CN115165349B - 一种铰链副磨损试验机及用于大节距链条的磨损试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种试验设备，具体公开了一种铰链副磨损试验机及用于大节距链条的磨损试验方法。其中的一种铰链副磨损试验机至少包括机架、夹持模块、加载模块和驱动模块；所述的机架包括安装座，所述的安装座上设有轴孔；所述的夹持模块包括上夹头和旋转臂，所述的上夹头上设有固定夹持位，所述的旋转臂上设有旋转夹持位；所述的加载模块包括悬臂和旋转支撑件，所述的悬臂与旋转支撑件旋转活动连接；所述旋转臂的一端与上夹头连接，另一端设置有载荷单元；试验时，所述的驱动模块驱动旋转臂相对于安装座旋转。以上所述的铰链副磨损试验机可以很好的模拟铰链副运动，并且可以对铰链副施加预设载荷，更好的模拟实际使用工况。

Description

一种铰链副磨损试验机及用于大节距链条的磨损试验方法

技术领域

本发明涉及一种试验设备，尤其涉及一种铰链副磨损试验机及用于大节距链条的磨损试验方法。

背景技术

铰链副是一种由两个构件构成，并且只能绕某一轴线做相对运动的运动副。磨损寿命是评判铰链副好坏的重要的指标，它直接影响着铰链副的使用寿命。虽然目前已有计算铰链副磨损寿命的公式，但影响寿命的因素比较多，且铰链副的实际使用工况也复杂多样，计算结果只能大致得出结论，无法准确评估铰链副的磨损寿命。

因此需要通过磨损试验机来模拟铰链副的使用工况，获取更为直接的磨损寿命数据，对铰链副磨损寿命进行准确评估。

以常用的铰链副链条为例，其中最为关键的即为销轴与内链节之间的磨损寿命。目前常见的链条磨损试验机通常是把链条环接后装配在配套的链轮上，通过加速链条运转提前得出结论。但此种方法只能在标准滚子链等小型链条上使用，对于常规的铰链副难以使用，甚至扶梯链条、大节距输送链条等大规格的链条也不适用。因此需要设计一种通用性更好的铰链副磨损试验机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种铰链副磨损试验机及用于大节距链条的磨损试验方法，可以很好的模拟铰链副运动，并且可以对铰链副施加预设载荷，更好的模拟铰链副的实际使用工况。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种铰链副磨损试验机，至少包括：

机架，所述的机架包括安装座，所述的安装座上设有轴孔；

夹持模块，所述的夹持模块包括上夹头和旋转臂，所述的上夹头上设有固定夹持位，所述的旋转臂上设有旋转夹持位；

加载模块，所述的加载模块包括悬臂和旋转支撑件，所述的旋转支撑件设置在机架上，所述的悬臂与旋转支撑件旋转活动连接；所述悬臂的一端与上夹头连接，另一端设置有载荷单元；

所述的悬臂上沿长度方向设置有导轨，所述的载荷单元包括滑块，所述的滑块与导轨滑动连接；

驱动模块，

试验时，所述的上夹头夹持铰链副的固定部，旋转臂与铰链副的活动部连接，并限定成旋转臂与铰链副的活动部同步转动，所述的驱动模块驱动旋转臂相对于安装座旋转。

试验之前，首先选取合适的试验样品，试验样品的铰链副中两个相对旋转件之一作为固定件，与上夹头的固定夹持位连接，铰链副中的另一部分作为旋转件，与旋转臂的旋转夹持位连接，其中的旋转件设置成杆件形式。

然后调整载荷单元，载荷单元的载荷通过悬臂以杠杆形式传递至夹持模块上的试验样品，并作用于固定件与旋转件之间的旋转副上，模拟铰链副实际使用过程中的受载情况。

最后驱动模块驱动旋转臂和旋转件同步相对于固定件往复转动，模拟铰链副实际使用过程中的运动工况。

采用上述铰链副磨损试验机可以很好的模拟出铰链副的实际使用工况，从而可以获得更为真实的试验数据，为铰链副的磨损寿命提供更为可靠的依据。载荷单元可以沿悬臂的长度方向滑动，通过调整载荷的力臂，实现铰链副的预设载荷值调整。

作为优选，所述的安装座包括两个并行设置的安装板，两个所述的安装板上分别设有轴孔，两个所述的轴孔同轴设置；两个所述的安装板之间形成夹持空间。通过两个安装板同时夹持，夹持更稳定可靠。

