CN203965267U - 一种复合片磨耗测试设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种复合片磨耗测试设备，包括设置在机架上的磨耗试验砂轮机构、复合片摆动机构和复合片进给机构，磨耗试验砂轮机构包括砂轮、砂轮驱动电机和固定座，砂轮的砂轮轴穿过固定座并与砂轮驱动电机传动连接；复合片摆动机构包括线性滑轨、滑动座、凸轮和凸轮电机，凸轮位于线性滑轨中间部位设置的通孔内，凸轮通过凸轮轴与凸轮电机连接，滑动座与凸轮传动连接；复合片进给机构包括伺服电机、直线滑轨和复合片支座，直线滑轨与滑动座固定连接，伺服电机与直线滑轨固定连接，复合片支座通过丝杠与伺服电机连接。本实用新型操作简便，能够更好的满足复合片在实际使用中的磨耗性能检测的要求，提高检测的准确性和测试效率。
Description
技术领域
本实用新型属于超硬材料复合片的检测试验领域，尤其涉及一种复合片磨耗测试设备。
背景技术
超硬材料复合片（PCD和PCBN）主要用于制造高性能的超硬材料切割和钻进工具，超硬材料复合片合成后需要对其性能进行检测。目前各复合片生产厂家多以砝码和连通液压缸推动复合片在砂轮上研磨，砂轮每隔一段时间转速进行一次调整来保证线速度恒定。但这会造成如下缺陷：复合片脱离砂轮就会跑到液压连通器的前端极限，所造成复合片试验时无法摆离砂轮，砂轮边沿会呈现凹弧形，弧形较深时会崩落，造成试验数据不准确；由于复合片和砂轮不能脱离，不能很好模拟实际工作时最常和最多的车削状态下复合片的性能；砂轮线速度非实时调整，会造成试验时砂轮线速度实际呈现较大的锯齿状。为解决上述问题，结合现代控制技术开发研制了一种全新的复合片磨耗测试设备。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能够更好的满足复合片在实际使用中的磨耗性能检测的要求，提高检测的准确性和测试效率，而且操作简便的复合片磨耗测试设备。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种复合片磨耗测试设备，它包括设置在机架上的磨耗试验砂轮机构、复合片摆动机构和复合片进给机构；
所述磨耗试验砂轮机构包括砂轮、砂轮驱动电机和固定座，砂轮驱动电机设置在所述机架的底部，砂轮的砂轮轴穿过固定座并与砂轮驱动电机传动连接；
所述复合片摆动机构包括线性滑轨、滑动座、凸轮和用于驱动凸轮的凸轮电机，所述线性滑轨固定安装在所述机架的顶部，凸轮位于线性滑轨中间部位设置的通孔内，凸轮通过凸轮轴与凸轮电机连接，滑动座与凸轮传动连接；
所述复合片进给机构包括伺服电机、直线滑轨和设置在直线滑轨上的复合片支座，直线滑轨与所述滑动座固定连接，伺服电机与直线滑轨固定连接，复合片支座通过丝杠与伺服电机连接。
所述磨耗试验砂轮机构、复合片摆动机构和复合片进给机构均与控制系统连接。
所述控制系统包括PLC控制器和位移传感器，PLC控制器通过A/D模块与位移传感器信号连接，PLC控制器通过D/A模块与所述砂轮驱动电机连接，PLC控制器通过伺服驱动器与所述伺服电机连接，PLC控制器通过接触器与所述凸轮电机连接，位移传感器安装在所述复合片支座上。
所述PLC控制器设有触摸式人机界面。
所述砂轮驱动电机采用变频电机。
所述凸轮电机与凸轮之间设有摆线针轮减速器。
所述位移传感器采用激光位移传感器。
采用上述技术方案，本实用新型的复合片磨耗测试设备，既可人工操作，也可通过控制系统自动控制，通过模拟工况状态下复合片与砂轮之间的相对运动，更好的满足了复合片在实际使用中的磨耗性能检测的要求，并通过自动控制系统的配置，有效地提高了复合片检测试验数据的准确性和测试的工作效率，而且操作简便，减轻了劳动强度；砂轮驱动电机采用变频电机，可以实时调整砂轮的转速，并使砂轮的转速更加平稳；凸轮电机与凸轮之间设有摆线针轮减速器，以便保证凸轮旋转的平稳。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的立体结构示意图；
