CN117723426A - 一种金属轴表面磨损疲劳试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属轴检测技术领域，尤其提供一种金属轴表面磨损疲劳试验装置及方法。该金属轴表面磨损疲劳试验装置包括试验壳体、收送组件、转移组件、磨损试验组件及疲劳实验组件。本发明利用收送组件、转移组件及磨损试验组件对金属轴进行自动化拾取、转移及金属表面磨损检测，且检测中使用打磨气流及打磨驱动装置对金属轴外周壁整体进行打磨检测，大大地提高了打磨检测地效率，且能够更快速、更均匀地检测金属轴表面的不规则性，同时利用转移组件及疲劳实验组件对金属轴进行多方向的应力施加、精确的定位和自动化检测，模拟金属轴在实际使用中应用及受力环境，以对金属轴的耐久性和可靠性进行试验。

Description

一种金属轴表面磨损疲劳试验装置及方法

技术领域

本发明涉及金属轴检测技术领域，尤其提供一种金属轴表面磨损疲劳试验装置及方法。

背景技术

金属轴是一种用于传递或转动力和运动的金属材料构件，通常呈圆柱形并具有较高的强度和刚度，通常用于机械设备和工程结构中。由于其在机械设备和工程结构中的特殊性，金属轴在设计允许受力条件下轴的表面磨损性能是否满足设计要求及实际应用中金属疲劳试验测试必不可少。

目前，常规的金属表面摩擦试验机及金属弯曲疲劳试验机均为单功能试验机，同一试样金属轴需要在多台机械之间进行检测，且上述两种试验机还不能根据金属轴实际使用情况进行模拟试验，导致实验室样品的金属轴试验条件与实际应用环境条件相去甚远，试验结论难以直接应用且试验周期长，成本高。

发明内容

基于此，有必要提供一种金属轴表面磨损疲劳试验装置及方法，以解决背景技术中的至少一个技术问题。

一种金属轴表面磨损疲劳试验装置，包括试验壳体、收送组件、转移组件、磨损试验组件及疲劳实验组件，试验壳体内部中空形成有中空腔体，中空腔体一侧侧壁中部凸设有安装板，使得中空腔体由上至下分隔形成有工作腔体及留存腔体，中空腔体一侧侧壁中部贯穿凹设有通过槽，安装板顶面一端中部贯穿凹设有预设槽，使得工作腔体与留存腔体相连通，工作腔体顶面远离预设槽一端还设置有温度收集传感器，收送组件固定安装于试验壳体邻近通过槽一侧侧壁底部，转移组件固定安装于安装板顶面，磨损试验组件固定安装于安装板顶面邻近温度收集传感器一端，疲劳实验组件固定安装于顶面另一端。

作为本发明的进一步改进，收送组件包括选送元件及收集元件，选送元件固定安装于试验壳体一侧侧壁底部远离通过槽的一端，收集元件包括收集箱及收集滑梯，收集箱固定安装于试验壳体一侧侧壁底部另一端，收集箱顶面凹设有收集腔体，收集滑梯顶部固定安装于通过槽远离预设槽顶面一端，且收集滑梯底部进入收集腔体中。

作为本发明的进一步改进，选送元件包括选送箱、导向板、储存箱、换向轴、换向连接柱、第一驱动气缸、顶升杆及连接板，选送箱内侧侧壁固定安装于试验壳体一侧侧壁底部远离通过槽的一端，选送箱顶面凹设有顶升腔体，导向板内侧侧壁底部固定安装于顶升腔体内侧侧壁顶部，使得导向板顶部凸设于通过槽底面，导向板顶面内侧角部处凹设有第一倾斜面，储存箱外侧侧壁底部角部处通过扭簧转动地安装于储存箱顶部外侧，储存箱内侧侧壁凹设有储蓄槽，储蓄槽内放置有金属轴，换向轴底面固定安装于顶升腔体底面中部，换向连接柱中部转动地安装于换向轴顶部，第一驱动气缸外侧侧壁固定安装于顶升腔体外侧侧壁，且第一驱动气缸输出轴转动地安装于换向连接柱一端，顶升杆底端转动地安装于换向连接柱另一端，换向连接柱顶端转动地安装于连接板底面中部，且连接板内侧侧壁滑动地安装于导向板外侧侧壁底部，连接板顶面内侧凹设有第二倾斜面，第二倾斜面抵持于储存箱底面。

作为本发明的进一步改进，转移组件包括横向转移元件及纵向转移元件，横向转移元件包括两个横向导轨、横向放置台及第二驱动气缸，两个横向导轨相对设置固定安装于安装板顶面一端，两个横向导轨一端端壁分别抵持于导向板内侧侧壁两端，且横向导轨长度方向与安装板宽度方向平行，横向放置台底面两端分别滑动地安装于两个横向导轨一端，第二驱动气缸底面固定安装于安装板顶面，且第二驱动气缸输出轴与横向放置台固定连接，纵向转移元件安装于安装板顶面。

作为本发明的进一步改进，纵向转移元件包括四个转移支撑柱、两个滑轨及转移机械臂，四个转移支撑柱底部分别固定安装于安装板顶面中部的四个角部处，两个滑轨的两端分别固定安装于四个转移支撑柱顶面，使得两个滑轨相对设置于安装板长度方向，转移机械臂两端分别滑动地安装于两个滑轨一端，使得转移机械臂能够夹持金属轴在横向放置台、磨损试验组件、疲劳实验组件及收集滑梯间进行转移作业。

作为本发明的进一步改进，磨损试验组件包括磨损安装架、两个第三驱动气缸、两个滑移轴、盖设板及磨损元件，磨损安装架包括两个竖向安装架及横向安装板，两个竖向安装架底部分别固定安装于安装板顶面远离预设槽一端，横向安装板底面两端分别固定安装于两个竖向安装架顶面，且横向安装板长度方向与安装板宽度方向平行设置，横向安装板顶面两端分别贯穿开设有预设孔，两个第三驱动气缸底部分别固定安装于横向安装板顶面，两个滑移轴底部分别固定安装于安装板顶面远离预设槽一端，两个滑移轴顶面分别固定安装于横向安装板底面两端，盖设板两端分别滑动地安装于两个滑移轴中，且两个第三驱动气缸的输出轴分别穿设通过两个预设孔固定安装于盖设板顶面两端，磨损元件固定安装于安装板顶面远离预设槽一端并位于盖设板正下方。

