一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置的制作方法

本发明涉及一种新型冲击试验机，具体涉及一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置。

背景技术：

为了防止长时间暴露在大气环境中的金属基体发生腐蚀，人们生产了涂料并将其涂在金属基体上形成涂层，保护着金属基体不被腐蚀。随着时代的不断发展，涂层已被广泛的应用到多种场合，如海上的井架、舰船的甲板、工厂地面以及一些特殊的公共场所等领域。不同的应用领域对涂层的性能要求也不同，涂层在高速重载的冲击力作用下抗冲击性能是一个非常重要的性能指标。在涂层的研制的过程当中就必须借助于冲击试验来检测涂层的抗冲击的性能，通过冲击试验了解该涂层的质量。目前对涂层进行性能检测的试验设备非常多，但对涂层的抗冲击性能进行检测的试验设备大多用于检测以中小冲击力作用下的抗冲击性能，而对如航母飞行甲板这样经常受到大冲击力的表面涂层的抗冲击性能的试验设备却非常少，并且有的还不能调节冲击力的大小。

基于以上原因，本发明寻求设计制造一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置，不仅对一些要求抗冲击性能大的表面涂层进行检测，同时还可以调节冲击力的大小，并且检测系统具有功能完善、自动化水平高、提高检测效率等特点。

技术实现要素：

为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置，具有功能完善、自动化水平高、提高检测效率、可调冲击力、对不同厚度的机体表面涂层检测等特点。

本发明所采用的技术方案如下：

本发明一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置，包括：基座、缓冲系统、液压升降系统、扶梯、观测台、转轴系统、摆动冲击系统、提升系统、摆杆固定系统；所述基座为铸钢材料的长方形结构，通过地脚螺栓固定在混凝土地基上；所述缓冲系统位于所述基座中心偏左处，所述缓冲系统的底部通过螺栓与所述基座连接在一起；所述液压升降系统有两套，呈对称分布，分别位于所述缓冲系统两侧，所述液压升降系统的底部与所述基座通过螺栓连接在一起；所述扶梯有两套，对称分布在所述液压升降系统两侧，每套有两个，呈V 型分布，所述扶梯的下端焊接在所述基座上，所述扶梯的上端焊接在所述观测台的一端；所述观测台有两个，呈对称分布，所述观测台的底面通过螺栓连接在所述液压升降系统的上部，所述观测台的另一端与所述转轴系统通过螺栓紧固连接；所述转轴系统中间位置安装有所述摆动冲击系统；所述提升系统呈L型，位于整个试验机的中轴线上，所述提升系统的一端与所述观测台的顶端通过螺栓相连接，另一端焊接在所述基座的一端；所述摆杆固定系统的底部焊接在所述基座的另一端；还包括一套控制系统，所述控制系统控制所述缓冲系统、所述液压升降系统、所述转轴系统、所述摆动冲击系统、所述提升系统和所述摆杆固定系统的协调运行。

进一步地，所述缓冲系统包括：橡胶弹簧囊、测试台、试件；所述橡胶弹簧囊的一端与所述基座通过螺栓固定连接，另一端与所述测试台的底端通过螺栓固定连接，所述橡胶弹簧囊与所述测试台的连接处安装有力感应装置，所述力感应装置接收冲击力的信号并将横向力和纵向力的大小传送到控制系统，实现冲击力的实时监测；所述测试台上端面通过T型螺栓来固定所述试件；所述缓冲系统的高度与所述摆动冲击系统的长度之和大于所述转轴系统中心线与所述基座间的距离，使得所述摆动冲击系统实现对固定在所述缓冲系统上的所述试件的冲击，完成对涂层双向抗冲击性能的试验。

进一步地，所述液压升降系统包括：固定立柱、升降立柱、液压缸；所述固定立柱为内部中空的长方体结构，且一端开有凹型槽口，所述固定立柱的一端与所述基座通过螺栓固定连接；所述液压缸的缸筒底部与所述固定立柱的内部底端通过螺栓固定连接，所述液压缸的活塞杆与所述升降立柱内部通过螺栓相连接；所述升降立柱为内部中空的长方体结构，且一端无盖，所述升降立柱无盖一端与所述固定立柱的凹型槽口相互配合使用；所述液压缸控制所述升降立柱的升降，从而调节所述摆动冲击系统升起的高度，进而调节所述冲击力的大小。