作为优选，所述的旋转臂与安装板一一对应设置，并设置在安装板的外侧，两个旋转臂之间设置中间杆，气缸与中间杆连接，并驱动中间杆和两个旋转臂同步摆动。

作为优选，所述的机架上还设有支撑梁，所述的支撑梁垂直于轴孔设置；所述的旋转支撑件设置在支撑梁上，且所述的悬臂与支撑梁同向延伸。

支撑梁可以用于安装旋转支撑件，对旋转支撑件、悬臂和附加载荷进行承载。同时由于悬臂与支撑梁同向延伸，在悬臂与上夹头对应的一端约束解除时，也即拆装试验样品的过程中，悬臂可以旋转至与支撑梁接触，通过支撑梁临时支撑悬臂，限制悬臂的旋转范围，为试验样品的拆装操作提供便利。

作为优选，所述的上夹头包括第一夹块和第二夹块，所述的第一夹块和第二夹块分体设置；所述的第一夹块和第二夹块上分别设有夹槽，两个所述的夹槽相对设置并共同围合成固定夹持位。第一夹块和第二夹块采用分体设置并配合夹持的形式，可以很好的兼顾拆装性能和夹持可靠性。

作为优选，所述的第一夹块和第二夹块上分别设有安装孔，所述的悬臂依次插入两个安装孔内。

悬臂与上夹头之间可以不使用螺钉等辅助连接件，仅悬臂插入上夹头的安装孔内，通过悬臂与上夹头之间的压力进行压紧。采用上述连接方式，不仅可以提高悬臂与上夹头之间的拆装便利性，第一夹块与第二夹块之间的配合与分离操作也能更为便捷的实现。同时载荷的压紧作用下，悬臂与上夹头之间的连接可靠性也可以保证。

作为优选，所述的旋转臂上设有免键轴衬，免键轴衬在旋转臂和试验样品的旋转部之间起到连接并传递扭矩的作用。

作为优选，所述的驱动模块包括设置在机架上的气缸。试验状态下，旋转臂、机架和气缸共同构成曲柄连杆滑块机构，通过气缸的充放气，可以实现旋转臂和试验样品旋转部的同步往复转动，模拟出铰链副的运动工况。

作为优选，所述的载荷单元包括载荷支架，所述的载荷支架与悬臂连接；所述的载荷支架上设有加载位。

载荷支架的自重可以作为载荷，同时也可以在载荷支架的加载位上附加载荷，通过载荷支架与附加载荷的总量增减，调整铰链副的预设载荷值。

一种用于大节距链条的磨损试验方法，采用上述铰链副磨损试验机，至少包括以下步骤：

步骤一 选取试验样品：选取单个内链节和至少一个销轴，销轴与内链节连接组合成试验样品；

步骤二 安装试验样品：销轴与轴孔旋转活动连接，并与旋转臂连接，使旋转臂与销轴限定成同步转动；内链节与上夹头连接；

步骤三 调整载荷：调整载荷单元的自重，和/或载荷单元相对于悬臂的位置，对试验样品施加预设载荷；

步骤四 运行设备：驱动模块工作，旋转臂和销轴相对于内链节往复运动，进行磨损试验。

采用上述磨损试验方法，可以很好的模拟出链条运行时是内链节与销轴之间的旋转运动工况，从而获取准确的磨损数据，为链条磨损寿命评价提供可靠依据。

附图说明

图1为本实施例铰链副磨损试验机的试验样品结构示意图；

图2为本实施例铰链副磨损试验机的结构示意图；

图3为本实施例铰链副磨损试验机的局部爆炸图；

图4为本实施例铰链副磨损试验机的正视图；

图5为本实施例铰链副磨损试验机的俯视图；

图6为本实施例铰链副磨损试验机的局部剖视图；

图7为图2中A处的局部放大图；

图8为本实施例铰链副磨损试验机中载荷单元与悬臂配合的局部视图；

图9为本实施例铰链副磨损试验机中悬臂与上夹头配合的爆炸图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图2-图5所示，一种铰链副磨损试验机，至少包括机架4、夹持模块2、加载模块1和驱动模块3。

如图2和图3所示，所述的机架4包括安装座，所述的安装座包括两个并行设置的安装板14，两个所述的安装板14上分别设有轴孔，两个所述的轴孔同轴设置。两个所述的安装板14之间形成夹持空间，试验时，试验样品5设置在夹持空间内。通过两个安装板14同时夹持，夹持更稳定可靠。

如图2、图3和图7所示，所述的夹持模块2包括上夹头21和旋转臂22，所述的上夹头21上设有固定夹持位，所述的旋转臂22上设有旋转夹持位。上夹头21通过固定夹持位对铰链副中的固定件进行夹持限位，旋转臂22用于与旋转件连接。在试验过程中固定件保持不动，旋转件与旋转臂22同步转动。

其中的上夹头21可以采用整体式，例如采用挂钩形式直接勾住固定件。如图3和图9所示，作为一种优选的实施方式，所述的上夹头21包括第一夹块211和第二夹块212，所述的第一夹块211和第二夹块212分体设置。所述的第一夹块211和第二夹块212上分别设有夹槽214，两个所述的夹槽214相对设置并共同围合成固定夹持位。第一夹块211和第二夹块212采用分体设置并配合夹持的形式，可以很好的兼顾拆装性能和夹持可靠性。第一夹块211与第二夹块212之间可以铰接，也可以采用卡接、螺纹连接的形式连接。

