CN85200621U - 一种冲蚀磨损试验机 - Google Patents

Abstract

一种冲蚀磨损试验机，它由真空腔、供料器、转动装置、调速装置、真空获得装置、真空测量装置、及机座和控制系统组成。

本机设计合理，结构简单，从而有效地实现了对影响冲蚀磨损过程的三个主要因素，即磨损的冲击速度，冲击角度和冲击密度的精确控制。并提供了较宽的选择范围。

本机是研究材料由于冲蚀磨损而造成的失效(如采矿、磨矿、水泥等机械及高速磨煤机)一种理想的试验设备。

Description

本发明属于冲蚀磨损试验使用的试验设备

随着对冲蚀磨损研究的逐步开展。各国的研究人员。设计制造了种类繁多的冲蚀磨损试验设备，但根据影响冲蚀磨损过程的主要因素，即磨粒的冲击速度，冲击角度和冲击密度的要求，一台好的冲蚀磨损试验机，应能够对这三个因素加以精确的控制，并能提供尽可能广泛的选择范围。从这些方面来看它们都有一定的局限性和不足之处。例如G·P·Tilly等人制造的旋臂冲蚀磨损试验机，它的旋臂上只能装有两个试样，并且试样形状复杂，加工制造困难，仅适用于韧性的材料。对于高硬度的脆性材料的试样就无法加工，冲击角度的调整靠试样（试样呈矩形乒乓球拍状）柄上的孔来保证，从而提高了试样及转臂的加工精度，试验费用大大提高，并且调节不方便。旋臂主轴采用空气透平驱动，这样试验机成本高，而且主轴速度的调节不一定方便。高速主轴使用U型橡胶作真空密封是一种动摩擦，会产生大量的摩擦热使其烧坏，失去密封性，并且真空腔在工作过程中布满砂尘，真空泵与真空腔之间无滤尘装置，砂尘吸入泵中会使真空泵过早损坏，真空规直接接入真空腔中会使受冲击的砂尘进入真空规中，而降低真空度的测量精度。

供料系统无观察监视装置，因而在试验过程中不能及时发现因个别大颗砂粒堵住料斗口使供料失调而造成的试验数据失常的问题。

本发明是针对上述缺点制造一种新型的冲蚀磨损试验机。

本发明的要点在于，所提供的冲蚀磨损试验机，它包括真空腔，一个由形状为斜棱锥底并设有漏料口的料斗和装在料斗下方的振动装置及装在料斗漏料口处的料口自动打开装置，以及装在料口下方的漏斗组成的供料器，一个位于供料器下方并由与主轴的一端相联的转盘，及装在转盘上的试验座，试样夹组成的转动装置。一个由机械密封器、油泵、油箱、滤油器组成的用来密封与转盘相接并由轴承座伸出的主轴下部的密封装置，一个与主轴下端相联的由马达、调节器组成的驱动调速装置，一个使马达与主轴连接的软连接器，一个由测速电路板，SR20型双踪示波器及XD22型信发生器及装在主轴下端上的永久磁铁，及其旁边的绕有线圈的磁环组成的测速装置，一个由2X－8型机械真空泵和为了避免工作腔中受冲击砂尘吸入真空泵而造成机械泵过早损坏的危险所设置在真空泵与工作腔之间的前置真空室，以及在工作腔的抽气口上装有多层快卸的滤尘网组成的真空获得装置。一个由ZJ－53B型热偶真空规管，和量程为1－10^－3乇的ZO－2热偶真空计，以及一端装在工作真空腔盖上，一端与热偶规相接并用来防止大量砂尘进入真空规管的两通阀组成的真空测量器。以及用来支承真空腔体和马达的机座，控制电器都装在机座的两侧门上，打开侧门可方便地进行电器维修，在机座上装有电控箱，其下方装有总开关，电控箱的面板上装有各种指示灯，电开关及按钮，电控箱内还装有测速电路板。

所说的真空腔，包括工作真空腔和供料系统真空腔，真空腔是由腔身和腔盖组成。工作真空腔身和腔盖是由螺钉组合在一起，整个转动装置就装在工作真空腔内。打开腔盖可方便地换卸试样，调整试样的冲击角度。腔身下侧有泄砂孔，用完的磨料可由此排出。腔盖上装有抽气咀，电接头、真空规、放气阀。腔盖上还有与其连成一体的供料装置真空腔体，供料装置装在其腔内，打开供料系统腔盖可添加磨料，在腔内有一照明灯，在供料系统腔身上有一可监视磨料系统工作的窗口。整个真空腔体的腔身与腔盖之间装有橡胶密封圈。