作为本发明的进一步改进，盖设板底面凸设有对接盒，对接盒底面中部凹设有对接腔，对接盒底面两端中部分别凹设有对接圆槽，两个对接圆槽分别与对接腔向连通，两个对接圆槽外侧分别设置有多个滚珠，对接腔顶面设置有往复直线运动的打磨驱动装置，打磨驱动装置底面凹设有与金属轴横截面积相同的往复打磨槽，磨损元件包括打磨盒及两个三头接头，打磨盒顶面中部凹设有导风打磨槽，打磨盒顶面两端分别凹设有打磨转动槽，打磨转动槽内侧侧壁凹设有进风槽，进风槽内侧侧壁凹设有扩散槽，扩散槽横截面积由外向内逐渐扩大，且两个扩散槽分别与导风打磨槽相连通，进风槽底面远离滚珠一侧凹设有倾斜的进风气道，打磨盒内侧侧壁两端分别凹设有导风孔，两个导风孔分别于两个进风气道相连通，打磨盒顶面外轴凸设有密封圈，两个三头接头一端分别固定安装于两个导风孔中，两个三头接头另一端与外界的高压进气装置连接，两个三头接头顶部与外界的打磨砂石进料装置连接。

作为本发明的进一步改进，疲劳实验组件包括两个侧向滑移架、横向滑移架、三个疲劳测试元件、连接元件及安装元件，两个侧向滑移架底面相对设置固定安装于安装板顶面邻近预设槽一端且位于预设槽两侧，横向滑移架固定安装于安装板顶面邻近预设槽一端，且两个侧向滑移架及横向滑移架顶部均设置有驱动电机，每个疲劳测试元件包括“十”字形的测试安装板及往复驱动气缸，三个测试安装板分别滑动地安装于两个侧向滑移架及横向滑移架中，往复驱动气缸分别可转动调节的安装于测试安装板内侧，且三个往复驱动气缸输出轴分别固定安装于连接元件中，安装元件安装于安装板顶面并位于两个侧向滑移架之间。

作为本发明的进一步改进，连接元件包括连接块及导向盘，连接块分别与三个往复驱动气缸的输出轴固定连接，导向盘顶面固定安装于连接块底面，导向盘外周壁分别凸设有多个卡设弹片，导向盘底面贯穿凹设有对接槽，安装元件包括两个第一转向块，连接安装块、螺旋柱、两个第二转向块、定位安装板、金属轴架、锁紧台、扭紧轴、连接柄及第四驱动气缸，两个第一转向块底面分别固定安装于安装板顶面并位于预设槽两端，连接安装块两侧分别转动地安装于两个第一转向块内侧侧壁，连接安装块顶面贯穿凹设有螺旋孔，两个第二转向块底面分别固定安装于安装板顶面并邻近预设槽设置，定位安装板底面一端两侧分别转动的安装于第二转向块顶面，且两个螺旋柱顶端穿设通过螺旋孔转动地安装于定位安装板底面，螺旋柱底部设置有微型电机，金属轴架固定安装于定位安装板顶面，且金属轴架一端设置有套管，套管内径与金属轴外径相同，锁紧台固定安装于金属轴架另一端，锁紧台两侧分别凸设有夹板，其中一个夹板侧壁贯穿凹设锁紧孔，扭紧轴外周壁凹设有锁紧槽，扭紧轴一端穿设通过锁紧孔转动地安装于另一个夹板侧壁，扭紧轴另一端与连接柄一端固定连接，第四驱动气缸固定安装于定位安装板邻近扭紧轴一侧侧壁，连接柄另一端与第四驱动气缸输出轴相连接。

提供一种金属轴表面磨损疲劳试验装置的检测方法，应用于上述金属轴表面磨损疲劳试验装置，所述检测方法包括：

步骤S1：将多个待检金属轴放置于储存箱内的储蓄槽中，且使得金属轴的长度方向与储存箱宽度方向平行设置，随后将启动第一驱动气缸，使得其中一个金属轴通过槽进入工作腔体并落于横向放置台顶面；

步骤S2：启动第二驱动气缸使得横向放置台进入到转移机械臂的抓取范围内，且随后转移机械臂将抓取金属轴并将转向放置于打磨盒内；

步骤S3：启动两个第三驱动气缸，使得盖设板将沿两个滑移轴下移，直至对接盒底面抵持于打磨盒顶面，随后开启对金属轴的金属表面磨损试验；

步骤S4：转移机械臂将夹持金属轴送往疲劳实验组件，随后启动微型电机使得金属轴的顶端卡设于连接元件及安装元件中；

步骤S5：启动三个疲劳测试元件对金属轴进行金属疲劳试验，试验后将利用转移机械臂将金属轴取出并经收集滑梯进入收集腔体中。

本发明的有益效果如下：

1.利用收送组件、转移组件及磨损试验组件对金属轴进行自动化拾取、转移及金属表面磨损检测，且检测中使用打磨气流及打磨驱动装置对金属轴外周壁整体进行打磨检测，而无需打磨一侧后由转移机械臂进行翻转去打磨另一侧，大大地提高了打磨检测地效率，且能够更快速、更均匀地检测金属轴表面的不规则性，简化了打磨流程，提高了检测效率，同时更是减少了操作的复杂性，降低了因翻转操作而可能引入的打磨误差，且打磨气流在对金属轴两端进行打磨后还将从打磨转动槽中流出并流向导风打磨槽，以对金属轴底部进行预打磨，同时将有部分的打磨砂石粉末随金属轴旋转进入到往复打磨槽中，增大打磨驱动装置底面的摩擦系数，使得打磨驱动装置对金属轴打磨检测更为细致。