图3是本实用新型中控制系统的原理图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本实用新型的一种复合片磨耗测试设备包括机架1和试验控制系统，其中，机架1上设有磨耗试验砂轮机构、复合片摆动机构和复合片进给机构，所述磨耗试验砂轮机构、复合片摆动机构和复合片进给机构均与控制系统连接。其中，磨耗试验砂轮机构由砂轮6、砂轮驱动电机2和固定座5组成，固定座5安装在机架1的顶部，砂轮驱动电机2位于所述机架1的底部，砂轮6的砂轮轴16穿过固定座5，并通过传动件与砂轮驱动电机2连接，固定座5内可以起到防止砂轮轴16径向抖动和支撑砂轮轴16的作用。砂轮驱动电机2采用变频电机，可以实时调整砂轮6的转速，并使砂轮6的转速更加平稳。所述复合片摆动机构包括线性滑轨4、滑动座13、凸轮12和用于驱动凸轮12的凸轮电机3，所述线性滑轨4固定安装在所述机架1的顶部，凸轮12位于线性滑轨4中间部位设置的通孔内，凸轮12通过凸轮轴与凸轮电机3连接，在凸轮12与凸轮电机3之间设有摆线针轮减速器 (摆线针轮减速器为现有技术，图中未示)，以便保证凸轮12旋转的平稳。滑动座13与凸轮12传动配合连接，并在凸轮12的带动下沿线性滑轨4往复直线移动。所述复合片进给机构包括直线滑轨11、复合片支座8和伺服电机10，其中，直线滑轨11与所述滑动座13固定连接，并随滑动座13一起摆动。伺服电机10与直线滑轨11固定连接，复合片支座8通过丝杠9与伺服电机10连接，并在丝杠9的带动下沿直线滑轨11移动，以实现复合片7的进给。
工作时，启动凸轮电机3，滑动座13开始垂直于砂轮6做往复运动，启动砂轮驱动电机2，根据砂轮直径调节砂轮驱动电机2上变频器的输出频率，使砂轮以25米每秒的线速度旋转，点动进给按钮，伺服电机10带动丝杠9旋转，丝杠9推动复合片支座8前进，进行磨耗试验。每进给一定距离，调整增加砂轮驱动电机2上变频器的输出频率，使砂轮线速度维持在25米每秒。
作为一种较为优化的技术方案，本实施例中复合片进给机构、复合片摆动机构和磨耗试验砂轮机构均与控制系统连接，控制系统与复合片进给机构、复合片摆动机构和磨耗试验砂轮机构的配合，可实现复合片磨耗的自动测试，该控制系统为本领域技术人员的常规技术能力。所述试验控制系统包括PLC控制器17和位移传感器14，PLC控制器17上集成有脉冲模块，PLC控制器17用于各部动作的自动控制，它通过A/D模块17-3与位移传感器14信号连接，通过D/A模块17-2与所述砂轮驱动电机2连接，通过接触器3-1与凸轮电机3连接，通过PLC控制器17上集成的脉冲模块与伺服电机10信号连接。PLC控制器17和伺服电机10之间设置有伺服驱动器10-1，伺服驱动器10-1用于接收PLC控制器17的信号并控制伺服电机10的转动。位移传感器14安装在所述复合片支座8上，用于实时监测复合片7与所述砂轮6之间的间隙，位移传感器14采用激光位移传感器。PLC控制器17设有触摸式人机界面17-1，用于试验控制系统的操作。图中标号18是接近开关，15是传感器反射板，2-1是变频器。
本实用新型工作时，首先砂轮6会在人机界面17-1所设定的初始直径以25m/s运行，同时凸轮电机3带动凸轮12进而带动进给机构摆动，进给机构不工作。这时复合片7离砂轮6较远，可按动0.5mm钮，伺服电机10会驱动复合片7每次前进0.5mm，当砂轮6和复合片7很近时按0.05mm钮，伺服电机10带动丝杠9推动复合片7以0.05mm每次的速度靠近砂轮6，直到复合片7和砂轮6接触，然后按自动工作开始自动进给，复合片摆动机构每摆动一个来回，伺服电机10驱动丝杠9带动复合片7前进一次，每次最小0.002mm（由丝杆9的节距，伺服电机10的分辨率和触摸人机界面17-1进给脉冲设定决定）可设定为0.002mm的整数倍。
开始自动工作时PLC控制器17会记下初始时位移传感器14所测得的初始位移量S0，随着伺服电机10的进给复合片7对砂轮6不断磨削，位移传感器14会随着丝杠9进给前进，这时所测量值为当前的位移值S1，当前位移值和初始位移值的差值就是砂轮6的直径变化量ΔD，初始直径为D0，当前直径为D1，D1=D0-ΔD,
又有要求初始和当前线速度恒定，ω0为初始线速度，ω1为当前线速度，
则有D0*ω0=D1*ω1,
即 ω1=（1+ΔD/（D0-ΔD））ω0，
这样通过PLC控制器17对数据处理后调整变频器2-1频率来改变砂轮驱动电机2转速，从而达到砂轮6恒线速度的目的。同时记录下ΔD变化达到设定砂轮6直径磨削变化后，自动停机退回。从而实现自动磨耗的目的。也解决了其他类型的复合片磨耗设备存在的问题，更好的满足实际需求。