所说的供料器，其料斗的漏料口可为矩形，可设在料斗底部，漏料口上可安装由螺钉与普通铁片组成的漏料口宽度可调装置，漏料口的长度可为10毫米。料斗底部的振动装置可为由弹性片，例如普通的弹簧片，以及装在弹性片上的若干块，可为二块电磁铁，以及电磁铁与电磁铁之间的可调气隙装置组成，供给电磁铁的电压可为100伏，通电后料斗以工频50赫芝振动，保证供料均匀连续，并振动强度稳定。出料口到试样表面必须有足够的高度，自由下落磨料从出料口落至试样表面这段高度会使砂带分散变形，为此，在漏料口下方设一形状可为矩形的导砂漏斗，漏斗的内截面可为10×2.5毫米。

设在料斗漏料口处的料口自动打开装置，可为料出口处有一海棉体，海棉体装在一小轴上的活页片一端，小轴安装在位于料斗座的支架上，在小轴的两端分别装有螺旋弹簧，弹簧的一端与支架相联，另一端与活页片相联，活页片一端装有与杆杠相联的舌片，杆杠的一端铰链于漏斗座上，另一端的下方装有固定在底盘上的电磁铁，在杠杆的正下方装有片弹簧，当真空度及试样的速度达到预定要求后，按下控制箱面板上的按钮，料斗的漏料口便自动打开供料。

所说的转动装置，它的主轴是安装在主轴部件内，由两个C级高精度滚动轴承支承。两轴承保持一定跨距以保持主轴的刚度及高速运转的平稳性，主轴下端可为普通橡皮管的软连接器与马达相连接，这样可以降低对试验机安装精度的要求。主轴上端伸进工作真空腔中，并与转盘连接，转盘可为一个有一定厚度的圆盘，并在盘上开有若干个带槽的孔。可为四个，它们之间以相差90度均布，与每个槽相接处各有一凸台，凸台可为梯形，凸台位于圆盘的圆周上，在凸台的两侧有用来固定试样座的螺钉。在每个凸台的横截面上开有安装试样座的通孔。这样的转盘试验效率高，形状简单，易于达到高的加工精度。试样座可为一端呈圆柱体，并与转盘凸台上的孔相配，又可任意转动，在圆柱体的顶端有凸肩，凸肩上刻有表示冲击角度的刻度，试样座的另一端为带有凹槽的矩形体，用来按装试样夹。试样座可按照试验的要求在0～90度间任意选择并调整冲击角度，使用十分方便。试样夹可呈矩形框体，其一端有一螺钉，用来固定试样，并把试样夹和试样座联接起来，而且使试样夹把试样夹在试样座上，保证试样夹、试样座和试样在高速旋转时不会飞离。试样为一长方体，可为25×10×3毫米或者在前端开有一个台阶的长方体。试样简单，易于加工，对类似高铬铸铁等高硬度脆性材料来说就显得更为重要。

所说的主轴真空机械密封装置，可为由两套FBD－TM－20型橡胶波纹管机械密封和一个密封法兰组成。主轴位于密封法兰中心，其上端与转盘相联结，下端由与法兰下端相接的透盖伸出并与马达相联结。两套橡胶波纹管机械密封的静环均装在法兰中部，构成油腔，在腔的两侧壁上装有进油咀和出油咀，油泵装在独立的油箱上，并与其上的滤油器相接，滤油器与进油咀相接，出油咀与油箱相接。油箱中的油通过油泵、滤油器，进油咀，被打入密封腔内，对机械密封进行冷却润滑和密封，再经出油咀流回油箱。密封法兰的上端通过六个内六角螺钉固定在轴承座上，法兰与轴承座之间装有橡胶密封圈。透盖槽中装有密封毡圈，防止杂物进入法兰腔中，弹簧挡圈使机械密封定位于主轴上。这种装置对于高速转动主轴的真空密封可靠，消耗功率甚小。这种密封装置还可用于其它带有高速主轴密封的真空设备上。

