CN111781079B - 一种磨料性能测试试验机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磨料性能测试试验机，包括抛丸测试机体、提升装置、平台及称重装置、电控模块、分析处理模块。抛丸测试机体包括测试机壳体、气动进出料装置、高速相机、检修门、灯光照明装置、叶轮、轴承箱、标靶、齿形带、电机。提升装置包括提升架、气缸驱动装置、移动小车、支臂、气动料斗、回转支承、多位置驱动气缸。平台及称重装置包括平台梯子栏杆、第一料斗、第二料斗、第一电磁振动输送机、第二电磁振动输送机、高精度计量秤、旋振筛。还涉及PLC控制模块、模拟量扩展模块、HMI触摸屏、电机控制模块、测试机进料控制模块以及分析处理模块等。本发明可模拟抛丸机实际使用环境，得到更为可靠的磨料性能数据。
Description
技术领域
本发明涉及金属磨料应用领域，具体涉及一种磨料性能测试试验机。
背景技术
目前金属磨料市场存在着钢丸、钢砂质量高低不一的情况。并且单从产品外观和简单检测无法比较出金属磨料质量的好坏。其质量的好坏主要体现在它的使用寿命。传统的便携式试验机可实现对磨料的多次循环抛打，并采用人工过筛称量的方式计算磨料的使用寿命。在某种程度上此设备可以比较同一厂家某一批次产品与另一批次产品的一致性。但是在实际应用中许多因素可以影响结果，例如标靶材质、抛射速度等环境因素。为此用户在选择磨料时，无法根据自己的使用情况有效的选择性价比更高的钢丸、钢砂。
而且目前的磨料疲劳寿命试验机功能较为单一，只能通过人工操作的方式进行磨料的过筛与计算。其抛射速度等参数也多为计算值，无法进行可靠有效的对比。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种使用快捷、方便的试验机。
包括：抛丸测试机体、用于对磨料进行称重的称重装置、用于在抛丸测试机体与称重装置之间运送磨料的旋转提升装置以及用于控制抛丸测试机体、称重装置以及旋转提升装置运行的电控模块；
抛丸测试机体包括：测试机壳体；
测试机壳体上料口连接有气动进料装置；
测试机壳体底端设有卸料装置；
测试机壳体中轴线位置安装有叶轮，叶轮连接有轴承箱，轴承箱的一端通过齿轮及齿形带连接电机；
测试机壳体的侧部设有标靶板；标靶板上安装有阿尔门试片和力准传感器。
测试机壳体的侧部安装有检修观察门，检修观察门上安装灯光照明装置。
进一步需要说明的是，旋转提升装置包括框架导轨；框架导轨的顶部安装有气缸驱动装置；气缸驱动装置伸缩端连接有升降小车；
框架导轨的上下两端分别设有缓冲块；
升降小车安装有支臂上设有气动控制料斗；
框架导轨的底部设有回转支承机构，回转支承机构连接有多位置旋转驱动气缸。
进一步需要说明的是，称重装置包括：安装支架，安装支架上安装有第一料斗，第一料斗底部连接有第一电磁振动输送机，第一电磁振动输送机出口下部安装有第二料斗；
第二料斗连接有第二电磁振动输送机连接，第二电磁振动输送机的底部设有计量秤；
第二料斗的侧部安装旋振筛，旋振筛上部设有进料口，旋振筛的侧部设有出料口，旋振筛的放料口设置在第二料斗的上方，旋振筛的排料口设置在下端，旋振筛的排料口接垃圾桶。
进一步需要说明的是，电控模块包括：PLC控制模块、模拟量扩展模块、HMI触摸屏、电机控制模块、力准数据获取模块、测试机进料控制模块、测试机出料控制模块、升降控制模块、旋转控制模块、称重数据获取模块、电磁振动控制模块以及电源控制模块；
电机控制模块与电机连接，并根据控制指令控制电机运行；
力准数据获取模块与力准传感器连接，并获取力准传感器检测的数据信息传输给PLC控制模块；
测试机进料控制模块与气动进料装置连接，并根据控制指令控制气动进料装置开启及关闭；
测试机出料控制模块与卸料装置连接，并根据控制指令控制卸料装置开启及关闭；
升降控制模块与气缸驱动装置连接，并根据控制指令控制气缸驱动装置运行；
旋转控制模块与有多位置旋转驱动气缸连接，并根据控制指令控制多位置旋转驱动气缸运行；
称重数据获取模块与计量秤连接，并获取计量秤检测的计量信息传输给PLC控制模块；
电磁振动控制模块与称重装置中的电磁振动输送机连接，并根据控制指令控制称重装置中的电磁振动输送机运行；