Claims (7)
1.一种复合片磨耗测试设备，其特征在于：它包括设置在机架上的磨耗试验砂轮机构、复合片摆动机构和复合片进给机构；
所述磨耗试验砂轮机构包括砂轮、砂轮驱动电机和固定座，砂轮驱动电机设置在所述机架的底部，砂轮的砂轮轴穿过固定座并与砂轮驱动电机传动连接；
所述复合片摆动机构包括线性滑轨、滑动座、凸轮和用于驱动凸轮的凸轮电机，所述线性滑轨固定安装在所述机架的顶部，凸轮位于线性滑轨中间部位设置的通孔内，凸轮通过凸轮轴与凸轮电机连接，滑动座与凸轮传动连接；
所述复合片进给机构包括伺服电机、直线滑轨和设置在直线滑轨上的复合片支座，直线滑轨与所述滑动座固定连接，伺服电机与直线滑轨固定连接，复合片支座通过丝杠与伺服电机连接。
2.根据权利要求1所述的复合片磨耗测试设备，其特征在于：所述磨耗试验砂轮机构、复合片摆动机构和复合片进给机构均与控制系统连接。
3.根据权利要求2所述的复合片磨耗测试设备，其特征在于：所述控制系统包括PLC控制器和位移传感器，PLC控制器通过A/D模块与位移传感器信号连接，PLC控制器通过D/A模块与所述砂轮驱动电机连接，PLC控制器通过伺服驱动器与所述伺服电机连接，PLC控制器通过接触器与所述凸轮电机连接，位移传感器安装在所述复合片支座上。
4.根据权利要求3所述的复合片磨耗测试设备，其特征在于：所述PLC控制器设有触摸式人机界面。
5.根据权利要求1所述的复合片磨耗测试设备，其特征在于：所述砂轮驱动电机采用变频电机。
6.根据权利要求1所述的复合片磨耗测试设备，其特征在于：所述凸轮电机与凸轮之间设有摆线针轮减速器。
7.根据权利要求3所述的复合片磨耗测试设备，其特征在于：所述位移传感器采用激光位移传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420350632.6U CN203965267U (zh) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | 一种复合片磨耗测试设备 |
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| CN201420350632.6U CN203965267U (zh) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | 一种复合片磨耗测试设备 |
Publications (1)
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| CN203965267U true CN203965267U (zh) | 2014-11-26 |
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| CN201420350632.6U Active CN203965267U (zh) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | 一种复合片磨耗测试设备 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106482647A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-08 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种接地摩擦盘表面磨耗量激光检测装置 |
| CN111220494A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-06-02 | 长沙百川超硬材料工具有限公司 | 一种串珠材料耐磨度测试装置及其方法 |
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2014
- 2014-06-27 CN CN201420350632.6U patent/CN203965267U/zh active Active
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