2.利用转移组件及疲劳实验组件对金属轴进行自动化定位、固定及多应力方向的金属疲劳检测，对金属轴进行同步施加挤压应力、纵向拉扯应力及横向拉扯应力等多应力方向的疲劳检测，且能够根据金属轴的实际使用情况模拟有针对性的调节上述各个应力方向上的往复驱动气缸的延伸拉扯及挤压的力度，以达对金属轴实际使用情况的模拟检测，即本发明能通过多方向的应力施加、精确的定位和高度自动化检测，模拟金属轴在实际使用中应用及受力环境，以对金属轴的耐久性和可靠性进行试验。

附图说明

图1为本发明一实施例的立体示意图。

图2为本发明另一实施例的立体示意图。

图3为本发明一实施例的内部示意图。

图4为本发明一实施例中磨损试验组件的立体示意图。

图5为本发明一实施例中磨损试验组件的剖视图。

图6为图4中A处放大图。

图7为本发明一实施例中疲劳实验组件的立体示意图。

图8为本发明另一实施例中疲劳实验组件的立体示意图。

图中：100、金属轴；10、试验壳体；11、中空腔体；111、通过槽；12、安装板；121、预设槽；13、工作腔体；131、温度收集传感器；14、留存腔体；20、收送组件；21、选送元件；211、选送箱；212、导向板；213、储存箱；214、换向轴；215、换向连接柱；216、第一驱动气缸；217、顶升杆；218、连接板；219、顶升腔体；210、第一倾斜面；231、储蓄槽；232、第二倾斜面；22、收集元件；221、收集箱；222、收集滑梯；223、收集腔体；30、转移组件；31、横向转移元件；311、横向导轨；312、横向放置台；313、第二驱动气缸；32、纵向转移元件；321、转移支撑柱；322、滑轨；323、转移机械臂；40、试验组件；41、磨损安装架；411、竖向安装架；412、横向安装板；42、第三驱动气缸；43、滑移轴；44、盖设板；441、对接盒；442、对接腔；443、对接圆槽；444、打磨驱动装置；445、往复打磨槽；45、磨损元件；450、三头接头；451、打磨盒；452、导风打磨槽；453、打磨转动槽；454、进风槽；455、密封圈；456、扩散槽；457、进风气道；458、导风孔；50、疲劳实验组件；51、侧向滑移架；52、横向滑移架；53、疲劳测试元件；531、测试安装板；532、往复驱动气缸；54、连接元件；541、连接块；542、导向盘；543、卡设弹片；544、对接槽；55、安装元件；551、第一转向块；552、连接安装块；553、螺旋柱；554、第二转向块；555、定位安装板；556、金属轴架；557、锁紧台；558、扭紧轴；559、连接柄；550、第四驱动气缸；561、套管；562、夹板。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图8，一种金属轴表面磨损疲劳试验装置，包括试验壳体10、收送组件20、转移组件30、磨损试验组件40及疲劳实验组件50，试验壳体10内部中空形成有中空腔体11，中空腔体11一侧侧壁中部凸设有安装板12，使得中空腔体11由上至下分隔形成有工作腔体13及留存腔体14，中空腔体11一侧侧壁中部贯穿凹设有通过槽111，安装板12顶面一端中部贯穿凹设有预设槽121，使得工作腔体13与留存腔体14相连通，工作腔体13顶面远离预设槽121一端还设置有温度收集传感器131，收送组件20固定安装于试验壳体10邻近通过槽111一侧侧壁底部，转移组件30固定安装于安装板12顶面，磨损试验组件40固定安装于安装板12顶面邻近温度收集传感器131一端，疲劳实验组件50固定安装于顶面另一端。

收送组件20包括选送元件21及收集元件22，选送元件21固定安装于试验壳体10一侧侧壁底部远离通过槽111的一端，收集元件22包括收集箱221及收集滑梯222，收集箱221固定安装于试验壳体10一侧侧壁底部另一端，收集箱221顶面凹设有收集腔体223，收集滑梯222顶部固定安装于通过槽111远离预设槽121顶面一端，且收集滑梯222底部进入收集腔体223中。

选送元件21包括选送箱211、导向板212、储存箱213、换向轴214、换向连接柱215、第一驱动气缸216、顶升杆217及连接板218，选送箱211内侧侧壁固定安装于试验壳体10一侧侧壁底部远离通过槽111的一端，选送箱211顶面凹设有顶升腔体219，导向板212内侧侧壁底部固定安装于顶升腔体219内侧侧壁顶部，使得导向板212顶部凸设于通过槽111底面，导向板212顶面内侧角部处凹设有第一倾斜面210，储存箱213外侧侧壁底部角部处通过扭簧转动地安装于储存箱213顶部外侧，储存箱213内侧侧壁凹设有储蓄槽231，储蓄槽231内放置有金属轴100，换向轴214底面固定安装于顶升腔体219底面中部，换向连接柱215中部转动地安装于换向轴214顶部，第一驱动气缸216外侧侧壁固定安装于顶升腔体219外侧侧壁，且第一驱动气缸216输出轴转动地安装于换向连接柱215一端，顶升杆217底端转动地安装于换向连接柱215另一端，换向连接柱215顶端转动地安装于连接板218底面中部，且连接板218内侧侧壁滑动地安装于导向板212外侧侧壁底部，连接板218顶面内侧凹设有第二倾斜面232，第二倾斜面232抵持于储存箱213底面。

转移组件30包括横向转移元件31及纵向转移元件32，横向转移元件31包括两个横向导轨311、横向放置台312及第二驱动气缸313，两个横向导轨311相对设置固定安装于安装板12顶面一端，两个横向导轨311一端端壁分别抵持于导向板212内侧侧壁两端，且横向导轨311长度方向与安装板12宽度方向平行，横向放置台312底面两端分别滑动地安装于两个横向导轨311一端，第二驱动气缸313底面固定安装于安装板12顶面，且第二驱动气缸313输出轴与横向放置台312固定连接，纵向转移元件32安装于安装板12顶面。

纵向转移元件32包括四个转移支撑柱321、两个滑轨322及转移机械臂323，四个转移支撑柱321底部分别固定安装于安装板12顶面中部的四个角部处，两个滑轨322的两端分别固定安装于四个转移支撑柱321顶面，使得两个滑轨322相对设置于安装板12长度方向，转移机械臂323两端分别滑动地安装于两个滑轨322一端，使得转移机械臂323能够夹持金属轴100在横向放置台312、磨损试验组件40、疲劳实验组件50及收集滑梯222间进行转移作业。