电源控制模块与外电源连接，给试验机内部供电元件供电；
模拟量扩展模块和HMI触摸屏分别与PLC控制模块连接，模拟量扩展模块获取用户配置的模拟量信息；
PLC控制模块根据控制指令控制试验机内部各个元件运行，提供手动运行和自行运行控制方式，将试验机当前运行状态信息通过HMI触摸屏进行显示。
进一步需要说明的是，还包括：分析处理模块：
分析处理模块包括：磨料损耗计算模块、高速摄像追踪模块以及抛丸强化分析计算模块；磨料损耗计算模块通过采集到的磨料数据与预设量进行比对计算得到磨料损耗量；
高速摄像追踪模块通过高速拍照测定弹丸速度；
抛丸强化分析计算模块通过力准传感器采集磨料研磨数据得到抛丸强化弧高值。
进一步需要说明的是，还包括：安装平台；
安装平台上设有试机安装位、称重安装位以及旋转提升安装位；
称重安装位设置在试机安装位和旋转提升安装位之间；
抛丸测试机体通过安装底座及螺栓配合安装到试机安装位上；
称重安装位通过安装支架安装到称重安装位上；
旋转提升装置的回转支承机构安装在旋转提升安装位。
安装平台还设有上料平台；上料平台连接有上料楼梯；
上料平台和上料楼梯分别设有护栏。
进一步需要说明的是，气动进料装置设有进料管，进料管的底端插入到测试机壳体内部，进料管的顶端设有进料喇叭口；
进料管上连接有气动插板阀。
进一步需要说明的是，测试机壳体的下端为锥形段；锥形段的下端口为下料口；
卸料装置设有卸料管，卸料管的上端连接下料口；
卸料管上连接有卸料阀。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明涉及的磨料性能测试试验机可测定钢丸在不同工况环境下的使用寿命。且设备操作简单，智能化程度高，可通过测试结果直接生成测试报告。便于用户根据自身情况合理选用钢丸。磨料生产企业也可根据测试情况开发改良金属磨料。
本发明涉及的磨料性能测试试验机可以对金属磨料在不同环境下的测试提供可靠、精确的数据，本发明中的装置可用于实现该方法，而且该装置还可为抛丸器抛射速度及抛丸强度提供有效数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为磨料性能测试试验机结构示意图；
图2为磨料性能测试试验机实施例示意图；
图3为抛丸测试机体结构示意图；
图4为旋转提升装置结构示意图；
图5为磨料性能测试试验机控制示意图。
具体实施方式
本发明提供一种操作方便，自动化、智能化程度高，运行效率高的磨料性能测试机，用以解决金属磨料测试环境与实际抛丸相差甚远导致测试数据不可靠的问题。
本发明中在称某一元件或层在另一元件或层“上”，被“连接”或“耦合”至另一元件或层时，其可能直接在另一元件或层上，被直接连接或耦合至所述另一元件或层，也可能存在中间元件或层。相反，在称某一元件被“直接在”另一元件或层“上”，“直接连接”或“直接耦合”至另一元件或层时，则不存在中间元件或层。所有附图中类似的数字指示类似元件。如这里所用的，术语“和/或”包括相关所列项的一个或多个的任何和所有组合。
这里可能会使用便于描述的空间相对性术语，例如“在…下”、“下方”、“下部”、“以上”、“上方”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解，空间相对性术语意在包括图中所示取向之外的使用或工作中的器件不同取向。例如，如果将图中的器件翻转过来，被描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件将会朝向其他元件或特征的“上方”。于是，示范性术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。可以使器件采取其他取向(旋转90度或其他取向)，这里所用的空间相对术语作相应解释。
作为一个实施例来讲如图1至5所示，包括：安装平台41、抛丸测试机体1、用于对磨料进行称重的称重装置3、用于在抛丸测试机体1与称重装置3之间运送磨料的旋转提升装置2以及用于控制含抛丸测试机体1、称重装置3以及旋转提升装置2运行的电控模块4；
