CN110031351B - 一种基于控制能量的冲切磨损试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，弥补了现有诸多摩擦磨损测试装置及研究方法的不足。基于控制能量的冲切磨损试验装置主要包括机架，切向直线电机，试样夹具，冲击直线电机，用于实时反馈直线电机运动的精密磁栅传感器，冲击块，用于控制冲击块运动的电吸盘和硅钢片，用于采集冲击力和切向力的压力传感器，以及用于采集冲击块运动及试样切向运动的光栅传感器。本发明采用控制速度和质量的方法来控制冲击块能量的设计，通过冲切耦合的运动方式实现了冲击和切向的复合式磨损，有效的克服了现有试验机仅通过力的角度来研究冲切磨损过程的缺陷。

Description

一种基于控制能量的冲切磨损试验装置

技术领域

本发明属于实验装置，具体涉及一种基于控制能量的冲切磨损试验装置。

背景技术

冲切磨损是两个固体表面之间反复动态接触、撞击造成的材料界面损伤。冲切磨损广泛存在于人们的生活与生产中，如：航空航天、轨道交通、核电、等各领域，冲切磨损会严重降低重要零部件的工作效率、精度、可靠性，也是造成金属材料损耗和能量消耗的重要原因，每年由冲切摩擦磨损所带来的经济损失都不可估量。摩擦磨损会造成材料表面不同程度的损伤及失效破坏，严重时将导致机械零部件失效。在摩擦磨损形式中，冲切磨损也最为复杂，为了研究这类磨损，到目前为止，国内外也相继研制出不同类型的试验机。

在零部件实际服役过程中，其通常不只是受单一冲击或切向摩擦力，往往冲击力和切向力同时并存。目前，现有的冲击磨损试验机自动化程度低，一般只是施加单一方向的冲击力，而绝大部分冲击磨损是一个多方向耦合损伤过程，并且一般试验机都是基于力分析来研究冲击磨损行为，因此现有摩擦磨损测试装备还有很多需要或可以改进的地方。

发明内容

本发明目提供了一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，解决现有的冲击磨损试验机自动化程度低，一般只是施加单一方向的冲击力，而绝大部分冲击磨损是一个多方向耦合损伤过程，现有的试验机无法满足实验需求的问题。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，包括切向驱动单元、冲击单元、冲击驱动单元，所述切向驱动单元、冲击单元、冲击驱动单元都设置有位置检测机构；所述切向驱动单元用于驱动试样做切向运动；所述冲击单元受冲击驱动单元的驱动做往复运动，所述试样的运动方向相对冲击单元的运动方向垂直，且冲击单元的冲击头最远端对试样发生碰撞磨损。

进一步地，还包括机架，所述机架包括底座、底板、侧板和前板；所述底板位于底座上方，所述底板、侧板和前板之间相互垂直；所述侧板靠近前板的一侧设置有切向直线电机，所述切向直线电机的驱动端安装有切向装夹板；所述切向装夹板靠前板的一侧上设置有试样夹具，所述试样夹具用于安装试样；所述试样包括但不限定于块状体、棒体、管件；所述切向装夹板靠前板的一侧的下方设置有切向磁栅读头；所述切向磁栅读头下方设置有配合使用的切向磁栅尺，所述切向磁栅尺通过切向磁栅尺安装架安装在底板上；所述切向装夹板下侧边还设置有切向光栅尺安装架，所述切向光栅尺安装架上安装有切向光栅尺；切向光栅尺安装架下方安装有与所述切向光栅尺配套使用的切向光栅读头，所述切向光栅读头通过切向光栅读头安装架安装在所述侧板上；所述前板的一侧设置有冲击直线电机，所述冲击直线电机的驱动端安装有冲击装夹板；所述冲击装夹板下方的固定设置有冲击磁栅读头，所述冲击磁栅读头下方设置有配合使用的冲击磁栅尺，所述冲击磁栅尺通过冲击磁栅尺安装架安装在底板上；所述冲击装夹板侧面连接有的冲击电吸盘安装架，所述冲击电吸盘安装架靠所述侧板的一侧安装有冲击电吸盘；所述底板上滑动设置有冲击块，所述冲击块位于所述冲击电吸盘与试样之间，冲击块靠近冲击电吸盘的一端设置有圆柱形硅钢片；冲击块靠近试样的一端设置有冲击头。通过采用控制冲击块质量和冲击速度来控制冲击能量的设计，实现了从冲击动能的角度来研究零部件冲切复合磨损，有效地克服了现有仅通过力的角度来研究摩擦磨损所带来的缺陷；压电式力传感器采集冲击力和切向力，采用光栅传感器采集试样和冲击块实时位置信息，能够实时监测和记录冲切磨损过程中各动态过程量的变化情况，试验机采用微机控制，实现所有物理参量的自动显示、存储，不仅可以监控试验机的运转情况，而且还可以有效提高试验精度。