其中的旋转臂22可以通过键连接的形式、或传动销的形式与旋转件连接。如图3和图7所示，作为另一种优选的实施方式，所述的旋转臂22上设有免键轴衬24，免键轴衬24在旋转臂22和试验样品5的旋转部之间起到连接并传递扭矩的作用。

如图2和图3所示，所述的加载模块1包括悬臂12和旋转支撑件13，所述的旋转支撑件13设置在机架4上，所述的悬臂12与旋转支撑件13旋转活动连接。所述悬臂12的一端与上夹头21连接，另一端设置有载荷单元。

所述的悬臂12可以与上夹头21采用铰接、卡接、螺纹连接的形式连接。

如图9所示，作为一种优选的实施方式，所述的第一夹块211和第二夹块212上分别设有安装孔213，所述的悬臂12依次插入两个安装孔213内。悬臂12与上夹头21之间可以不使用螺钉等辅助连接件，仅悬臂12插入上夹头21的安装孔213内，通过悬臂12与上夹头21之间的压力进行压紧。采用上述连接方式，不仅可以提高悬臂12与上夹头21之间的拆装便利性，第一夹块211与第二夹块212之间的配合与分离操作也能更为便捷的实现。同时载荷的压紧作用下，悬臂12与上夹头21之间的连接可靠性也可以保证。

如图2和图6所示，所述的驱动模块3包括设置在机架4上的气缸或电缸。试验状态下，旋转臂22、机架4和气缸共同构成曲柄连杆滑块15机构，通过气缸的充放气，可以实现旋转臂22和试验样品5旋转部的同步往复转动，模拟出铰链副的运动工况。

具体的，如图3和图5所示，旋转臂22与安装板14一一对应设置，并设置在安装板14的外侧，两个旋转臂22之间设置中间杆23，气缸与中间杆23连接，并驱动中间杆23和两个旋转臂22同步摆动。

试验之前，首先选取合适的试验样品5，试验样品5的铰链副中两个相对旋转件之一作为固定件，与上夹头21的固定夹持位连接，铰链副中的另一部分作为旋转件，与旋转臂22的旋转夹持位连接，其中的旋转件设置成杆件形式。

然后调整载荷单元，载荷单元的载荷通过悬臂12以杠杆形式传递至夹持模块2上的试验样品5，并作用于固定件与旋转件之间的旋转副上，模拟铰链副实际使用过程中的受载情况。

最后驱动模块3驱动旋转臂22和旋转件同步相对于固定件往复转动，模拟铰链副实际使用过程中的运动工况。

采用上述铰链副磨损试验机可以很好的模拟出铰链副的实际使用工况，从而可以获得更为真实的试验数据，为铰链副的磨损寿命提供更为可靠的依据。

如图2、图3和图9所示，所示，进一步的，所述的机架4上还设有支撑梁41，所述的支撑梁41垂直于轴孔设置；所述的旋转支撑件13设置在支撑梁41上，且所述的悬臂12与支撑梁41同向延伸。在悬臂12旋转的过程中，悬臂12始终与支撑梁41位于同一平面内。

支撑梁41可以用于安装旋转支撑件13，对旋转支撑件13、悬臂12和附加载荷17进行承载。同时由于悬臂12与支撑梁41同向延伸，在悬臂12与上夹头21对应的一端约束解除时，也即拆装试验样品5的过程中，悬臂12可以旋转至与支撑梁41接触，通过支撑梁41临时支撑悬臂12，限制悬臂12的旋转范围，为试验样品5的拆装操作提供便利。

悬臂12与旋转支撑件13之间可以选择铰接形式连接。如图3和图9所示，在本申请附图中提供了另一种具体的实施方式，即在悬臂12上开设圆弧形的底槽121，并将旋转支撑件13的顶部设置成与底槽121匹配的圆弧形支撑面。试验时，悬臂12置于旋转支撑件13上，且悬臂12与旋转支撑件13之间不施加其他约束，仅通过底槽121和支撑面配合，悬臂12和载荷的重量进行压紧。采用这种方式不仅可以保证悬臂12与旋转支撑件13之间的旋转和限位，还可以很便利的将悬臂12与旋转支撑件13分离。

进一步的，如图8所示，所述的载荷单元包括载荷支架11，所述的载荷支架11与悬臂12连接；所述的载荷支架11上设有加载位111。载荷支架11的自重可以作为载荷，同时也可以在载荷支架11的加载位111上附加载荷17，通过载荷支架11与附加载荷17的总量增减，调整铰链副的预设载荷值。其中的附加载荷17以挂钩的形式挂载在加载位111上。