磨损试验组件40包括磨损安装架41、两个第三驱动气缸42、两个滑移轴43、盖设板44及磨损元件45，磨损安装架41包括两个竖向安装架411及横向安装板412，两个竖向安装架411底部分别固定安装于安装板12顶面远离预设槽121一端，横向安装板412底面两端分别固定安装于两个竖向安装架411顶面，且横向安装板412长度方向与安装板12宽度方向平行设置，横向安装板412顶面两端分别贯穿开设有预设孔，两个第三驱动气缸42底部分别固定安装于横向安装板412顶面，两个滑移轴43底部分别固定安装于安装板12顶面远离预设槽121一端，两个滑移轴43顶面分别固定安装于横向安装板412底面两端，盖设板44两端分别滑动地安装于两个滑移轴43中，且两个第三驱动气缸42的输出轴分别穿设通过两个预设孔固定安装于盖设板44顶面两端，磨损元件45固定安装于安装板12顶面远离预设槽121一端并位于盖设板44正下方。

盖设板44底面凸设有对接盒441，对接盒441底面中部凹设有对接腔442，对接盒441底面两端中部分别凹设有对接圆槽443，两个对接圆槽443分别与对接腔442向连通，两个对接圆槽443外侧分别设置有多个滚珠，对接腔442顶面设置有往复直线运动的打磨驱动装置444，打磨驱动装置444底面凹设有与金属轴100横截面积相同的往复打磨槽445，磨损元件45包括打磨盒451及两个三头接头450，打磨盒451顶面中部凹设有导风打磨槽452，打磨盒451顶面两端分别凹设有打磨转动槽453，打磨转动槽453内侧侧壁凹设有进风槽454，进风槽454内侧侧壁凹设有扩散槽456，扩散槽456横截面积由外向内逐渐扩大，且两个扩散槽456分别与导风打磨槽452相连通，进风槽454底面远离滚珠一侧凹设有倾斜的进风气道457，打磨盒451内侧侧壁两端分别凹设有导风孔458，两个导风孔458分别于两个进风气道457相连通，打磨盒451顶面外轴凸设有密封圈455，两个三头接头450一端分别固定安装于两个导风孔458中，两个三头接头450另一端与外界的高压进气装置连接，两个三头接头450顶部与外界的打磨砂石进料装置连接。

疲劳实验组件50包括两个侧向滑移架51、横向滑移架52、三个疲劳测试元件53、连接元件54及安装元件55，两个侧向滑移架51底面相对设置固定安装于安装板12顶面邻近预设槽121一端且位于预设槽121两侧，横向滑移架52固定安装于安装板12顶面邻近预设槽121一端，且两个侧向滑移架51及横向滑移架52顶部均设置有驱动电机，每个疲劳测试元件53包括“十”字形的测试安装板531及往复驱动气缸532，三个测试安装板531分别滑动地安装于两个侧向滑移架51及横向滑移架52中，往复驱动气缸532分别可转动调节的安装于测试安装板531内侧，且三个往复驱动气缸532输出轴分别固定安装于连接元件54中，安装元件55安装于安装板12顶面并位于两个侧向滑移架51之间。

连接元件54包括连接块541及导向盘542，连接块541分别与三个往复驱动气缸532的输出轴固定连接，导向盘542顶面固定安装于连接块541底面，导向盘542外周壁分别凸设有多个卡设弹片543，导向盘542底面贯穿凹设有对接槽544，安装元件55包括两个第一转向块551，连接安装块552、螺旋柱553、两个第二转向块554、定位安装板555、金属轴架556、锁紧台557、扭紧轴558、连接柄559及第四驱动气缸550，两个第一转向块551底面分别固定安装于安装板12顶面并位于预设槽121两端，连接安装块552两侧分别转动地安装于两个第一转向块551内侧侧壁，连接安装块552顶面贯穿凹设有螺旋孔，两个第二转向块554底面分别固定安装于安装板12顶面并邻近预设槽121设置，定位安装板555底面一端两侧分别转动的安装于第二转向块554顶面，且两个螺旋柱553顶端穿设通过螺旋孔转动地安装于定位安装板555底面，螺旋柱553底部设置有微型电机，金属轴架556固定安装于定位安装板555顶面，且金属轴架556一端设置有套管561，套管561内径与金属轴100外径相同，锁紧台557固定安装于金属轴架556另一端，锁紧台557两侧分别凸设有夹板562，其中一个夹板562侧壁贯穿凹设锁紧孔，扭紧轴558外周壁凹设有锁紧槽，扭紧轴558一端穿设通过锁紧孔转动地安装于另一个夹板562侧壁，扭紧轴558另一端与连接柄559一端固定连接，第四驱动气缸550固定安装于定位安装板555邻近扭紧轴558一侧侧壁，连接柄559另一端与第四驱动气缸550输出轴相连接。

本发明还提供一种金属轴表面磨损疲劳试验装置的检测方法，所述的检测方法应用于上述金属轴表面磨损疲劳试验装置，包括以下步骤：

步骤S1：将多个待检金属轴100放置于储存箱213内的储蓄槽231中，且使得金属轴100的长度方向与储存箱213宽度方向平行设置，随后将启动第一驱动气缸216，使得其中一个金属轴100通过槽111进入工作腔体13并落于横向放置台312顶面；