进一步地，试样夹具依次通过冲击力传感器和冲击力传感器安装架与切向装夹板相连。通过在试样夹具与切向装夹板之间设置冲击力传感器方便检测冲击力，方便为实验提供参考数据，增强实用性。

进一步地，冲击块与所述圆柱形硅钢片之间设有橡胶缓冲垫。通过设置橡胶缓冲垫，用于减缓冲击电吸盘与冲击块吸合时所产生的冲击振动。

进一步地，冲击块通过冲击滑块以及与所述冲击滑块配合的冲击导轨固定在底板上；所述冲击单元的位置检测机构包括冲击光栅尺以及与冲击光栅尺配合使用的冲击光栅读头；所述冲击光栅尺位于冲击滑块的侧面，所述冲击光栅尺的侧面设置冲击光栅读头；所述冲击光栅读头通过冲击光栅读头安装架安装在所述底板上。

进一步地，冲击头依次通过切向力传感器、切向力传感器安装架与冲击块相连。

进一步地，侧板靠切向装夹板一侧上固定设置有切向导轨，所述切向装夹板靠侧板的一侧固定设置有切向滑块；所述切向滑块可在切向导轨上自由往复滑行。

进一步地，冲击电吸盘、圆柱形硅钢片、冲击块、冲击头、试样、试样夹具的中心在同一直线上。

进一步地，冲击磁栅尺、切向磁栅尺、冲击光栅尺、切向光栅尺表面与其所配合使用的读头之间的间隙为0.1mm～2.0mm。

进一步地，冲击光栅读头安装架、切向光栅读头安装架与机架相连的孔都成腰型槽；所述冲击装夹板用于固定所述冲击磁栅读头以及所述切向装夹板用于固定所述切向磁栅读头的孔都加工成腰型槽。便于调整所述光栅尺与其读头之间的距离，磁栅尺与其读头之间的距离。

进一步地，侧板和前板与底板的连接处设置有直角支架。通过设置直角支架保证侧板和前板分别与底板保持垂直以及增加机架的稳定性。

进一步地，所述试样为管形试样，所述管形试样通过夹板以及两个对称的六角螺栓安装在管夹具上；所述管夹具通过螺栓固定在单头加热管固定板上；所述单头加热管固定板通过隔热陶瓷板安装在冲击力传感器上；所述单头加热管固定板上通过间隙配合安装有两个单头加热管，所述单头加热管固定板中间设置有热电偶温度计；所述冲击单元和冲击头之间设置有隔热陶瓷柱；所述单头加热管固定板上方安装有陶瓷盖板以固定所述单头加热管和热电偶温度计。通过单头加热管加热试样温度；热电偶温度计用于检测实时温度；所述单头加热管、热电偶温度计配合温控箱使用，从而使得试样加热到指定温度以满足实验要求；隔热陶瓷柱/板用于隔热从所述冲击头和所述单头加热管固定板传递过来的热量；为保证实验安全，所述单头加热管固定板上方安装有陶瓷盖板以固定所述单头加热管和热电偶温度计，以此实现管形试样的冲切磨损实验，以及在热环境中的冲切磨损实验，增加实验装置的实验工况，对于其他形状的管形试样或棒形试样其实验原理类似；使得装置实用性强。

