CN206696114U - 潜孔钻头摩擦磨损试验装置 - Google Patents

Abstract

潜孔钻头摩擦磨损试验装置，包括支架、电机和砂轮，支架上水平设置有平板，平板上开设有安装孔，安装孔内装配有套筒，套筒内通过两个推力轴承同轴向转动连接有转轴，转轴上端同轴向键连接有支撑盘，砂轮设置在支撑盘上，转轴下端与电机转动连接；平板上表面左侧垂直设置有安装架，安装架上设置有位于砂轮上方的用于夹持潜孔钻头的旋转伸缩机构。本实用新型设计合理、结构紧凑、操作方便，潜孔钻头转动部件可以调整被测试切削齿的角度，同时测量不同角度的切削齿。本实用新型是潜孔钻头工作状态研究的基础设备，在气缸在一定压力条件下，可以测试出切削齿的磨损程度和磨损时间，为潜孔钻头参数优化设计提供基础的试验数据。

Description

潜孔钻头摩擦磨损试验装置

技术领域

本实用新型属于潜孔钻头检测技术领域，尤其涉及一种潜孔钻头摩擦磨损试验装置。

背景技术

潜孔钻头在露天和地下矿山、采石场、水电工程、水井钻进、矿物勘探、岩体钢索锚固孔钻凿、地热开凿、地铁工程开挖、边桩支护等施工场地大量使用。磨损是潜孔钻头常见的一种失效形式，不仅影响工程的质量和进度，也造成人力、物力及原材料的大量浪费。目前各个潜孔钻头生产厂家使用的材料、热处理方式以及加工方法等参数差别较大，造成其性能各有不同，如何正确地评价潜孔钻头的耐磨性对于矿山工具实际生产具有重要的意义。

目前，潜孔钻头性能试验一般采用现场工业性试验和潜孔冲击器冲击试验台试验两种方式，前者工作过程中影响因素多，不能准确判定潜孔钻头的磨损原因，后者试验结果为潜孔钻头和冲击器的综合性能，耐磨性只是其一部分，而且由于试验时间和条件的限制，一般情况下磨损不太明显。目前，在企业、高校或研究所尚未有针对潜孔钻头的切削齿进行耐磨性（摩擦磨损）试验的装置。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种潜孔钻头摩擦磨损试验装置，该装置检测准确、结构简单紧凑、操作方便；同时，检测结果也能够为潜孔钻头的质量优化设计提供支持，有利于产品的设计改进。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：潜孔钻头摩擦磨损试验装置，包括支架、电机和砂轮，支架上水平设置有平板，平板上开设有安装孔，安装孔内装配有套筒，套筒中心线沿垂直方向设置，套筒上端外边沿同轴向固定连接有位于平板上方的环形安装板，环形安装板通过第一紧固螺栓与平板固定连接，套筒内通过两个推力轴承同轴向转动连接有转轴，套筒上端和下端分别设置有套在转轴外的轴承端盖，转轴上端同轴向键连接有支撑盘，砂轮设置在支撑盘上，转轴上端插设在砂轮的中心孔内，转轴上端面通过压紧螺栓和压紧盘使砂轮与支撑盘固定连接，转轴下部同轴向键连接有从动带轮，转轴下端套设有与从动带轮下端接触的限位套，转轴下端面通过沿垂直方向设置的第二紧固螺栓水平连接有限位板，限位板通过沿垂直方向设置的第三紧固螺栓与限位套连接，电机设置在支架内侧，电机的主轴端部同轴向连接有主动带轮，主动带轮与从动带轮通过传动带连接；

平板上表面左侧垂直设置有安装架，安装架上设置有位于砂轮上方的用于夹持潜孔钻头的旋转伸缩机构。

旋转伸缩机构包括横轴和气缸，横轴沿前后水平方向设置，横轴两端分别通过一个第一滚珠轴承转动连接在安装架上，转轴前端固定连接有手轮，转轴中部右侧通过加强筋板与气缸左侧下部固定连接，气缸的活塞杆设置有旋转夹持头。