步骤S2：启动第二驱动气缸313使得横向放置台312进入到转移机械臂323的抓取范围内，且随后转移机械臂323将抓取金属轴100并将转向放置于打磨盒451内；

步骤S3：启动两个第三驱动气缸42，使得盖设板44将沿两个滑移轴43下移，直至对接盒441底面抵持于打磨盒451顶面，随后开启对金属轴100的金属表面磨损试验；

步骤S4：转移机械臂323将夹持金属轴100送往疲劳实验组件50，随后启动微型电机使得金属轴100的顶端卡设于连接元件54及安装元件55中；

步骤S5：启动三个疲劳测试元件53对金属轴100进行金属疲劳试验，试验后将利用转移机械臂323将金属轴100取出并经收集滑梯222进入收集腔体223中。

例如，在一实施例中：当需要对金属轴100进行表面磨损疲劳试验时，将多个金属轴100的长度方向与储存箱213宽度方向平行设置放置于储存箱213中，随后启动第一驱动气缸216，使得第一驱动气缸216的输出轴延伸，使得换向连接柱215一端受压，使得换向连接柱215围绕换向轴214旋转，使得换向连接柱215另一端上移，使得顶升杆217随之上移，使得连接板218滑动向上移动，使得储存箱213围绕扭簧向上移动，使得储蓄槽231与通过槽111相连通，使得储蓄槽231内的金属轴100受重力掉入导向板212并沿第一倾斜面210进入通过槽111，并使得金属轴100受惯性通过通过槽111进入工作腔体13，且由于两个横向导轨311一端端壁分别抵持于导向板212内侧侧壁两端，且横向放置台312底面两端分别滑动地安装于两个横向导轨311一端，因此此时金属轴100将掉落于横向放置台312顶面，随后第二驱动气缸313将启动回缩，使得横向放置台312沿横向导轨311进入到转移机械臂323的抓取范围内，且随后转移机械臂323将抓取金属轴100并将转向放置于打磨盒451内，且此时金属轴100两端将放置于两个打磨转动槽453中，而金属轴100底面中部将位于导风打磨槽452中，此时两个第三驱动气缸42将同步启动使得盖设板44将沿两个滑移轴43下移，直至对接盒441底面抵持于打磨盒451顶面，且两个对接圆槽443分别与两个打磨转动槽453相对设置，金属轴100顶面中部将位于往复打磨槽445中，随后将启动打磨驱动装置444，打磨驱动装置444将沿打磨盒451长度方向进行往复直线运动对金属轴100外表面进行打磨检测。

同时，外界的打磨砂石进料装置及外界的高压进气装置将同步启动，外界的打磨砂石进料装置将打磨砂石粉末通过两个三头接头450顶部进入到两个导风孔458中，随后外界的高压进气装置将吹送高速气体并从两个三头接头450一端进入两个导风孔458中，并与进入的打磨砂石粉末合流形成高速的打磨气流流向进风气道457，打磨气流将从进风气道457中流出并对金属轴100两端端部的外壁进行高速气流冲击打磨，同时由于进风气道457设置于进风槽454底面远离滚珠一侧且为倾斜设置，因此流出的高速气流冲击至金属轴100侧壁时受力点为金属轴100两端端壁底部的一侧，将使得金属轴100受到倾斜向上的力量，该力量将使得金属轴100外周壁顶部更为贴合于两个打磨转动槽453及往复打磨槽445中，使得打磨驱动装置444与金属轴100打磨过程更为紧密，打磨更为细致，同时由于两个对接圆槽443外侧分别设置有多个滚珠，倾斜向上的力量将使得金属轴100进行旋转驱动打磨，从而使得打磨气流及打磨驱动装置444能够对金属轴100外周壁整体进行打磨，而无需打磨一侧后由转移机械臂323进行翻转去打磨另一侧，大大地提高了打磨检测地效率，且能够更快速、更均匀地检测金属轴表面的不规则性，简化了打磨流程，提高了检测效率，同时更是减少了操作的复杂性，降低了因翻转操作而可能引入的打磨误差。

另外，打磨气流在从进风气道457流出并冲击金属轴100后，由于扩散槽456横截面积由外向内逐渐扩大，且两个扩散槽456分别与导风打磨槽452相连通，打磨气流将从打磨转动槽453中流出并流向导风打磨槽452，当打磨气流进入到导风打磨槽452时，将对金属轴100底部进行预打磨，同时将有部分的打磨砂石粉末随金属轴100旋转进入到往复打磨槽445中，增大打磨驱动装置444底面的摩擦系数，使得打磨驱动装置444对金属轴100打磨检测更为细致。

例如，在一实施例中：上述从外界的高压进气装置通入的高速气体能根据金属轴100实际使用环境的温度而改变通入高速气体的温度，从而进一步模拟金属轴100实际使用环境进行金属表面磨损试验。

例如，在一实施例中：当对金属轴100表面磨损检测完成后，两个三头接头450将关闭，并待打磨砂石粉末沉静后，两个第三驱动气缸42将反向启动回缩驱动盖设板44沿两个滑移轴43向上移动，使得打磨盒451露出，随后转移机械臂323将夹持金属轴100送往疲劳实验组件50，并将金属轴100一端套设进入套管561内部，且金属轴100底面中部将抵持于锁紧台557顶面，随后第四驱动气缸550将启动，使得第四驱动气缸550输出轴延伸，使得连接柄559围绕扭紧轴558旋转，使得扭紧轴558跟随旋转，使得锁紧孔沿锁紧槽向外侧的夹板562移动，使得两个夹板562之间的距离减少，直至两个夹板562将稳固夹设于金属轴100中部，使得金属轴100卡设于安装元件55中，随后微型电机将启动，使得螺旋柱553旋转向上移动，使得定位安装板555围绕第二转向块554旋转向上移动，使得锁紧台557带着金属轴100跟随移动，直至金属轴100顶端压迫卡设弹片543进入导向盘542内的对接槽544中，使得金属轴100顶端卡设于连接元件54中，随后一侧侧向滑移架51上的往复驱动气缸532进行往复延伸及回缩，对金属轴100进行挤压检测，同时另一侧侧向滑移架51上的往复驱动气缸532进行往复延伸及回缩进行纵向拉扯检测，横向滑移架52上的往复驱动气缸532进行往复延伸及回缩对金属轴100进行横向拉扯检测，以对金属轴100进行同步多应力方向的疲劳检测，通过多方向的应力施加、精确的定位和高度自动化检测，有助于模拟金属轴100在实际使用中应用及受力环境，以对金属轴100的耐久性和可靠性进行试验。

例如，在一实施例中：本装置可以根据金属轴100长度及挤压检测所需的角度对三个测试安装板531在两个侧向滑移架51及横向滑移架52中所在的高度进行调节，同时由于往复驱动气缸532分别可转动调节的安装于测试安装板531内侧，因此还能调节往复驱动气缸532与测试安装板531之间夹角以进行精确的金属疲劳检测，且请参阅图7，三个测试安装板531的两端还可以设置有锁紧手柄，以对测试安装板531的位置进行进一步的固定。