安装平台41上设有试机安装位、称重安装位以及旋转提升安装位；称重安装位设置在试机安装位和旋转提升安装位之间；抛丸测试机体1通过安装底座及螺栓配合安装到试机安装位上；称重安装位通过安装支架安装到称重安装位上；旋转提升装置2的回转支承机构安装在旋转提升安装位。
抛丸测试机体1包括：测试机壳体7；测试机壳体7上料口连接有气动进料装置8；测试机壳体7底端设有卸料装置16；测试机壳体7中轴线位置安装有叶轮12，叶轮12连接有轴承箱13，轴承箱13的一端通过齿轮及齿形带14连接电机15；测试机壳体7的侧部设有标靶板9；标靶板9上安装有阿尔门试片10和力准传感器25。叶轮抛射磨料速度可达50m/s-120m/s。
为了便于上下磨料，安装平台41还设有上料平台42；上料平台42连接有上料楼梯43；上料平台42和上料楼梯43分别设有护栏。这样操作人员可以通过上料楼梯到上料平台对称重装置3进行上料，还可以在上料平台42监控试验机运行全过程。
对于抛丸测试机体1来讲，气动进料装置8设有进料管81，进料管81的底端插入到测试机壳体7内部，进料管81的顶端设有进料喇叭口82；进料管81上连接有气动插板阀83。这样可以基于生产需要控制对磨料的进料。喇叭口82的方式也便于操作。
测试机壳体7的下端为锥形段；锥形段的下端口为下料口；卸料装置16设有卸料管61，卸料管61的上端连接下料口；卸料管61上连接有卸料阀。磨料达到要求之后，可以通过卸料管61及卸料阀进行卸料。
为了便于检修和观察测试机壳体内部情况，测试机壳体7的侧部安装有检修观察门11，检修观察门11上安装灯光照明装置6。
作为本发明的一个实施例来讲，旋转提升装置2包括框架导轨18；框架导轨18的顶部安装有气缸驱动装置17；气缸驱动装置17伸缩端连接有升降小车19；框架导轨18的上下两端分别设有缓冲块22；升降小车19安装有支臂20上设有气动控制料斗21；框架导轨18的底部设有回转支承机构23，回转支承机构23连接有多位置旋转驱动气缸24。
设置在框架导轨18上端的缓冲块22可以作为上升限位。设置在框架导轨18下端的缓冲块22可以作为下降的限位。
多位置旋转驱动气缸24可以驱动气动控制料斗21在抛丸测试机体1和称重装置3之间运行。
气缸驱动装置17可以驱动升降小车19在框架导轨18上升降，这样满足运送磨料的高度要求。
作为本发明的一个实施例来讲，称重装置3包括：安装支架35，安装支架35上安装有第一料斗32，第一料斗32底部连接有第一电磁振动输送机31，第一电磁振动输送机31出口下部安装有第二料斗30；
第二料斗30连接有第二电磁振动输送机33连接，第二电磁振动输送机33的底部设有计量秤36；第二料斗30的侧部安装旋振筛37，旋振筛37上部设有进料口，旋振筛37的侧部设有出料口，旋振筛37的放料口设置在第二料斗30的上方，旋振筛37的排料口设置在下端，旋振筛37的排料口接垃圾桶。
第一料斗32和旋振筛37可以作为上料或填料装置用，并将磨料添加到第二料斗30中进行称重，达到预设重量之后，由旋转提升装置2对第二料斗30进行运送，运送至抛丸测试机体1进行处理。旋振筛37可以起到对磨料进行筛选，筛掉的磨料回收到垃圾桶。
作为本发明的一个实施例来讲，电控模块4包括：PLC控制模块51、模拟量扩展模块52、HMI触摸屏53、电机控制模块54、力准数据获取模块55、测试机进料控制模块56、测试机出料控制模块57、升降控制模块58、旋转控制模块59、称重数据获取模块62、电磁振动控制模块63以及电源控制模块；
电机控制模块54与电机15连接，并根据控制指令控制电机15运行；
力准数据获取模块55与力准传感器25连接，并获取力准传感器25检测的数据信息传输给PLC控制模块51；
测试机进料控制模块56与气动进料装置8连接，并根据控制指令控制气动进料装置8开启及关闭；
测试机出料控制模块57与卸料装置16连接，并根据控制指令控制卸料装置16开启及关闭；
升降控制模块58与气缸驱动装置17连接，并根据控制指令控制气缸驱动装置17运行；
旋转控制模块59与有多位置旋转驱动气缸24连接，并根据控制指令控制多位置旋转驱动气缸24运行；
称重数据获取模块62与计量秤36连接，并获取计量秤36检测的计量信息传输给PLC控制模块51；