旋转夹持头包括与气缸的活塞杆下端固定连接的轴承座，轴承座为下端敞口的圆筒体结构，轴承座内设有第二滚珠轴承，第二滚珠轴承的外圈与轴承座内壁过盈配合，第二滚珠轴承的内圈过盈装配连接有连接轴，轴承座下端设有套在连接轴上的压盖，连接轴下端同轴向固定连接有夹持套，夹持套内开设有底部敞口的夹持孔，夹持套下部沿夹持孔的径向方向螺纹连接有伸入到夹持孔内的第一顶丝，连接轴、夹持孔和活塞杆的中心线重合。

安装架上螺纹连接有沿横轴径向方向并与横轴顶压配合的第二顶丝。

夹持套侧部沿径向方向固定连接有手柄杆。

采用上述技术方案，潜孔钻头的较粗端安装有硬质合金的正面切削齿和侧面切削齿，其中正面切削齿的安装方向与潜孔钻头轴线方向一致；侧面切削齿为周向切削齿，沿潜孔钻头的端部设置一周，侧面切削齿的安装方向与潜孔钻头轴线方向呈一定角度，角度范围0-30°。

本实用新型在进行试验时，先把潜孔钻头的较细端插入到夹持套的夹持孔内，然后拧动第一顶丝使第一顶丝内端顶压住潜孔钻头的上端侧部牢牢夹持住潜孔钻头。然后启动电机，电机驱动主动带轮，主动带轮通过传动带带动从动带轮转动，从动带轮通过转轴驱动支撑盘和砂轮高速旋转。开始时，气缸的活塞杆的中心线沿垂直方向，拧紧第二顶丝，第二顶丝内端顶紧横轴，使横轴和气缸的缸体不能转动。启动气缸，气缸的活塞杆伸长，通过轴承座、连接轴和夹持套驱动潜孔钻头向下移动，潜孔钻头的正面切削齿与砂轮上表面接触，这样就可使正面切削齿均匀磨损，在磨损过程中，转动手柄杆，由于夹持套通过连接轴与轴承座转动连接，手柄杆带动夹持套转动，这样可以使所有的正面切削齿在砂轮上表面的不同部位均产生摩擦，提高摩擦磨损试验的精确度。对侧面切削齿进行试验时，气缸驱动潜孔钻头向上提升，先拧松第二顶丝，转动手轮，驱动横轴和气缸向右转动一定角度，这个角度等于侧面切削齿的安装方向与潜孔钻头轴线方向之间的夹角，然后拧紧第二顶丝，将横轴和气缸的缸体固定，再启动气缸，活塞杆伸长，通过轴承座、连接轴和夹持套驱动潜孔钻头向下移动，潜孔钻头的侧面切削齿与砂轮上表面接触，这样就可使侧面切削齿均匀磨损，由于此时侧面切削齿与砂轮为点接触，砂轮在旋转过程中就会带动潜孔钻头转动，此时就不用再转动手柄杆。

本实用新型中的砂轮可以根据试验需要选择多种品类和不同粒度的砂轮。作为优选，选择200目的碳化硅砂轮。气缸的工作为1bar--8bar，可无极调节潜孔钻头的正压力。