本发明的设计原理：根据动能定理E＝1/2·mv²，可通过控制冲击的初始速度和冲击块的质量进而来冲击动能大小。由公式：W＝E1-E2，可计算出一个周期过程中冲击磨损行为对能量的消耗，其中，E1冲击动能，E2反弹动能。通过乘以周期次数，得出整个冲击过程中冲击磨损行为对能量的消耗多少，进而得出整个周期的能量损耗。通过上述处理，可以从能量角度来分析摩擦磨损行为。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过采用控制冲击块质量和冲击速度来控制冲击能量的设计，实现了从冲击动能的角度来研究零部件冲切复合磨损，有效地克服了现有仅通过力的角度来研究摩擦磨损所带来的缺陷；采用光栅传感器采集试样和冲击块实时位置信息，能够实时监测和记录冲切磨损过程中各动态过程量的变化情况，试验机采用微机控制，实现所有物理参量的自动显示、存储，不仅可以监控试验机的运转情况，而且还可以有效提高试验精度；

2、本发明通过在试样夹具与切向装夹板之间设置冲击力传感器方便检测冲击力，方便为实验提供参考数据，增强实用性；

3、本发明冲击光栅读头安装架、切向光栅读头安装架与机架相连的孔都为腰型槽；所述冲击装夹板用于固定所述冲击磁栅读头以及所述切向装夹板用于固定所述切向磁栅读头的孔都为腰型槽；便于调整所述光栅尺与其读头之间的距离，磁栅尺与其读头之间的距离。

4、本发明通过单头加热管加热试样温度；热电偶温度计用于检测实时温度；所述单头加热管、热电偶温度计配合温控箱使用，从而使得试样加热到指定温度以满足实验要求；隔热陶瓷柱/板用于隔热从所述冲击头和所述单头加热管固定板传递过来的热量；为保证实验安全，所述单头加热管固定板上方安装有陶瓷盖板以固定所述单头加热管和热电偶温度计，以此实现管形试样的冲切磨损实验，以及在热环境中的冲切磨损实验，增加实验装置的实验工况，对于其他形状的管形试样或棒形试样其实验原理类似；使得装置实用性强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是本发明的整机结构示意图。

图2是本发明的主视结构示意图。

图3是本发明的右视结构示意图。

图4是本发明的俯视结构示意图。

图5是本发明冲击头结构示意图。

图6是本发明管形试样带加热装置的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-底座；2-直角支架；3-底板；4-切向磁栅尺安装架；5-切向光栅读头安装架；6-切向光栅读头；7-切向光栅尺安装架；8-切向光栅尺；9-侧板；10-切向导轨；11-切向磁栅读头；12-切向滑块；13-切向装夹板；14-切向直线电机；15-冲击力传感器安装架；16-冲击力传感器；17-试样夹具；18-试样；19-冲击头；20-切向力传感器；21-切向力传感器安装架；22-冲击块；23-橡胶缓冲垫；24-圆柱形硅钢片；25-冲击电吸盘；26-冲击直线电机；27-前板；28-冲击电吸盘安装架；29-冲击装夹板；30-冲击滑块；31-冲击光栅读头；32-冲击光栅尺；33-冲击磁栅读头；34-冲击磁栅尺；35-冲击磁栅尺安装架；36-冲击光栅读头安装架；37-冲击导轨；38-冲击滑轨安装架；39-切向磁栅尺；1701-下保温套；1702-单头加热管固定板；1703-隔热陶瓷板；1704-单头加热管；1705-热电偶温度计；1706-陶瓷盖板；1707-上保温套；1708-管夹具；1709-螺栓；1710-夹板；1711-管试样；1712-隔热陶瓷柱。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1-5所示，本实施例提供了一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，该实验装置分为机械部件、控制系统和数据采集系统，主要包括切向驱动单元、冲击单元、冲击驱动单元，所述切向驱动单元、冲击单元、冲击驱动单元都设置有位置检测机构；所述切向驱动单元用于驱动试样18做切向运动；所述冲击单元受冲击驱动单元的驱动做往复运动，所述试样18的运动方向相对冲击单元的运动方向垂直，且冲击单元的冲击头19最远端对试样18发生碰撞磨损。