带动主轴转动的马达，可为单相交流串激电动机，也可为G5628型单相交流串激电动机，供给马达的电压可为220伏的交流电，马达通过调压器（可为8／250调压器）改变电压来改变转速，从而得到对冲击速度的调节与控制。为了保证供给马达的电压稳定，供给调节器的电压由稳压器来控制。采用这种装置，磨料冲击速度的调整与控制简单，而且精确度也高。

冲击速度的测量方法是，当主轴每转一转时，接收磁环中产生一个信号，通过测速电路板将此信号放大整形成方波，并通过示波器显示在荧光屏上，同时信号发生器发出的已知频率的标准信号也由示波器的另一信号输入端输入显示在荧光屏上，若荧光屏上测速信号与标准信号达到同步，则主轴的旋转频率就是标准信号的频率，从而方便准确地测得试样的线速度，即磨料的冲击速度。

本机设计合理，结构简单，磨粒的冲击速度基本上只与试验机的转速有关，而不受任何难于控制的因素影响，从而使其它各种类型试验机复杂的冲击速度测量问题，转化为简单的转速测量问题。由于磨料的冲击速度单纯取决于试验机的转速，因而可以对其进行精确的控制，并可通过改变试验机的转速来方便地改变磨粒的冲击速度，以提供广泛的选择范围。冲蚀磨损过程在真空腔内进行，从而消除了空气动力效应对磨粒冲击速度和角度的影响，使对这两个参数的控制能够尽可能地精确，其次在真空条件下，能够比较容易地获得高转速。并且试验过程在真空中进行，也避免了在空气中运行时造成的不可避免的污染和高噪音。

本机为研究材料由于冲蚀磨损所造成的失效（如采矿，磨矿，水泥等机械以及高速磨煤机等），提供了一种理想的设备，所以有很大的经济价值。本发明的某些部件还可以用于其它机器。

附图1是冲蚀磨损试验机简图。图中（1）是真空泵，（2）是油箱（3）是机座侧门，（4）是马达，（5）是前置真空室，（6）是主轴，（7）是试样夹，（8）是工作腔，（9）转盘，（10）滤尘器，（11）规管，（12）是放气阀，（13）供料腔，（14）是料斗，（15）是观察窗，（16）是漏斗，（17）是试样，（18）是主轴密封，（19）磁环，（20）电控箱，（21）测速电路板，（22）是机座，（23）示波器，（24）信号发生器，（25）真空计。

附图2是供料装置简图。图中（26）是电磁铁，（27）舌片，（28）弹簧，（29）小轴，（30）海棉体，（31）调节片，（14）料斗，（32）弹性片，（33）活页片，（34）支架，（16）漏斗，（35）铰链轴，（36）杠杆，（37）片弹簧，（38）螺钉，（39）漏斗座，（40）底盘。

附图3，试样装夹示意图，图中（41）固定试样夹的螺钉，（42）试样座，（17）试样，（7）试样夹，（9）转盘，（43）转盘上的凸台，（44）凸台上的通孔，（45）凸台上的螺钉，（46）带有槽的孔，（47（47）凸肩。

附图4，主轴真空密封装置，图中（48）是密封法兰。（49）下机械密封，（50）密封静环，（51）橡胶环，（52）进油咀，（53）内六角螺钉，（54）橡胶密封圈，（55）轴承，（56）垫圈，（57）轴承座，（58）上机械密封，（59）出油咀，（60）弹簧挡圈，（61）密封毡圈，（62）透盖，（6）主轴。

Claims (17)

1、一种冲蚀磨损试验机，它含有真空腔，供料器，装有主轴的转动装置，主轴真空密封装置，驱动调速装置，测速装置，真空获得装置，真空测量器及机座(22)和控制装置，其特征在于供料器是由带有漏料口的斜棱锥底料斗(14)，及装置在其底部的振动装置，以及装在料斗漏料口处的料口自动打开装置和位于漏料口正下方的漏斗(16)组成，设在供料器下方的转动装置含有转盘(9)及装在转盘上的试样座(41)，试样夹(7)，与转盘相接的主轴(6)下部的真空密封装置(18)是由机械密封器、油泵、油箱(2)滤油器组成，驱动与调速装置是由马达(4)和调压器组成，马达与主轴之间装有软连接器，测量冲击速度的测速装置含有安装在主轴上的永久磁铁，及其旁边绕有线圈的磁环(19)，真空获得装置含有前置真空室(5)和装在抽气口上的多层快卸滤尘网。(10)