进一步地，所述转轴系统包括：轴承座、深沟球轴承、阶梯轴；所述轴承座有两个，呈对称分布，所述轴承座通过螺栓固定安装在所述液压升降系统的上顶面上；所述深沟球轴承的外圈与所述轴承座采用过盈配合，所述深沟球轴承的内圈与所述阶梯轴采用过盈配合；所述阶梯轴的中间位置通过花键与所述摆动冲击系统固定连接。

进一步地，所述摆动冲击系统包括：套筒、摆杆、金属吸盘、摩擦轮；所述套筒为中空的圆柱体，且内部开有花键槽，所述套筒通过花键与所述转轴系统的阶梯轴固定连接，外壁通过焊接与所述摆杆一端相互固定连接；所述摆杆可伸缩，与所述液压升降系统配合使用，保证在不同的冲击力情况下，所述摩擦轮与所述缓冲系统上的试件相碰撞，所述摩擦轮有两种型号，一种是刚性轮，一种是橡胶轮胎轮，与所述摆杆的末端采用轴承支撑，所述摩擦轮与所述摆杆的支撑轴相对转动，实现对涂层的瞬时刚性和瞬时弹性冲击；所述金属吸盘固定在所述摆杆与所述摩擦轮连接的支撑轴端，所述金属吸盘为阶梯状。

进一步地，所述摆杆为刚柔兼并杆，总体长度可调，所述摆杆是由多对杆部件组合而成，所述杆部件包括：连接杆I、连接杆II、铰链、牙嵌式离合器I、牙嵌式离合器II、蜗轮、蜗杆，所述连接杆I为空心轴结构，外壁上开有圆孔，安装所述蜗轮，密封在蜗轮壳体内，所述连接杆I一端的内壁上加工内螺纹，与所述连接杆II通过螺纹连接，所述连接杆I的另一端与所述铰链连接，该端的轴端开有导向滑键槽，所述牙嵌式离合器I通过导向滑键安装在所述连接杆I上；所述连接杆II为两体结构，两体结构通过万向轴承连接在一起，前一段结构与长丝母的一端固定连接，长丝母上开有内外螺纹，所述蜗杆通过轴承固定在所述连接杆 I的内部，所述蜗杆的一端开有螺纹，与长丝母的内部固定连接，长丝母的外螺纹与所述连接杆I的内螺纹连接；所述连接杆II的后一段结构上开有导向滑键槽，所述牙嵌式离合器II通过导向滑键安装在所述连接杆II的伸出端，所述连接杆II的另一端与所述铰链连接，所述铰链被包裹在所述牙嵌式离合器II的内部；所述蜗轮上带有微型驱动电机，驱动所述蜗轮带动所述蜗杆正转或反正，所述蜗杆转动带动所述连接杆II的前一段结构的长丝母转动，前一段结构与后一段结构通过万向轴承连接，从而实现后一段结构在所述蜗杆的轴线上发生移动，实现所述杆部件长度的调整，从而实现所述摆杆的可伸缩；每对杆部件通过铰链连接在一起，组成柔性杆，待每对杆部件长度调整完后，所述牙嵌式离合器I和牙嵌式离合器II吸合，将所述连接杆I和所述连接杆II固定连接在一起，组成刚性杆；采用蜗轮蜗杆驱动，实现连接杆I、连接杆II长度的调整，且具有自锁效果，防止冲击过程中，所述摆杆的长度发生变化。

进一步地，所述提升系统包括：吊架、支撑架、小车、钢丝绳、电磁铁；所述吊架一端与所述观测台的顶端通过螺栓相连接，另一端焊接在所述支撑架的一端，所述支撑架的另一端焊接在所述基座的一端；所述小车通过轮子与所述吊架上的滑轨相连接，所述小车底部中心与所述电磁铁通过所述钢丝绳相连接；所述电磁铁与所述摆动冲击系统的金属吸盘配合使用，通电后，所述电磁铁产生磁力，吸引固定所述摆动冲击系统的金属吸盘，通过所述小车在所述吊架上的移动，以及所述钢丝绳收缩，将所述摆动冲击系统的金属吸盘提升，进而将所述摆动冲击系统抬升。