电磁振动控制模块63与称重装置3中的电磁振动输送机连接，并根据控制指令控制称重装置3中的电磁振动输送机运行；
电源控制模块与外电源连接，给试验机内部供电元件供电；
模拟量扩展模块52和HMI触摸屏53分别与PLC控制模块51连接，模拟量扩展模块52获取用户配置的模拟量信息；
PLC控制模块51根据控制指令控制试验机内部各个元件运行，提供手动运行和自行运行控制方式，将试验机当前运行状态信息通过HMI触摸屏53进行显示。
这样本发明涉及的试验机可以实现自动控制以及手动控制两种模式，满足日常生产所用。可以根据用户设定的参数进行自动运行，提供对磨料处理效率。
进一步的讲，还包括：分析处理模块：分析处理模块包括：磨料损耗计算模块、高速摄像追踪模块5以及抛丸强化分析计算模块；磨料损耗计算模块通过采集到的磨料数据与预设量进行比对计算得到磨料损耗量；高速摄像追踪模块通过高速拍照测定弹丸速度；抛丸强化分析计算模块通过力准传感器采集磨料研磨数据得到抛丸强化弧高值。
分析处理模块将分析处理后的数据通过报告形式进行输出，或者通过显示屏进行输出供用户参考使用。
电控模块4中的各个模块以及分析处理模块所描述的技术可以实现在硬件，软件，固件或它们的任何组合。所述的各种特征为模块，单元或组件可以一起实现在集成逻辑装置或分开作为离散的但可互操作的逻辑器件或其他硬件设备。在一些情况下，电子电路的各种特征可以被实现为一个或多个集成电路器件，诸如集成电路芯片或芯片组。
如果在硬件中实现，本发明涉及一种装置，例如可以作为处理器或者集成电路装置，诸如集成电路芯片或芯片组。可替换地或附加地，如果软件或固件中实现，所述技术可实现至少部分地由计算机可读的数据存储介质，包括指令，当执行时，使处理器执行一个或更多的上述方法。例如，计算机可读的数据存储介质可以存储诸如由处理器执行的指令。
电控模块4中的各个模块以及分析处理模块可由一个或多个处理器执行，如一个或多个数字信号处理器(DSP)，通用微处理器，特定应用集成电路ASICs，现场可编程门阵列(FPGA)，或者其它等价物把集成电路或离散逻辑电路。因此，术语“处理器，”由于在用于本文时可以指任何前述结构或任何其它的结构更适于实现的这里所描述的技术。另外，在一些方面，本公开中所描述的功能可以提供在软件模块和硬件模块。
本发明涉及的磨料性能测试试验机可测定钢丸在不同工况环境下的使用寿命。且设备操作简单，智能化程度高，可通过测试结果直接生成测试报告。便于用户根据自身情况合理选用钢丸。磨料生产企业也可根据测试情况开发改良金属磨料。
本发明涉及的磨料性能测试试验机可以对金属磨料在不同环境下的测试提供可靠、精确的数据，本发明中的装置可用于实现该方法，而且该装置还可为抛丸器抛射速度及抛丸强度提供有效数据。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种磨料性能测试试验机，其特征在于，包括：抛丸测试机体（1）、用于对磨料进行称重的称重装置（3）、用于在抛丸测试机体（1）与称重装置（3）之间运送磨料的旋转提升装置（2）以及用于控制抛丸测试机体（1）、称重装置（3）以及旋转提升装置（2）运行的电控模块（4）；
抛丸测试机体（1）包括：测试机壳体（7）；
测试机壳体（7）上料口连接有气动进料装置（8）；
测试机壳体（7）底端设有卸料装置（16）；
测试机壳体（7）中轴线位置安装有叶轮（12），叶轮（12）连接有轴承箱（13），轴承箱（13）的一端通过齿轮及齿形带（14）连接电机（15）；
测试机壳体（7）的侧部设有标靶板（9）；标靶板（9）上安装有阿尔门试片（10）和力准传感器（25）；
旋转提升装置（2）包括框架导轨（18）；框架导轨（18）的顶部安装有气缸驱动装置（17）；气缸驱动装置（17）伸缩端连接有升降小车（19）；
框架导轨（18）的上下两端分别设有缓冲块（22）；
升降小车（19）安装有支臂（20），支臂（20）上设有气动控制料斗（21）；
框架导轨（18）的底部设有回转支承机构（23），回转支承机构（23）连接有多位置旋转驱动气缸（24）；