2、按照权利要求1所述的冲蚀磨试验机，其特征在于所说的供料器，其斜棱锥底料斗底部是长为10毫米的矩型漏料口，矩形漏料口上装有料口宽度可调装置（31），其料斗底部装普通弹簧片（32），弹簧片上装有2块电磁铁（26），电磁铁与电磁铁之间有一可调气隙装置，供给电磁铁的电压为100伏，通电后料斗以工频50赫芝振动，在漏料口正下方设有截面为10×2.5毫米的矩形导砂漏斗，整个供料器封闭在与主工作腔（8）连成一体的真空腔中。

3、按照权利要求1、2所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的供料器的自动开口装置为料出口处有一海棉体（30），海棉体装在小轴（29）上的活页片（32）一端，小轴装在位于料斗座上的支架（34）上，小轴两端分别装有螺旋弹簧（28），弹簧的一端与支架相联，另一端与活页片相联。活页片的另一端装有与杠杆（36）相联的舌片（27），杠杆的一端铰链于漏斗座（39）上，另一端的正下方装有固定在底盘（40）上的电磁铁（26），杠杆正下方装有片弹簧。（37）

4、按照权利要求1、2所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的转动装置，其转盘为一有一定厚度的圆形盘，盘上开有若干个带槽的孔（46），与每个槽相接处各有一凸台位（43），凸台位于圆盘的圆周上，在凸台的两侧有固定试样座的螺钉（45），在凸台的横截面上开有安装试样座的通孔（44），其试样座一端呈圆柱体与凸台上的孔相配并可转动，在圆柱体的顶部有凸肩（47），凸肩上刻有表示冲击角度的刻度，试样座另一端呈带有凹槽的矩形体，用以安装试样和试样夹，其试样夹呈矩形框，其端有一螺钉（41）用以夹持试样，并将试样夹和试样座联接起来，其试样呈长方体（16），或前端开有一台阶的长方体，转动装置位于工作真空腔内。

5、按照权利要求3所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的转动装置，其转盘为一有一定厚度的圆形盘，盘上开有若干个带槽的孔，与每个槽相接处各有一凸台，凸台位于圆盘的圆边上，在凸台的两侧有固定试样的螺钉，在凸台的横截面上开有安装试样座的通孔，其试样座一端呈圆柱体与凸台上的孔相配并可转动，在圆柱体的顶部有凸肩，凸肩上刻有表示冲击角度的刻度，试样座另一端呈带有凹槽的矩形，用以安装试样和试样夹，其试样夹呈矩形框，其一端有螺钉，用以夹持试样，并将试样夹和试样座联接起来，其试样为一长方体，或前端开有一个台阶的长方体，转动装置位于工作真空腔内。

6、按照权利要求1、2所述的冲蚀损试验机，其特征在于所说的主轴真空密封装置，其机械密封器是由两套FBD－TM－20型橡胶波纹管机械密封（49）（58）和一个密封法兰（48）组成，主轴位于密封法兰中心，其上端通过轴承（55）与转盘相联，下端由与法兰下端相接的透盖（62）伸出，并与马达相联，机械密封下端处的主轴上装有弹簧档圈（60）透盖槽中装有密封毡圈（61），两套机械密封的静环（50）均装在法兰中部，构成油腔，在腔的两侧壁上装有进油咀（52）出油咀（59）其油泵装在独立的油箱上（2），并与其上的滤油器相接，滤油器与进油咀相接，出油咀与油箱相接，密封法兰的上端由六个内六角螺钉（53）固定在轴承上（57），法兰与轴承座之间装有橡胶密封圈（54）。

7、按照权利要求3所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的主轴真空密封装置其机械密封器是采用两套FBD－TM－20型橡胶波纹管机械密封（49）（58）和一个密封法兰（48）组成，主轴位于密封法兰中心，其上端通过轴承（55）与转盘相联，下端由与法兰下端相接的透盖（62）伸出并与马达相联，机械密封下端处的主轴上装有弹簧档圈（60），透盖槽中装有密封毡圈（61），两套机械密封的静环（50）均装在法兰中部，构成油腔，在腔的两侧壁上装有进油咀（52）出油咀（59），其油泵装在独立的油箱上（2），并与其上的滤油器相接，滤油器与进油咀相接，出油咀与油箱相接，密封法兰的上端由六个螺钉（53）固定在轴承座上（57），法兰与轴承座之间装有橡胶密封圈（54）。