进一步地，所述摆杆固定系统包括：直线导轨、挡板、气缸；所述直线导轨有两个，呈对称分布，所述直线导轨的一端焊接在所述基座的一端；所述挡板的两端与分别与两个所述直线导轨上的滑块通过螺栓固定连接；所述气缸有两个，呈对称分布，所述气缸的缸筒底部与所述基座通过螺栓相连接，两个所述气缸的气缸杆分别与所述挡板的两端通过螺栓连接固定，通过所述气缸气缸杆的运动控制所述挡板在直线导轨的升降。

进一步地，本发明一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置，在控制系统的协调控制下，通过所述提升系统将所述摆动冲击系统提升，将所述提升系统与所述摆动冲击系统断开连接，所述摆动冲击系统自由下落，并冲击所述缓冲系统上的试件，所述摆动冲击系统由于惯性继续运动升高，在所述摆动冲击系统运动到最高点回落时，启动所述摆杆固定系统，将所述摆动冲击系统固定，完成对涂层抗冲击性能的一次检测。

本发明的一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置，其有益效果在于：

(1)本发明的一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置，通过液压升降系统内的液压缸控制升降立柱的升降，从而调节摆动冲击系统升起的高度，进而调节冲击力的大小；

(2)本发明的一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置，通过提升系统中的电磁铁与摆动冲击系统内的金属吸盘的配合使用，来连接摆动冲击系统和提升系统，通电后，电磁铁产生磁力，吸引固定金属吸盘，通过小车在吊架上的移动，以及钢丝绳收缩，将金属吸盘提升，进而将摆动冲击系统抬升到合适的高度；

(3)本发明的一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置，通过摆杆固定系统内气缸的控制挡板在直线导轨的升降，在摆动冲击系统运动到最高点回落时，启动摆杆固定系统，将摆动冲击系统固定或释放；

(4)本发明的一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置，所述摆杆上的蜗轮蜗杆结构配合连接杆I和连接杆II，实现所述杆部件长度的调整，从而实现所述摆杆的可伸缩；每对杆部件通过铰链连接在一起，组成柔性杆，待每对杆部件长度调整完后，所述牙嵌式离合器I和牙嵌式离合器II吸合，将所述连接杆I和所述连接杆II固定连接在一起，组成刚性杆；采用蜗轮蜗杆驱动，实现连接杆I、连接杆II长度的调整，且具有自锁效果，防止冲击过程中，所述摆杆的长度发生变化，通过牙嵌式离合器配合杆部件结构实现摆杆的刚柔性可调。

附图说明

图1：本发明一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置的三维结构图；

图2：本发明一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置的左视图；

图3：本发明一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置的主视图；

图4：本发明一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置液压升降系统的剖视图；

图5：本发明一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置杆部件结构图I；

图6：本发明一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置杆部件结构图II。

图中：1-基座、2-缓冲系统、21-橡胶弹簧囊、22-测试台、23-试件、3-液压升降系统、31- 固定立柱、32-升降立柱、33-液压缸、4-扶梯、5-观测台、6-转轴系统、61-轴承座、62-深沟球轴承、63-阶梯轴、7-摆动冲击系统、71-套筒、72-摆杆、73-金属吸盘、74-摩擦轮、75-杆部件、721-连接杆I、722-连接杆II、723-铰链、724-牙嵌式离合器I、725-牙嵌式离合器II、 726-蜗轮、727-蜗杆、8-提升系统、81-吊架、82-支撑架、83-小车、84-钢丝绳、85-电磁铁、 9-摆杆固定系统、91-直线导轨、92-挡板、93-气缸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。