实施时，还包括机架，机架包括底座1、底板3、侧板9和前板27；所述底板3位于底座1上方，所述底板3、侧板9和前板27之间相互垂直；所述侧板9的靠近前板27一侧设置有切向直线电机14，所述切向直线电机14的驱动端安装有切向装夹板13；所述切向装夹板13靠前板27的一侧上设置有试样夹具17，所述试样夹具17用于安装试样18；所述试样18包括但不限定于块状体、棒体、管件；所述切向装夹板13靠前板27的一侧的下方设置有切向磁栅读头11，所述切向磁栅读头11下方设置有配合使用的切向磁栅尺39，所述切向磁栅尺39通过切向磁栅尺安装架4安装在底板3上；所述切向装夹板13下侧边还设置有切向光栅尺安装架7，所述切向光栅尺安装架7上安装有切向光栅尺8；切向光栅尺安装架7下方安装有与所述切向光栅尺8配套使用的切向光栅读头6，所述切向光栅读头6通过切向光栅读头安装架5安装在所述侧板9上；所述前板27的一侧设置有冲击直线电机26，所述冲击直线电机26的驱动端安装有冲击装夹板29；所述冲击装夹板29下方的固定设置有冲击磁栅读头33，所述冲击磁栅读头33下方设置有配合使用的冲击磁栅尺34，所述冲击磁栅尺34通过冲击磁栅尺安装架35安装在底板3上；所述冲击装夹板29侧面连接有的冲击电吸盘安装架28，所述冲击电吸盘安装架28靠所述侧板9的一侧安装有冲击电吸盘25；所述底板3上滑动设置有冲击块22，所述冲击块22位于所述冲击电吸盘25与试样18之间，冲击块22靠近冲击电吸盘25的一端设置有圆柱形硅钢片24；冲击块22靠近试样18的一端设置有冲击头19。

实施时：试样夹具17依次通过冲击力传感器16和冲击力传感器安装架15与切向装夹板13相连；冲击块22与所述圆柱形硅钢片24之间设有橡胶缓冲垫23；冲击块22通过冲击滑块30以及与所述冲击滑块30配合的冲击导轨37固定在底板3上；所述冲击单元的位置检测机构包括冲击光栅尺32以及与冲击光栅尺32配合使用的冲击光栅读头31；所述冲击光栅尺32位于冲击滑块30的侧面，所述冲击光栅尺32的侧面设置冲击光栅读头31；所述冲击光栅读头31通过冲击光栅读头安装架36安装在所述底板3上；冲击头19依次通过切向力传感器20、切向力传感器安装架21与冲击块22相连；侧板9靠切向装夹板13一侧上固定设置有切向导轨10，所述切向装夹板13靠侧板9的一侧固定设置有切向滑块12；所述切向滑块12可在切向导轨10上自由往复滑行；冲击电吸盘25、圆柱形硅钢片24、冲击块22、冲击头19、试样18、试样夹具17的中心在同一直线上；冲击磁栅尺34、切向磁栅尺39、冲击光栅尺32、切向光栅尺8表面与其所配合使用的读头之间的间隙为0.1mm～2.0mm；冲击光栅读头安装架36、切向光栅读头安装架5与机架相连的孔都成腰型槽；所述冲击装夹板29用于固定所述冲击磁栅读头33以及所述切向装夹板13用于固定所述切向磁栅读头11的孔都加工成腰型槽；侧板9和前板27与底板3的连接处设置有直角支架2。

该装置的控制系统主要分为电机控制系统和电吸盘控制系统。其中，电机控制系统主要用于控制冲击和切向直线电机的复合运动。直线电机优选U型直线电机，具有可控行程大，加速能力强等优点，是整个实验装置的动力提供单元。所述直线电机的位置反馈由磁栅传感器完成，所述磁栅传感器由磁栅尺和磁栅读头组成。所述磁栅尺通过其安装架安装在底板上，所述磁栅读头与直线电机共同运动时，所述磁栅尺与机架保持不动，从而达到实时反馈直线电机的位置的效果。