安装过程：将收集箱221固定安装于试验壳体10一侧侧壁底部另一端，收集滑梯222顶部固定安装于通过槽111远离预设槽121顶面一端，且收集滑梯222底部进入收集腔体223中，将选送箱211内侧侧壁固定安装于试验壳体10一侧侧壁底部远离通过槽111的一端，导向板212内侧侧壁底部固定安装于顶升腔体219内侧侧壁顶部，使得导向板212顶部凸设于通过槽111底面，储存箱213外侧侧壁底部角部处通过扭簧转动地安装于储存箱213顶部外侧，将换向轴214底面固定安装于顶升腔体219底面中部，换向连接柱215中部转动地安装于换向轴214顶部，第一驱动气缸216外侧侧壁固定安装于顶升腔体219外侧侧壁，且第一驱动气缸216输出轴转动地安装于换向连接柱215一端，顶升杆217底端转动地安装于换向连接柱215另一端，换向连接柱215顶端转动地安装于连接板218底面中部，且连接板218内侧侧壁滑动地安装于导向板212外侧侧壁底部，第二倾斜面232抵持于储存箱213底面，将两个横向导轨311相对设置固定安装于安装板12顶面一端，两个横向导轨311一端端壁分别抵持于导向板212内侧侧壁两端，且横向导轨311长度方向与安装板12宽度方向平行，横向放置台312底面两端分别滑动地安装于两个横向导轨311一端，第二驱动气缸313底面固定安装于安装板12顶面，且第二驱动气缸313输出轴与横向放置台312固定连接，纵向转移元件32安装于安装板12顶面，将四个转移支撑柱321底部分别固定安装于安装板12顶面中部的四个角部处，两个滑轨322的两端分别固定安装于四个转移支撑柱321顶面，使得两个滑轨322相对设置于安装板12长度方向，转移机械臂323两端分别滑动地安装于两个滑轨322一端，使得转移机械臂323能够夹持金属轴100在横向放置台312、磨损试验组件40、疲劳实验组件50及收集滑梯222间进行转移作业，将两个竖向安装架411底部分别固定安装于安装板12顶面远离预设槽121一端，横向安装板412底面两端分别固定安装于两个竖向安装架411顶面，且横向安装板412长度方向与安装板12宽度方向平行设置，将两个第三驱动气缸42底部分别固定安装于横向安装板412顶面，两个滑移轴43底部分别固定安装于安装板12顶面远离预设槽121一端，两个滑移轴43顶面分别固定安装于横向安装板412底面两端，盖设板44两端分别滑动地安装于两个滑移轴43中，且两个第三驱动气缸42的输出轴分别穿设通过两个预设孔固定安装于盖设板44顶面两端，将打磨盒451固定安装于安装板12顶面远离预设槽121一端并位于盖设板44正下方，两个三头接头450一端分别固定安装于两个导风孔458中，两个三头接头450另一端与外界的高压进气装置连接，两个三头接头450顶部与外界的打磨砂石进料装置连接，将两个侧向滑移架51底面相对设置固定安装于安装板12顶面邻近预设槽121一端且位于预设槽121两侧，横向滑移架52固定安装于安装板12顶面邻近预设槽121一端，三个测试安装板531分别滑动地安装于两个侧向滑移架51及横向滑移架52中，往复驱动气缸532分别可转动调节地安装于测试安装板531内侧，且三个往复驱动气缸532输出轴分别固定安装于连接元件54中，将连接块541分别与三个往复驱动气缸532的输出轴固定连接，导向盘542顶面固定安装于连接块541底面，将两个第一转向块551底面分别固定安装于安装板12顶面并位于预设槽121两端，连接安装块552两侧分别转动地安装于两个第一转向块551内侧侧壁，连接安装块552顶面贯穿凹设有螺旋孔，两个第二转向块554底面分别固定安装于安装板12顶面并邻近预设槽121设置，定位安装板555底面一端两侧分别转动的安装于第二转向块554顶面，且两个螺旋柱553顶端穿设通过螺旋孔转动地安装于定位安装板555底面，金属轴架556固定安装于定位安装板555顶面，且金属轴架556一端设置有套管561，锁紧台557固定安装于金属轴架556另一端，锁紧台557两侧分别凸设有夹板562，扭紧轴558一端穿设通过锁紧孔转动地安装于另一个夹板562侧壁，扭紧轴558另一端与连接柄559一端固定连接，第四驱动气缸550固定安装于定位安装板555邻近扭紧轴558一侧侧壁，连接柄559另一端与第四驱动气缸550输出轴相连接。

本发明可以实现的是：

1.利用收送组件20、转移组件30及磨损试验组件40对金属轴100进行自动化拾取、转移及金属表面磨损检测，且检测中使用打磨气流及打磨驱动装置444对金属轴100外周壁整体进行打磨检测，而无需打磨一侧后由转移机械臂323进行翻转去打磨另一侧，大大地提高了打磨检测地效率，且能够更快速、更均匀地检测金属轴表面的不规则性，简化了打磨流程，提高了检测效率，同时更是减少了操作的复杂性，降低了因翻转操作而可能引入的打磨误差，且打磨气流在对金属轴100两端进行打磨后还将从打磨转动槽453中流出并流向导风打磨槽452，以对金属轴100底部进行预打磨，同时将有部分的打磨砂石粉末随金属轴100旋转进入到往复打磨槽445中，增大打磨驱动装置444底面的摩擦系数，使得打磨驱动装置444对金属轴100打磨检测更为细致。