如图1、2、3、4、5、6所示，一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置，包括：基座1、缓冲系统2、液压升降系统3、扶梯4、观测台5、转轴系统6、摆动冲击系统7、提升系统8、摆杆固定系统9；所述基座1为铸钢材料的长方形结构，通过地脚螺栓固定在混凝土地基上；所述缓冲系统2位于所述基座1中心偏左处，所述缓冲系统2的底部通过螺栓与所述基座1连接在一起；所述液压升降系统3有两套，呈对称分布，分别位于所述缓冲系统 2两侧，所述液压升降系统3的底部与所述基座1通过螺栓连接在一起；所述扶梯4有两套，对称分布在所述液压升降系统3两侧，每套有两个，呈V型分布，所述扶梯4的下端焊接在所述基座1上，所述扶梯4的上端焊接在所述观测台5的一端；所述观测台5有两个，呈对称分布，所述观测台5的底面通过螺栓连接在所述液压升降系统3的上部，所述观测台5的另一端与所述转轴系统6通过螺栓紧固连接；所述转轴系统6中间位置安装有所述摆动冲击系统7；所述提升系统8呈L型，位于整个试验机的中轴线上，所述提升系统8的一端与所述观测台5的顶端通过螺栓相连接，另一端焊接在所述基座1的一端；所述摆杆固定系统9 的底部焊接在所述基座1的另一端；在所述控制系统的协调控制下，通过所述提升系统8将所述摆动冲击系统7提升到合适高度，将所述提升系统8与所述摆动冲击系统7断开连接，所述摆动冲击系统7自由下落，并冲击所述缓冲系统2上的试件，所述摆动冲击系统7由于惯性继续运动升高，在所述摆动冲击系统7运动到最高点回落时，启动所述摆杆固定系统9，将所述摆动冲击系统7固定，完成对涂层抗冲击性能的一次检测。

如图1、2、3、4、5、6所示，本发明一种用于检测涂层双向抗瞬时冲击性能的试验装置的工作方式是：

驱动所述蜗轮726带动所述蜗杆727正转或反正，所述蜗杆727转动带动所述连接杆II722 的前一段结构的长丝母转动，前一段结构与后一段结构通过万向轴承连接，从而实现后一段结构在所述蜗杆727的轴线上发生移动，实现所述杆部件75长度的调整，从而实现所述摆杆 72的可伸缩；每对杆部件75通过铰链723连接在一起，组成柔性杆，待每对杆部件75长度调整完后，所述牙嵌式离合器I724和牙嵌式离合器II725吸合，将所述连接杆I721和所述连接杆II722固定连接在一起，组成刚性杆；调节所述摆杆72的刚性冲击或柔性冲击后；通过所述液压升降系统3内的所述液压缸33控制所述升降立柱32的升降，从而调节所述摆动冲击系统7升起的高度，进而把所述冲击力调节到合适值；调节所述摆动冲击系统7内所述摆杆72的长度，使所述缓冲系统2的高度与所述摆动冲击系统7的长度之和大于所述转轴系统 6中心线与所述基座1间的距离，以便所述摆动冲击系统7能冲击固定在所述缓冲系统2上的所述试件23；通过调节所述摆杆固定系统9中的所述气缸93气缸杆的运动控制所述挡板 92在直线导轨91的下降，使被所述摆杆固定系统9挡住的所述摆动冲击系统7下落到自然位置；将所述提升系统8内的所述电磁铁85通电，所述电磁铁85产生磁力，把所述摆动冲击系统7上的所述金属吸盘73吸引固定，通过所述小车83在所述吊架81上的移动，以及所述钢丝绳84收缩，将所述金属吸盘73提升，进而将所述摆动冲击系统7抬升到合适的高度；将所述提升系统8内的所述电磁铁85断电，所述提升系统8的所述电磁铁85与所述摆动冲击系统7所述金属吸盘73断开连接，所述摆动冲击系统7自由下落，所述摆动冲击系统7的所述摩擦轮74冲击所述缓冲系统2上的试件23，所述橡胶弹簧囊21与所述测试台22的连接处安装的力感应装置接收冲击力的信号，并将横向力和纵向力的大小传送到所述控制系统10，实现力的实时监测；所述摆动冲击系统7由于惯性继续运动升高，在所述摆动冲击系统7运动到最高点回落时，启动所述摆杆固定系统9，通过调节所述摆杆固定系统9中的所述气缸 93气缸杆的运动控制所述挡板92在直线导轨91的上升，将所述摆动冲击系统7挡住固定，完成对涂层抗冲击性能的一次检测。

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。