所述控制系统还包括电吸盘控制系统，由于实验时冲击块是在所述冲击直线电机的驱动下往复冲击试样表面。为保证冲击过程中对冲击块速度变化的实时监测和记录，所述冲击块与冲击直线电机之间没有直接连接，而是将冲击块安装在直线滚动单元上，并在其尾部安装圆柱形硅钢片。所述圆柱形硅钢片与冲击电吸盘配套使用，所述冲击电吸盘通过安装架安装在冲击装夹板上，与冲击直线电机共同运动。冲切磨损时，所述冲击电吸盘通电带磁吸附圆柱形硅钢片进而带动冲击块向前运动，到达设定位置后断电消磁，冲击块与冲击电吸盘分离，所述冲击块自由冲击切向运动的试样表面，冲击块冲击试样后反弹，随后被冲击电吸盘吸合并回到初始位置完成一次冲击循环。该实验装置的控制系统具有数字化和可操作化程度高的特点，可满足不同的冲击/切向速度的要求。

该装置的数据采集系统包括力采集系统和位置采集系统。其中，所述冲击力传感器安装在试样夹具后，所述切向力传感器与冲击头通过试样夹具相连，保证了测量结果的准确性。值得一提的是，所述冲击力传感器测量冲切过程中样品所受冲击力，所述切向力传感器测量冲切过程中样品所受切向力。

所述数据采集系统还包括位置采集系统。其中，所述切向光栅尺通过其固定架安装在与切向直线电机共同运动的切向装夹板上，所述切向光栅读头通过其固定架安装在侧板上，所述冲击光栅尺贴在与冲击块共同运动的冲击滑块上，所述冲击光栅读头通过其固定架安装在所述底板上。通过上述设置，可以直接采集冲击块以及试样的实时位置，再通过相应的算法便可计算出冲击/切向速度以及冲击过程中能量的消耗，有效的采集了实验过程中的动态参数量，达到结合能量来分析冲切磨损行为的目的。

所述冲击块安装在在冲击滑块上，所述冲击滑块与冲击导轨组成直线滚动单元，所述冲击滑轨通过安装座固定在机架底板上。所述直线滚动单元具有摩擦系数极低，稳定性优良的特点，因此，冲击块在冲击和反弹过程都可近似认为是匀速运动，即在导轨上摩擦损耗为零。

所述用于固定试样的切向装夹板背部安装在所述切向滑块上，所述切向滑块与切向滑轨组成直线滚动单元，所述切向滑轨安装在侧板上。所述直线滚动单元摩擦系数低，抗弯扭性强，主要是为了保证切向直线电机运动的稳定性，不会因为往复冲切磨损而抖动进而影响试验的稳定和可靠性，保证了试验测试的稳定性以及实验数据的准确性。

为了进一步扩大参数范围，本实施例中，我们在所述冲击块上方设置可以安装不同质量的能量块，进一步增加冲击动能的范围。

为了保证每组实验的一致性，除了变换试样磨损表面位置，所述的冲击头采用设计成可拆卸式，每组试验完成后，通过更换对磨副的试样保证了每组实验的一致性，同时，还可通过更换不同对磨副材料和形状实现不同对磨组合下的摩擦磨损试验。

前述工作具体如下：(1)实验前，设定冲击/切向位移幅值、合速度、循环周期以及脉冲传输率等；(2)实验时，冲击块作冲击运动，冲击电吸盘通电吸附冲击块并随冲击直线电机向前运动，当到达设定位移幅值位置时，冲击电吸盘断电消磁分离冲击块，冲击块以设定的速度向前匀速运动直至与试样发生冲切磨损，在此过程中冲击直线电机回到初始位置；(3)完成冲切磨损后，冲击块反弹作回程运动，此时直线电机作第二次往复运动；(4)冲击电吸盘通电带磁，随冲击向直线电机作第二次向前运动，在到达幅值位置前，冲击电吸盘会再次吸附回弹后的冲击块，并随着冲击直线电机运动到相应幅值位置后再返回初始位置；(5)此时，一个循环周期结束，准备下一次冲击；(6)冲切磨损过程中，试样会随着切向直线电机以设定的切向速度匀速运动；(7)试验过程中采用压电传感器和光栅位移传感器分别对实验的力和位移进行监测和采集。