2.利用转移组件30及疲劳实验组件50对金属轴100进行自动化定位、固定及多应力方向的金属疲劳检测，对金属轴100进行同步施加挤压应力、纵向拉扯应力及横向拉扯应力等多应力方向的疲劳检测，且能够根据金属轴100的实际使用情况模拟有针对性的调节上述各个应力方向上的往复驱动气缸532的延伸拉扯及挤压的力度，以达对金属轴100实际使用情况的模拟检测，即本发明能通过多方向的应力施加、精确的定位和高度自动化检测，模拟金属轴100在实际使用中应用及受力环境，以对金属轴100的耐久性和可靠性进行试验。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种金属轴表面磨损疲劳试验装置，其特征在于：包括试验壳体(10)、收送组件(20)、转移组件(30)、磨损试验组件(40)及疲劳实验组件(50)，试验壳体(10)内部中空形成有中空腔体(11)，中空腔体(11)一侧侧壁中部凸设有安装板(12)，使得中空腔体(11)由上至下分隔形成有工作腔体(13)及留存腔体(14)，中空腔体(11)一侧侧壁中部贯穿凹设有通过槽(111)，安装板(12)顶面一端中部贯穿凹设有预设槽(121)，使得工作腔体(13)与留存腔体(14)相连通，工作腔体(13)顶面远离预设槽(121)一端还设置有温度收集传感器(131)，收送组件(20)固定安装于试验壳体(10)邻近通过槽(111)一侧外侧壁底部，转移组件(30)固定安装于安装板(12)顶面，磨损试验组件(40)固定安装于安装板(12)顶面邻近温度收集传感器(131)一端，疲劳实验组件(50)固定安装于顶面另一端。

2.根据权利要求1所述的金属轴表面磨损疲劳试验装置，其特征在于：收送组件(20)包括选送元件(21)及收集元件(22)，选送元件(21)固定安装于试验壳体(10)一侧侧壁底部远离通过槽(111)的一端，收集元件(22)包括收集箱(221)及收集滑梯(222)，收集箱(221)固定安装于试验壳体(10)一侧侧壁底部另一端，收集箱(221)顶面凹设有收集腔体(223)，收集滑梯(222)顶部固定安装于通过槽(111)远离预设槽(121)顶面一端，且收集滑梯(222)底部进入收集腔体(223)中。

3.根据权利要求2所述的金属轴表面磨损疲劳试验装置，其特征在于：选送元件(21)包括选送箱(211)、导向板(212)、储存箱(213)、换向轴(214)、换向连接柱(215)、第一驱动气缸(216)、顶升杆(217)及连接板(218)，选送箱(211)内侧侧壁固定安装于试验壳体(10)一侧侧壁底部远离通过槽(111)的一端，选送箱(211)顶面凹设有顶升腔体(219)，导向板(212)内侧侧壁底部固定安装于顶升腔体(219)内侧侧壁顶部，使得导向板(212)顶部凸设于通过槽(111)底面，导向板(212)顶面内侧角部处凹设有第一倾斜面(210)，储存箱(213)外侧侧壁底部角部处通过扭簧转动地安装于储存箱(213)顶部外侧，储存箱(213)内侧侧壁凹设有储蓄槽(231)，储蓄槽(231)内放置有金属轴(100)，换向轴(214)底面固定安装于顶升腔体(219)底面中部，换向连接柱(215)中部转动地安装于换向轴(214)顶部，第一驱动气缸(216)外侧侧壁固定安装于顶升腔体(219)外侧侧壁，且第一驱动气缸(216)输出轴转动地安装于换向连接柱(215)一端，顶升杆(217)底端转动地安装于换向连接柱(215)另一端，换向连接柱(215)顶端转动地安装于连接板(218)底面中部，且连接板(218)内侧侧壁滑动地安装于导向板(212)外侧侧壁底部，连接板(218)顶面内侧凹设有第二倾斜面(232)，第二倾斜面(232)抵持于储存箱(213)底面。

4.根据权利要求3所述的金属轴表面磨损疲劳试验装置，其特征在于：转移组件(30)包括横向转移元件(31)及纵向转移元件(32)，横向转移元件(31)包括两个横向导轨(311)、横向放置台(312)及第二驱动气缸(313)，两个横向导轨(311)相对设置固定安装于安装板(12)顶面一端，两个横向导轨(311)一端端壁分别抵持于导向板(212)内侧侧壁两端，且横向导轨(311)长度方向与安装板(12)宽度方向平行，横向放置台(312)底面两端分别滑动地安装于两个横向导轨(311)一端，第二驱动气缸(313)底面固定安装于安装板(12)顶面，且第二驱动气缸(313)输出轴与横向放置台(312)固定连接，纵向转移元件(32)安装于安装板(12)顶面。

5.根据权利要求4所述的金属轴表面磨损疲劳试验装置，其特征在于：纵向转移元件(32)包括四个转移支撑柱(321)、两个滑轨(322)及转移机械臂(323)，四个转移支撑柱(321)底部分别固定安装于安装板(12)顶面中部的四个角部处，两个滑轨(322)的两端分别固定安装于四个转移支撑柱(321)顶面，使得两个滑轨(322)相对设置于安装板(12)长度方向，转移机械臂(323)两端分别滑动地安装于两个滑轨(322)一端，使得转移机械臂(323)能够夹持金属轴(100)在横向放置台(312)、磨损试验组件(40)、疲劳实验组件(50)及收集滑梯(222)间进行转移作业。

6.根据权利要求5所述的金属轴表面磨损疲劳试验装置，其特征在于：磨损试验组件(40)包括磨损安装架(41)、两个第三驱动气缸(42)、两个滑移轴(43)、盖设板(44)及磨损元件(45)，磨损安装架(41)包括两个竖向安装架(411)及横向安装板(412)，两个竖向安装架(411)底部分别固定安装于安装板(12)顶面远离预设槽(121)一端，横向安装板(412)底面两端分别固定安装于两个竖向安装架(411)顶面，且横向安装板(412)长度方向与安装板(12)宽度方向平行设置，横向安装板(412)顶面两端分别贯穿开设有预设孔，两个第三驱动气缸(42)底部分别固定安装于横向安装板(412)顶面，两个滑移轴(43)底部分别固定安装于安装板(12)顶面远离预设槽(121)一端，两个滑移轴(43)顶面分别固定安装于横向安装板(412)底面两端，盖设板(44)两端分别滑动地安装于两个滑移轴(43)中，且两个第三驱动气缸(42)的输出轴分别穿设通过两个预设孔固定安装于盖设板(44)顶面两端，磨损元件(45)固定安装于安装板(12)顶面远离预设槽(121)一端并位于盖设板(44)正下方。