8、按照权利要求4所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的主轴真空密封装置其机械密封器是采用两套FBD－TM－20型橡胶波纹管机械密封（49）（58）和一个密封法兰（48）组成，主轴位于密封法中心，其上端通过轴承（55）与转盘相联，下端由与法兰下端相接的透盖（62）伸出并与马达相联，机械密封下端处的主轴上装有弹簧档圈（60），透盖槽中装有密封毡圈（61），两套机械密封的静环（50）均装在法兰中部，构成油腔，在腔的两侧壁上装有进油咀（52），出油咀（59），其油泵装在独立的油箱上（2），并与其上的滤油器相接，滤油器与进油咀相接，出油咀与油箱相接，密封法兰上端由六个内六角螺钉（53）固定在轴承座上（57），法兰与轴承座之间装有橡胶密封圈（54）。

9、按照权利要求5所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的主轴真空密封装置其机械密封是采用两套FBD－TM－20型橡胶波纹管机械封（49）（58）和一个密封法兰（48）组成，主轴位于密封法兰中心，其上端通过轴承（55）与转盘相联，下端由与法兰下端相接的透盖（62）伸出并与马达相联，机械密封下端处的主轴上装有弹簧档圈（60），透盖槽中装有密封毡圈（61），两套机械密封的静环（50）均装在法兰中部，构成油腔，在腔的两侧壁上装有进油咀（52）出油咀（59），其油泵装在独立的油箱上（2），并与其上的滤油器相接，滤油器与进油咀相接，出油咀与油箱相接，密封法兰的上端由六个内六角螺钉（53）固定在轴承座上（57），法兰与轴承座之间装有橡胶密封圈（54）。

10、按照权利要求1、2所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的驱动调速装置其马达为单相交流串激电动机，电动机使用220伏交流电。其调压器为8／250型调压器，电动机通过调压器改变电压来改变转速，并进行冲击速度的调节与控制，马达与主轴之间的软连接器为一普通橡皮管。

11、按照权利要求3所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的驱动调速装置其马达为单相交流串激电动机，电动机使用220伏交流电，其调压器为8／250型调压器，电动机通过调压器改变电压来改变转速，并进行冲击速度的调节与控制，马达与主轴之间的软连接器为一普通的橡皮管。

12、按照权利要求4所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的驱动调速装置其马达为单相交流串激电动机，电动机使用220伏交流电，其调压器为8／250型调压器，电动机通过调压器改变电压来改变转速，并进行冲击速度的调节与控制，马达与主轴之间的软连接器为一普通的橡皮管。

13、按照权利要求5所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的驱动调速装置其马达为单相交流串激电动机，电动机使用220伏交流电，其调压器为8／250型调压器，电动机通过调压器改变电压来改变转速，并进行冲击速度的调节与控制，马达与主轴之间的软连接器为一普通的橡皮管。

14、按照权利要求6所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的驱动调速装置其马达为单相交流串激电动机，电动机使用220伏交流电，其调压器为8／250型调压器，电动机通过调压器改变电压来改变转速，并进行冲击速度的调节与控制。马达与主轴之间的软连接器为一普通的橡皮管。

15、按照权利要求7所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的驱动调速装置其马达为单相交流串激电动机，电动机使用220伏交流电，其调压器为8／250型调压器，电动机通过调压器改变电压来改变转速，并进行冲击速度的调节与控制，马达主主轴之间的软连接器为一普通的橡皮管。

16、按照权利要求8所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的驱动调速装置其马达为单相交流串激电动机，电动机使用220伏交流电，调压器为8／250型调压器，电动机通过调压器改变电压来改变转速，并进行冲击速度的调节与控制，马达与主轴之间的软连接器为一普通的橡皮管。

17、按照权利要求9所述的冲蚀磨损试验机，其特征在于所说的驱动调速装置其马达为单相交流串激电动机，电动机使用220伏交流电，调压器为8／250型调压器，电动机通过调压器改变电压来改变转速，并进行冲击速度的调节与控制，马达与主轴之间的软连接器为一普通的橡皮管。

Images