连接，并在所述光电开关20附近所在区域移动，所述计数器2用于检测所述光电开关20的开关次数。本实施例中的挡板21可以设置在工件夹具13所在的平台上，与其一同运动，当工件往复运动时，挡板21也会移动，当挡板21挡在光电开关20和反光板3之间时，计数器2进行计数，实现精确计数，可以通过计数器2反映工件和砂带之间的磨削次数，方便计算。
其中，还包括控制面板1和计时器，可以对装置中的各个部件的工作状态进行控制，也可以显示计数器2的计数结果，计时器用于计量工件进行一次磨削操作所用时间。
其中，还包括底座，将上述各部件均安装在底座上，并开设有气力除尘接口23。
本发明还公开一种砂带使用寿命检测方法，包括：
动力装置输出转矩，通过曲柄滑块机构9将转矩转化为直线往复运动，并带动工件在砂带装夹机构16下方进行砂带磨削，记录砂带磨削的次数；
取下工件，对工件进行称重；
若工件材料去除率达到预设值，则本次砂带磨削次数乘以一次磨削的时间为砂带的使用寿命，若工件材料去除率没有达到预设值，则将工件重复进行砂带磨削。
具体地，S1、在检测开始前，先将气力除尘接口23与除尘风道连接；
S2、打开传动箱4，给蜗轮24蜗杆25滴加润滑油后，关闭并密封传动箱4，同时给链条、水平滑轨14和竖直滑轨15滴加润滑油；
S3、将测试用窄砂带装夹在砂带装夹机构16，同时通过增减砝码17达到设定的磨削压力，装夹好特定类型材料的工件后，转动手柄22带动小凸轮机构12使得基座竖向抬升，沿竖直滑轨15手动推入工件平台并将销轴18与搭钩19联结，再次转动手柄22至相应位置使得砝码17压力施加在工件表面。启动气力除尘装置，按控制面板1上的启动按钮，启动电机5，电机5输出轴转动，通过蜗轮24蜗杆25、链传动、曲柄滑块机构9使得工件作往复直线运动，在设定的链传动传动比下，还设置有大凸轮机构11和横条10，大凸轮机构11与主动链轮7同轴转动，横条10一端设置在大凸轮机构11的上方，另一端与基座连接，主动链轮7转动过程中带动大凸轮机构11转动，将横条10顶起，此时横条10将基座抬起，使得砂带不与工件接触。运用大凸轮机构11合理设计，使得横条10带动基座周期性地竖向抬升，可实现工件在一个往复直线运动过程中仅被砂带定向磨削一次；
S4、合理放置光电开关20及反光板3的位置，通过作往复直线运动的挡板21实现精确计数。依据不同材料，每隔一定磨削次数取出工件进行称重，此时关闭气力除尘装置以及按控制面板1上的关闭按钮，停止电机5，转动手柄22带动小凸轮机构12，将销轴18与搭钩19脱离并沿水平滑轨14推出工件平台，取出工件。进行称重，当材料去除率达到某一规定值时，即可认为当前次数乘以一次磨削的时间为此砂带的使用寿命，若材料去除率没有达到规定值，则重新装夹工件，继续进行砂带磨削。
本发明提供的一种砂带使用寿命检测装置及方法，其结构简单紧凑，方便大规模生产推广利用，本发明利用材料去除率这一磨削性能指标进行砂带磨损情况判断，进而得出砂带的使用寿命，测试过程简洁，实用易推广。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种砂带使用寿命检测方法，其特征在于，使用一种砂带使用寿命检测装置检测，所述砂带使用寿命检测装置包括：动力装置、曲柄滑块机构、砂带装夹机构以及称重装置，所述曲柄滑块机构包括传动连接的滑块与曲柄，所述动力装置与所述曲柄连接传动，所述滑块与工件连接，砂带张紧设置于所述砂带装夹机构，并与所述工件的上表面接触，所述称重装置用于给所述工件称重；
还包括挡板、计数器、光电开关以及反光板，所述光电开关和所述反光板相对设置，所述挡板与所述工件连接，并在所述光电开关附近所在区域移动，所述计数器用于检测所述光电开关的开关次数；
还包括磨削压力调节装置，所述磨削压力调节装置放置于所述砂带上；
还包括基座，所述基座设于所述工件上方，所述砂带装夹机构安装于所述基座的两端，所述磨削压力调节装置设置于所述基座内，所述砂带从所述基座的底部穿过；
还包括传动装置，所述传动装置包括主动链轮、从动链轮和链条，所述主动链轮与所述动力装置传动连接，所述链条均与所述主动链轮和所述从动链轮啮合连接，所述从动链轮与所述曲柄传动连接；
还包括大凸轮机构和横条，所述大凸轮机构与所述主动链轮同轴转动，所述横条的一端设置于所述大凸轮机构的上方，另一端与所述基座连接；
所述砂带使用寿命检测方法，包括：
动力装置输出转矩，通过曲柄滑块机构将转矩转化为直线往复运动，并带动工件在砂带装夹机构下方进行砂带磨削，记录砂带磨削的次数；
取下工件，对工件进行称重；
若工件材料去除率达到预设值，则本次砂带磨削次数乘以一次磨削的时间为砂带的使用寿命，若工件材料去除率没有达到预设值，则将工件重复进行砂带磨削。
2.如权利要求1所述的砂带使用寿命检测方法，其特征在于，还包括竖直滑轨，所述基座可滑动安装于所述竖直滑轨。
3.如权利要求1所述的砂带使用寿命检测方法，其特征在于，还包括水平滑轨和工件夹具，所述工件夹具夹持所述工件，所述工件夹具可滑动安装于所述水平滑轨。
4.如权利要求1所述的砂带使用寿命检测方法，其特征在于，还包括销轴和搭钩，所述销轴的一端与所述滑块连接，所述销轴与搭钩可拆卸连接，所述搭钩与所述工件连接。
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