电控模块（4）包括：PLC控制模块（51）、模拟量扩展模块（52）、HMI触摸屏（53）、电机控制模块（54）、力准数据获取模块（55）、测试机进料控制模块（56）、测试机出料控制模块（57）、升降控制模块（58）、旋转控制模块（59）、称重数据获取模块（62）、电磁振动控制模块（63）以及电源控制模块；
电机控制模块（54）与电机（15）连接，并根据控制指令控制电机（15）运行；
力准数据获取模块（55）与力准传感器（25）连接，并获取力准传感器（25）检测的数据信息传输给PLC控制模块（51）；
测试机进料控制模块（56）与气动进料装置（8）连接，并根据控制指令控制气动进料装置（8）开启及关闭；
测试机出料控制模块（57）与卸料装置（16）连接，并根据控制指令控制卸料装置（16）开启及关闭；
升降控制模块（58）与气缸驱动装置（17）连接，并根据控制指令控制气缸驱动装置（17）运行；
旋转控制模块（59）与有多位置旋转驱动气缸（24）连接，并根据控制指令控制多位置旋转驱动气缸（24）运行；
称重数据获取模块（62）与计量秤（36）连接，并获取计量秤（36）检测的计量信息传输给PLC控制模块（51）；
电磁振动控制模块（63）与称重装置（3）中的电磁振动输送机连接，并根据控制指令控制称重装置（3）中的电磁振动输送机运行；
电源控制模块与外电源连接， 给试验机内部供电元件供电；
模拟量扩展模块（52）和HMI触摸屏（53）分别与PLC控制模块（51）连接，模拟量扩展模块（52）获取用户配置的模拟量信息；
PLC控制模块（51）根据控制指令控制试验机内部各个元件运行，提供手动运行和自行运行控制方式，将试验机当前运行状态信息通过HMI触摸屏（53）进行显示；
还包括：分析处理模块：
分析处理模块包括：磨料损耗计算模块、高速摄像追踪模块（5）以及抛丸强化分析计算模块；磨料损耗计算模块通过采集到的磨料数据与预设量进行比对计算得到磨料损耗量；
高速摄像追踪模块通过高速拍照测定弹丸速度；
抛丸强化分析计算模块通过力准传感器采集磨料研磨数据得到抛丸强化弧高值；
称重装置（3）包括：安装支架（35），安装支架（35）上安装有第一料斗（32），第一料斗（32）底部连接有第一电磁振动输送机（31），第一电磁振动输送机（31）出口下部安装有第二料斗（30）；
第二料斗（30）连接有第二电磁振动输送机（33）连接，第二电磁振动输送机（33）的底部设有计量秤（36）；
第二料斗（30）的侧部安装旋振筛（37），旋振筛（37）上部设有进料口，旋振筛（37）的侧部设有出料口，旋振筛（37）的放料口设置在第二料斗（30）的上方，旋振筛（37）的排料口设置在下端，旋振筛（37）的排料口接垃圾桶。
2.根据权利要求1所述的磨料性能测试试验机，其特征在于，
测试机壳体（7）的侧部安装有检修观察门（11），检修观察门（11）上安装灯光照明装置（6）。
3.根据权利要求1所述的磨料性能测试试验机，其特征在于，
还包括：安装平台（41）；
安装平台（41）上设有试机安装位、称重安装位以及旋转提升安装位；
称重安装位设置在试机安装位和旋转提升安装位之间；
抛丸测试机体（1）通过安装底座及螺栓配合安装到试机安装位上；
称重安装位通过安装支架安装到称重安装位上；
旋转提升装置（2）的回转支承机构安装在旋转提升安装位。
4.根据权利要求3所述的磨料性能测试试验机，其特征在于，
安装平台（41）还设有上料平台（42）；上料平台（42）连接有上料楼梯（43）；
上料平台（42）和上料楼梯（43）分别设有护栏。
5.根据权利要求1所述的磨料性能测试试验机，其特征在于，
气动进料装置（8）设有进料管（81），进料管（81）的底端插入到测试机壳体（7）内部，进料管（81）的顶端设有进料喇叭口（82）；
进料管（81）上连接有气动插板阀（83）。
6.根据权利要求1所述的磨料性能测试试验机，其特征在于，
测试机壳体（7）的下端为锥形段；锥形段的下端口为下料口；
卸料装置（16）设有卸料管（61），卸料管（61）的上端连接下料口；
卸料管（61）上连接有卸料阀。
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