作为一种优化，为防止因磁性材料的存在影响磁栅读头的稳定性和准确性，必须保证所述磁栅尺与强磁直线电机距离控制在5cm以外，因此所述磁栅尺安装在装置的底部，所述强磁直线电机安装在装置的顶部，除此之外，除少量材料外，整体机身采用无磁性的铝合金制材料。

作为一种优化，在所述直线电机两端都设置有限位块，防止所述直线电机因故障而造成电子动子与定子分离、导轨冲破等事故。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，所述试样18为管形试样，所述管形试样通过夹板1710以及两个对称的六角螺栓1709安装在管夹具1708上；所述管夹具1708通过螺栓固定在单头加热管固定板1702上；所述单头加热管固定板1702通过隔热陶瓷板1703安装在冲击力传感器上；所述单头加热管固定板1702上通过间隙配合安装有两个单头加热管1704，所述单头加热管固定板1702中间设置有热电偶温度计1705；所述冲击单元和冲击头19之间设置有隔热陶瓷柱1712。实施时，隔热陶瓷柱1712位于冲击头19和切向力传感器安装架21之间；所述隔热陶瓷柱/板用于隔热从所述冲击头19和所述单头加热管固定板1702传递过来的热量；所述单头加热管1704用于加热试样温度；热电偶温度计1705用于检测实时温度；所述单头加热管1704、热电偶温度计配合温控箱使用，从而使得试样加热到指定温度以满足实验要求；为保证实验安全，所述单头加热管固定板上方安装有陶瓷盖板1706以固定所述单头加热管和热电偶温度计；实施时，实验区域内还设置有上保温套1707与下保温套1701，上保温套1707与下保温套1701用于消除温度对实验原件的热辐射影响以及对所述加热管进行限位，以保证实验的相对安全。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，其特征在于：包括切向驱动单元、冲击单元、冲击驱动单元，所述切向驱动单元、冲击单元、冲击驱动单元都设置有位置检测机构；所述切向驱动单元用于驱动试样(18)做切向运动；所述冲击单元受冲击驱动单元的驱动做往复运动，所述试样(18)的运动方向相对冲击单元的运动方向垂直，且所述冲击单元的冲击头(19)最远端对试样(18)发生碰撞磨损；还包括机架，所述机架包括底座(1)、底板(3)、侧板(9)和前板(27)；所述底板(3)位于底座(1)上方，所述底板(3)、侧板(9)和前板(27)之间相互垂直；所述切向驱动单元位于侧板(9)的一侧；所述切向驱动单元包括切向直线电机(14)，所述切向直线电机(14)的驱动端安装有切向装夹板(13)；所述切向装夹板(13)的一侧上设置有试样夹具(17)，所述试样夹具(17)用于安装试样(18)；所述试样(18)包括但不限定于块状体、棒体、管件；所述切向驱动单元的位置反馈机构包括切向磁栅读头(11)及其配合使用的切向磁栅尺(39)，所述切向磁栅读头(11)设置于切向装夹板(13)靠前板(27)的一侧的下方，所述切向磁栅尺(39)位于切向磁栅读头(11)的下方，所述切向磁栅尺(39)通过切向磁栅尺安装架(4)安装在底板(3)上；所述切向装夹板(13)下侧边还设置有切向光栅尺安装架(7)，所述切向光栅尺安装架(7)上安装有切向光栅尺(8)；切向光栅尺安装架(7)下方安装有与所述切向光栅尺(8)配套使用的切向光栅读头(6)，所述切向光栅读头(6)通过切向光栅读头安装架(5)安装在所述侧板(9)上；所述冲击驱动单元包括冲击直线电机(26)，所述冲击直线电机(26)位于前板(27)的一侧上，所述冲击直线电机(26)的驱动端安装有冲击装夹板(29)；所述冲击驱动单元的位置反馈机构包括冲击磁栅读头(33)及其配合使用的冲击磁栅尺(34)；所述冲击磁栅读头(33)固定设置在所述冲击装夹板(29)的下方，所述冲击磁栅尺(34)位于冲击磁栅读头(33)的下方，所述冲击磁栅尺(34)通过冲击磁栅尺安装架(35)安装在底板(3)上；所述冲击装夹板(29)侧面连接有的冲击电吸盘安装架(28)，所述冲击电吸盘安装架(28)靠所述侧板(9)的一侧安装有冲击电吸盘(25)；所述冲击单元包括冲击块(22)，所述冲击块(22)滑动设置在底板(3)上，所述冲击块(22)位于所述冲击电吸盘(25)与试样(18)之间，冲击块(22)靠近冲击电吸盘(25)的一端设置有圆柱形硅钢片(24)；所述冲击块(22)与所述圆柱形硅钢片(24)之间设有橡胶缓冲垫(23)；冲击块(22)靠近试样(18)的一端设置所述冲击头(19)。