综上所述，本实用新型设计合理、结构紧凑、操作方便，潜孔钻头转动部件可以调整被测试切削齿的角度，同时测量不同角度的切削齿。本实用新型是潜孔钻头工作状态研究的基础设备，在气缸在一定压力条件下，可以测试出切削齿的磨损程度和磨损时间，为潜孔钻头参数优化设计提供基础的试验数据。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1中A处的放大图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型的潜孔钻头摩擦磨损试验装置，包括支架1、电机2和砂轮3，支架1上水平设置有平板4，平板4上开设有安装孔，安装孔内装配有套筒5，套筒5中心线沿垂直方向设置，套筒5上端外边沿同轴向固定连接有位于平板4上方的环形安装板6，环形安装板6通过第一紧固螺栓与平板4固定连接，套筒5内通过两个推力轴承7同轴向转动连接有转轴8，套筒5上端和下端分别设置有套在转轴8外的轴承端盖9，转轴8上端同轴向键连接有支撑盘10，砂轮3设置在支撑盘10上，转轴8上端插设在砂轮3的中心孔内，转轴8上端面通过压紧螺栓11和压紧盘12使砂轮3与支撑盘10固定连接，转轴8下部同轴向键连接有从动带轮13，转轴8下端套设有与从动带轮13下端接触的限位套14，转轴8下端面通过沿垂直方向设置的第二紧固螺栓15水平连接有限位板16，限位板16通过沿垂直方向设置的第三紧固螺栓17与限位套14连接，电机2设置在支架1内侧，电机2的主轴端部同轴向连接有主动带轮18，主动带轮18与从动带轮13通过传动带19连接；

平板4上表面左侧垂直设置有安装架20，安装架20上设置有位于砂轮3上方的用于夹持潜孔钻头21的旋转伸缩机构。

旋转伸缩机构包括横轴22和气缸26，横轴22沿前后水平方向设置，横轴22两端分别通过一个第一滚珠轴承23转动连接在安装架20上，转轴8前端固定连接有手轮24，转轴8中部右侧通过加强筋板25与气缸26左侧下部固定连接，气缸26的活塞杆设置有旋转夹持头。

旋转夹持头包括与气缸26的活塞杆下端固定连接的轴承座27，轴承座27为下端敞口的圆筒体结构，轴承座27内设有第二滚珠轴承28，第二滚珠轴承28的外圈与轴承座27内壁过盈配合，第二滚珠轴承28的内圈过盈装配连接有连接轴29，轴承座27下端设有套在连接轴29上的压盖30，连接轴29下端同轴向固定连接有夹持套31，夹持套31内开设有底部敞口的夹持孔，夹持套31下部沿夹持孔的径向方向螺纹连接有伸入到夹持孔内的第一顶丝32，连接轴29、夹持孔和活塞杆的中心线重合。

安装架20上螺纹连接有沿横轴22径向方向并与横轴22顶压配合的第二顶丝33。

夹持套31侧部沿径向方向固定连接有手柄杆34。

潜孔钻头21的较粗端安装有硬质合金的正面切削齿35和侧面切削齿36，其中正面切削齿35的安装方向与潜孔钻头21轴线方向一致；侧面切削齿36为周向切削齿，沿潜孔钻头21的端部设置一周，侧面切削齿36的安装方向与潜孔钻头21轴线方向呈一定角度，角度范围0-30°。

本实用新型在进行试验时，先把潜孔钻头21的较细端插入到夹持套31的夹持孔内，然后拧动第一顶丝32使第一顶丝32内端顶压住潜孔钻头21的上端侧部牢牢夹持住潜孔钻头21。然后启动电机2，电机2驱动主动带轮18，主动带轮18通过传动带19带动从动带轮13转动，从动带轮13通过转轴8驱动支撑盘10和砂轮3高速旋转。开始时，气缸26的活塞杆的中心线沿垂直方向，拧紧第二顶丝33，第二顶丝33内端顶紧横轴22，使横轴22和气缸26的缸体不能转动。启动气缸26，气缸26的活塞杆伸长，通过轴承座27、连接轴29和夹持套31驱动潜孔钻头21向下移动，潜孔钻头21的正面切削齿35与砂轮3上表面接触，这样就可使正面切削齿35均匀磨损，在磨损过程中，转动手柄杆34，由于夹持套31通过连接轴29与轴承座27转动连接，手柄杆34带动夹持套31转动，这样可以使所有的正面切削齿35在砂轮3上表面的不同部位均产生摩擦，提高摩擦磨损试验的精确度。对侧面切削齿36进行试验时，气缸26驱动潜孔钻头21向上提升，先拧松第二顶丝33，转动手轮24，驱动横轴22和气缸26向右转动一定角度，这个角度等于侧面切削齿36的安装方向与潜孔钻头21轴线方向之间的夹角，然后拧紧第二顶丝33，将横轴22和气缸26的缸体固定，再启动气缸26，活塞杆伸长，通过轴承座27、连接轴29和夹持套31驱动潜孔钻头21向下移动，潜孔钻头21的侧面切削齿36与砂轮3上表面接触，这样就可使侧面切削齿36均匀磨损，由于此时侧面切削齿36与砂轮3为点接触，砂轮3在旋转过程中就会带动潜孔钻头21转动，此时就不用再转动手柄杆34。