如图8所示，所述的悬臂12上沿长度方向设置有导轨16，所述的载荷支架11包括滑块15，所述的滑块15与导轨16滑动连接。载荷支架11及附加载荷17可以沿悬臂12的长度方向滑动，通过调整载荷的力臂，实现铰链副的预设载荷值调整。所述的导轨16上可以设置刻度，可以更为直观的判断滑块15位置。

以特殊类型的铰链副大节距链条为例具体说明磨损试验方法。

一种用于大节距链条的磨损试验方法，采用上述铰链副磨损试验机，至少包括以下步骤：

步骤一 选取试验样品：如图1所示，选取单个内链节30和至少一个销轴20，销轴20与内链节30连接组合成试验样品5；

步骤二 安装试验样品：销轴20与轴孔旋转活动连接，并与旋转臂22连接，使旋转臂22与销轴20限定成同步转动；内链节30与上夹头21连接；即如图6和图7所示状态；

步骤三 调整载荷：调整载荷单元的自重，和/或载荷单元相对于悬臂12的位置，对试验样品5施加预设载荷；

步骤四 运行设备：驱动模块3工作，旋转臂22和销轴20相对于内链节30往复运动，进行磨损试验。

采用上述磨损试验方法，可以很好的模拟出链条运行时是内链节30与销轴20之间的旋转运动工况，从而获取准确的磨损数据，为链条磨损寿命评价提供可靠依据。

进一步的，为了进一步获取外链板10与内链节30之间磨损数据，步骤一中，试验样品5中包括两个外链板10，并与销轴20连接并同步转动。

总之，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铰链副磨损试验机，其特征在于，至少包括：

机架，所述的机架包括安装座，所述的安装座上设有轴孔；所述的安装座包括两个并行设置的安装板，两个所述的安装板上分别设有轴孔，两个所述的轴孔同轴设置；两个所述的安装板之间形成夹持空间；

夹持模块，所述的夹持模块包括上夹头和旋转臂，所述的上夹头上设有固定夹持位，所述的旋转臂上设有旋转夹持位；所述的旋转臂与安装板一一对应设置，并设置在安装板的外侧，两个旋转臂之间设置中间杆；

加载模块，所述的加载模块包括悬臂和旋转支撑件，所述的旋转支撑件设置在机架上，所述的悬臂与旋转支撑件旋转活动连接；所述悬臂的一端与上夹头连接，另一端设置有载荷单元；

所述的悬臂上沿长度方向设置有导轨，所述的载荷单元包括滑块，所述的滑块与导轨滑动连接；

驱动模块，驱动模块与中间杆连接，并驱动中间杆和两个旋转臂同步摆动；

试验时，所述的上夹头夹持铰链副的固定部，旋转臂与铰链副的活动部连接，并限定成旋转臂与铰链副的活动部同步转动，所述的驱动模块驱动旋转臂相对于安装座旋转。

2.根据权利要求1所述的铰链副磨损试验机，其特征在于：所述的机架上还设有支撑梁，所述的支撑梁垂直于轴孔设置；

所述的旋转支撑件设置在支撑梁上，且所述的悬臂与支撑梁同向延伸。

3.根据权利要求1所述的铰链副磨损试验机，其特征在于：所述的上夹头包括第一夹块和第二夹块，所述的第一夹块和第二夹块分体设置；

所述的第一夹块和第二夹块上分别设有夹槽，两个所述的夹槽相对设置并共同围合成固定夹持位。

4.根据权利要求3所述的铰链副磨损试验机，其特征在于：所述的第一夹块和第二夹块上分别设有安装孔，所述的悬臂依次插入两个安装孔内。

5.根据权利要求1所述的铰链副磨损试验机，其特征在于：所述的旋转臂上设有免键轴衬。

6.根据权利要求1所述的铰链副磨损试验机，其特征在于：所述的驱动模块包括设置在机架上的气缸。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的铰链副磨损试验机，其特征在于：所述的载荷单元包括载荷支架，所述的载荷支架与悬臂连接；所述的载荷支架上设有加载位。

8.一种用于大节距链条的磨损试验方法，其特征在于：采用如权利要求1-7中任一项所述的铰链副磨损试验机，

至少包括以下步骤：

步骤一 选取试验样品：选取单个内链节和至少一个销轴，销轴与内链节连接组合成试验样品；

步骤二 安装试验样品：销轴与轴孔旋转活动连接，并与旋转臂连接，使旋转臂与销轴限定成同步转动；内链节与上夹头连接；

步骤三 调整载荷：调整载荷单元的自重，和/或载荷单元相对于悬臂的位置，对试验样品施加预设载荷；

步骤四 运行设备：驱动模块工作，旋转臂和销轴相对于内链节往复运动，进行磨损试验。

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