2.根据权利要求1所述的一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，其特征在于：所述试样夹具(17)依次通过冲击力传感器(16)和冲击力传感器安装架(15)与切向装夹板(13)相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，其特征在于：所述冲击块(22)通过冲击滑块(30)以及与所述冲击滑块(30)配合的冲击导轨(37)固定在底板(3)上；所述冲击单元的位置检测机构包括冲击光栅尺(32)以及与冲击光栅尺(32)配合使用的冲击光栅读头(31)；所述冲击光栅尺(32)位于冲击滑块(30)的侧面，所述冲击光栅尺(32)的侧面设置冲击光栅读头(31)；所述冲击光栅读头(31)通过冲击光栅读头安装架(36)安装在所述底板(3)上。

4.根据权利要求1所述的一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，其特征在于：所述冲击头(19)依次通过切向力传感器(20)、切向力传感器安装架(21)与冲击块(22)相连。

5.根据权利要求1所述的一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，其特征在于：所述侧板(9)靠切向装夹板(13)一侧上固定设置有切向导轨(10)，所述切向装夹板(13)靠侧板(9)的一侧固定设置有切向滑块(12)；所述切向滑块(12)可在切向导轨(10)上自由往复滑行。

6.根据权利要求1所述的一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，其特征在于：所述冲击电吸盘(25)、圆柱形硅钢片(24)、冲击块(22)、冲击头(19)、试样(18)、试样夹具(17)的中心在同一直线上。

7.根据权利要求1所述的一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，其特征在于：所述冲击磁栅尺(34)、切向磁栅尺(39)、冲击光栅尺(32)、切向光栅尺(8)表面与其所配合使用的读头之间的间隙为0.1mm～2.0mm。

8.根据权利要求3所述的一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，其特征在于：所述冲击光栅读头安装架(36)、切向光栅读头安装架(5)与机架相连的孔都为腰型槽；所述冲击装夹板(29)用于固定所述冲击磁栅读头(33)以及所述切向装夹板(13)用于固定所述切向磁栅读头(11)的孔都为腰型槽。

9.根据权利要求1所述的一种基于控制能量的冲切磨损试验装置，其特征在于：所述试样(18)为管形试样，所述管形试样通过夹板(1710)以及两个对称的六角螺栓(1709)安装在管夹具(1708)上；所述管夹具(1708)通过螺栓固定在单头加热管固定板(1702)上；所述单头加热管固定板(1702)通过隔热陶瓷板(1703)安装在冲击力传感器上；所述单头加热管固定板(1702)上通过间隙配合安装有两个单头加热管(1704)，所述单头加热管固定板(1702)中间设置有热电偶温度计(1705)；所述冲击单元和冲击头(19)之间设置有隔热陶瓷柱(1712)；所述单头加热管固定板(1702)上方安装有陶瓷盖板(1706)以固定所述单头加热管(1704)和热电偶温度计(1705)。

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