7.根据权利要求6所述的金属轴表面磨损疲劳试验装置，其特征在于：盖设板(44)底面凸设有对接盒(441)，对接盒(441)底面中部凹设有对接腔(442)，对接盒(441)底面两端中部分别凹设有对接圆槽(443)，两个对接圆槽(443)分别与对接腔(442)向连通，两个对接圆槽(443)外侧分别设置有多个滚珠，对接腔(442)顶面设置有往复直线运动的打磨驱动装置(444)，打磨驱动装置(444)底面凹设有与金属轴(100)横截面积相同的往复打磨槽(445)，磨损元件(45)包括打磨盒(451)及两个三头接头(450)，打磨盒(451)顶面中部凹设有导风打磨槽(452)，打磨盒(451)顶面两端分别凹设有打磨转动槽(453)，打磨转动槽(453)内侧侧壁凹设有进风槽(454)，进风槽(454)内侧侧壁凹设有扩散槽(456)，扩散槽(456)横截面积由外向内逐渐扩大，且两个扩散槽(456)分别与导风打磨槽(452)相连通，进风槽(454)底面远离滚珠一侧凹设有倾斜的进风气道(457)，打磨盒(451)内侧侧壁两端分别凹设有导风孔(458)，两个导风孔(458)分别于两个进风气道(457)相连通，打磨盒(451)顶面外轴凸设有密封圈(455)，两个三头接头(450)一端分别固定安装于两个导风孔(458)中，两个三头接头(450)另一端与外界的高压进气装置连接，两个三头接头(450)顶部与外界的打磨砂石进料装置连接。

8.根据权利要求7所述的金属轴表面磨损疲劳试验装置，其特征在于：疲劳实验组件(50)包括两个侧向滑移架(51)、横向滑移架(52)、三个疲劳测试元件(53)、连接元件(54)及安装元件(55)，两个侧向滑移架(51)底面相对设置固定安装于安装板(12)顶面邻近预设槽(121)一端且位于预设槽(121)两侧，横向滑移架(52)固定安装于安装板(12)顶面邻近预设槽(121)一端，且两个侧向滑移架(51)及横向滑移架(52)顶部均设置有驱动电机，每个疲劳测试元件(53)包括“十”字形的测试安装板(531)及往复驱动气缸(532)，三个测试安装板(531)分别滑动地安装于两个侧向滑移架(51)及横向滑移架(52)中，往复驱动气缸(532)分别可转动调节地安装于测试安装板(531)内侧，且三个往复驱动气缸(532)输出轴分别固定安装于连接元件(54)中，安装元件(55)安装于安装板(12)顶面并位于两个侧向滑移架(51)之间。

9.根据权利要求8所述的金属轴表面磨损疲劳试验装置，其特征在于：连接元件(54)包括连接块(541)及导向盘(542)，连接块(541)分别与三个往复驱动气缸(532)的输出轴固定连接，导向盘(542)顶面固定安装于连接块(541)底面，导向盘(542)外周壁分别凸设有多个卡设弹片(543)，导向盘(542)底面贯穿凹设有对接槽(544)，安装元件(55)包括两个第一转向块(551)，连接安装块(552)、螺旋柱(553)、两个第二转向块(554)、定位安装板(555)、金属轴架(556)、锁紧台(557)、扭紧轴(558)、连接柄(559)及第四驱动气缸(550)，两个第一转向块(551)底面分别固定安装于安装板(12)顶面并位于预设槽(121)两端，连接安装块(552)两侧分别转动地安装于两个第一转向块(551)内侧侧壁，连接安装块(552)顶面贯穿凹设有螺旋孔，两个第二转向块(554)底面分别固定安装于安装板(12)顶面并邻近预设槽(121)设置，定位安装板(555)底面一端两侧分别转动的安装于第二转向块(554)顶面，且两个螺旋柱(553)顶端穿设通过螺旋孔转动地安装于定位安装板(555)底面，螺旋柱(553)底部设置有微型电机，金属轴架(556)固定安装于定位安装板(555)顶面，且金属轴架(556)一端设置有套管(561)，套管(561)内径与金属轴(100)外径相同，锁紧台(557)固定安装于金属轴架(556)另一端，锁紧台(557)两侧分别凸设有夹板(562)，其中一个夹板(562)侧壁贯穿凹设锁紧孔，扭紧轴(558)外周壁凹设有锁紧槽，扭紧轴(558)一端穿设通过锁紧孔转动地安装于另一个夹板(562)侧壁，扭紧轴(558)另一端与连接柄(559)一端固定连接，第四驱动气缸(550)固定安装于定位安装板(555)邻近扭紧轴(558)一侧侧壁，连接柄(559)另一端与第四驱动气缸(550)输出轴相连接。

10.一种金属轴表面磨损疲劳试验装置的检测方法，应用于上述权利要求9所述的金属轴表面磨损疲劳试验装置，其特征在于，所述检测方法包括：

步骤S1：将多个待检金属轴(100)放置于储存箱(213)内的储蓄槽(231)中，且使得金属轴(100)的长度方向与储存箱(213)宽度方向平行设置，随后将启动第一驱动气缸(216)，使得其中一个金属轴(100)通过槽(111)进入工作腔体(13)并落于横向放置台(312)顶面；

步骤S2：启动第二驱动气缸(313)使得横向放置台(312)进入到转移机械臂(323)的抓取范围内，且随后转移机械臂(323)将抓取金属轴(100)并将转向放置于打磨盒(451)内；

步骤S3：启动两个第三驱动气缸(42)，使得盖设板(44)将沿两个滑移轴(43)下移，直至对接盒(441)底面抵持于打磨盒(451)顶面，随后开启对金属轴(100)的金属表面磨损试验；

步骤S4：转移机械臂(323)将夹持金属轴(100)送往疲劳实验组件(50)，随后启动微型电机使得金属轴(100)的顶端卡设于连接元件(54)及安装元件(55)中；

步骤S5：启动三个疲劳测试元件(53)对金属轴(100)进行金属疲劳试验，试验后将利用转移机械臂(323)将金属轴(100)取出并经收集滑梯(222)进入收集腔体(223)中。