本实用新型中的砂轮3可以根据试验需要选择多种品类和不同粒度的砂轮3。作为优选，选择200目的碳化硅砂轮3。气缸26的工作为1bar--8bar，可无极调节潜孔钻头21的正压力。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.潜孔钻头摩擦磨损试验装置，其特征在于：包括支架、电机和砂轮，支架上水平设置有平板，平板上开设有安装孔，安装孔内装配有套筒，套筒中心线沿垂直方向设置，套筒上端外边沿同轴向固定连接有位于平板上方的环形安装板，环形安装板通过第一紧固螺栓与平板固定连接，套筒内通过两个推力轴承同轴向转动连接有转轴，套筒上端和下端分别设置有套在转轴外的轴承端盖，转轴上端同轴向键连接有支撑盘，砂轮设置在支撑盘上，转轴上端插设在砂轮的中心孔内，转轴上端面通过压紧螺栓和压紧盘使砂轮与支撑盘固定连接，转轴下部同轴向键连接有从动带轮，转轴下端套设有与从动带轮下端接触的限位套，转轴下端面通过沿垂直方向设置的第二紧固螺栓水平连接有限位板，限位板通过沿垂直方向设置的第三紧固螺栓与限位套连接，电机设置在支架内侧，电机的主轴端部同轴向连接有主动带轮，主动带轮与从动带轮通过传动带连接；

平板上表面左侧垂直设置有安装架，安装架上设置有位于砂轮上方的用于夹持潜孔钻头的旋转伸缩机构。

2.根据权利要求1所述的潜孔钻头摩擦磨损试验装置，其特征在于：旋转伸缩机构包括横轴和气缸，横轴沿前后水平方向设置，横轴两端分别通过一个第一滚珠轴承转动连接在安装架上，转轴前端固定连接有手轮，转轴中部右侧通过加强筋板与气缸左侧下部固定连接，气缸的活塞杆设置有旋转夹持头。

3.根据权利要求2所述的潜孔钻头摩擦磨损试验装置，其特征在于：旋转夹持头包括与气缸的活塞杆下端固定连接的轴承座，轴承座为下端敞口的圆筒体结构，轴承座内设有第二滚珠轴承，第二滚珠轴承的外圈与轴承座内壁过盈配合，第二滚珠轴承的内圈过盈装配连接有连接轴，轴承座下端设有套在连接轴上的压盖，连接轴下端同轴向固定连接有夹持套，夹持套内开设有底部敞口的夹持孔，夹持套下部沿夹持孔的径向方向螺纹连接有伸入到夹持孔内的第一顶丝，连接轴、夹持孔和活塞杆的中心线重合。

4.根据权利要求2所述的潜孔钻头摩擦磨损试验装置，其特征在于：安装架上螺纹连接有沿横轴径向方向并与横轴顶压配合的第二顶丝。

5.根据权利要求3所述的潜孔钻头摩擦磨损试验装置，其特征在于：夹持套侧部沿径向方向固定连接有手柄杆。