专利名称：磨损试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及模拟试验领域，更具体而言，涉及一种能有效模拟工程机械中易损件工况的磨损试验装置。
背景技术：
工程机械设备需要用到大量的易损件，目前在易损件新品的研发过程中，提升使用寿命是主导方向，针对工程机械设备中，易损件使用寿命的提升，一个决定性的因素就在于新材料的耐磨机理研究与耐磨性能的提升。对于混凝土输送设备中的易损件来说，其磨损形式主要是磨粒磨损，同时伴随着接触疲劳磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损等。所谓磨粒磨损就是硬的磨粒或凸出物在 载荷作用下，与机器零件表面相互接触时在工件表面上相对运动，导致工件表面材料的迁移和损耗的一种现象或过程。磨粒磨损的主要的磨损机理有微观切削磨损机理、多次塑变导致断裂的磨损机理、疲劳磨损机理和微观断裂剥落磨损机理等。为能较好的反映某种材料的耐磨性能，相关技术中提出了针对耐磨材料耐磨性能检测的众多磨粒磨损试验机，为模拟混凝土工矿，大多试验机选用的对磨介质为沙子加水，如图I所示。图I中包括橡胶轮I'、砂水混合物2'、砝码3'、料斗I和试样。这种结构中，橡胶轮I'在砂水混合物2'中转动并和试样进行摩擦，通过调整砝码3'的数量来控制试样和橡胶轮I'之间的压力。但是，这类试验机存在着如下缺陷由于对磨介质的不同，只能在一定程度上反映新材料与原材料的相对磨损数据；不能真实的反映新材料在混凝土输送工矿中使用寿命。针对上述两点缺陷，为能更真实的反映产品的使用寿命，现研究人员一般依赖于将试制的试验新品装主机外发试验，但外发试验具有成本高、周期长、试验条件不可控、结果重现性得不到保证等缺点。
实用新型内容为了解决相关技术中磨损试验机只能在一定程度上反映新材料与原材料的相对磨损数据，不能真实的反映新材料的在混凝土输送工矿中使用寿命的问题，以及外发试验成本高、周期长、试验条件不可控的问题，本实用新型提供了一种磨损试验装置，可以有效克服上述现有技术中的问题。有鉴于此，本实用新型提供了一种磨损试验装置，包括料斗、机架、耐磨块、曲柄摇杆结构、第一驱动结构及控制所述第一驱动结构的控制柜，所述料斗安装在所述机架上，所述曲柄摇杆结构的一端连接所述第一驱动结构，所述曲柄摇杆结构的另一端设置在所述料斗内部并安装有试样，所述试样与所述料斗内壁之间设置有所述耐磨块；，所述第一驱动结构和所述控制柜均安装在所述机架上。本实用新型提供的技术方案，采用曲柄摇杆结构带动试样在装有混凝土的料斗内运动，并与耐磨块摩擦，可以真实地模拟混凝土输送设备在泵送时易损件的工况，使易损件试样和耐磨块在搅拌的物料环境中摩擦，较为准确地模拟了易损件实际工作状况，为工程机械中易损件材料的设计开发工作提供了一种经济、简便、有效的试验手段。在上述技术 方案中，优选地，磨损试验装置还包括搅拌轴、搅拌叶片及第二驱动结构，所述搅拌轴安装于所述料斗内部，所述搅拌轴上设置有所述搅拌叶片，所述搅拌轴的一端连接至所述第二驱动结构，所述第二驱动结构连接至所述控制柜，所述第二驱动结构安装在所述机架上。通过第二驱动结构驱动搅拌轴及搅拌叶片转动，可以搅拌料斗内的混凝土，更加逼真地模拟易损件在泵送时的工况；同时，采用搅拌轴和搅拌叶片，还可防止料斗内的混凝土快速凝固，延长有效试验时间，提高试验效率。在上述技术方案中，优选地，所述磨损试验装置还包括耐磨块固定板和安装于所述料斗外壁上并与所述耐磨块固定板相连接的弹性压紧装置，所述耐磨块安装于所述耐磨块固定板上，所述弹性张紧装置包括双头螺柱、螺母、第一调节压板、第二调节压板、螺钉和弹性部件，所述双头螺柱的一端安装于所述料斗的侧壁上，所述双头螺柱上依次套设有第一调节压板、弹性部件和所述第二调节压板，所述双头螺柱的另一端安装有所述螺母，所述螺钉设置有螺纹段的一端穿过所述料斗的第一侧壁(并与所述耐磨块固定板螺纹连接，所述螺钉的螺帽与所述第一调节压板连接。这样，可以真实地模拟混凝土泵送设备工作时，易损件的磨损条件，通过调节弹性压紧装置对耐磨块和试样的压力可以调节试验周期及不同的试验条件。在上述技术方案中，优选地，所述曲柄摇杆结构包括曲柄、第一连杆和第二连杆，所述曲柄与所述第一连杆铰接，所述第一连杆与所述第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端安装有所述试样，所述第二连杆的中部铰接于所述料斗的第一侧壁，所述搅拌轴的两端分别安装于与所述第一侧壁相邻的两侧壁上。在磨损试验装置中设置曲柄摇杆结构，实现试样的来回摆动，可较准确的反映混凝土泵送设备中眼镜板切割环中存在的冲击磨损及磨粒磨损工况。在上述技术方案中，优选地，所述第一驱动结构包括第一电机和第一变速箱，所述第一电机的输出轴接所述第一变速箱的输入轴，所述第一变速箱的输出轴与所述曲柄连接，所述第一电机带动所述第一变速箱转动，所述第一变速箱可带动所述曲柄摆动，所述曲柄带动第一连杆、第二连杆及所述试样摆动，所述试样与所述耐磨块摩擦；所述第二驱动结构包括第二电机和第二变速箱，所述第二电机的输出轴接所述第二变速箱的输入轴，所述第二变速箱的输出轴接所述搅拌轴，所述第二电机带动第二变速箱转动，所述第二变速箱带动所述搅拌轴及搅拌叶片转动，搅拌叶片可搅拌所述料斗内的物料。这样，便于对曲柄摇杆结构的摆动速度进行控制，有利于调节试样的磨损周期；同时，便于控制搅拌轴及搅拌叶片的转动速度，模拟不同的工况，同时使试验装置在工作时，混凝土介质能在料斗内分布均匀且不凝固。在上述技术方案中，优选地，第一变速箱和第二变速箱的输出轴的轴线相垂直。这样有助于合理地利用料斗的容积，使得料斗和磨损试验装置可以做得最小，节约空间，同时更好地模拟易损件在混凝土泵送作业时的工况。[0020]在上述技术方案中，优选地，所述控制柜分别与所述第一电机和第二电机连接并可控制所述第一电机和第二电机的转速。这样可以实现电气化控制，提高磨损试验的准确性和效率。在上述技术方案中，优选地，所述磨损试验装置还包括设置于所述料斗上方的防护盖。这样，可以保证料斗内部的清洁，防止污染物进入影响试验效果，同时保护操作人员的清洁和安全。在上述技术方案中，优选地，还包括试样夹紧块，所述试样夹紧块包括卡槽和锁紧块，所述卡槽固定在所述第二连杆上，所述试样可安装在所述卡槽内，所述锁紧块通过紧固件与所述卡槽连接并将所述试样卡紧。这样，可以实现试样的快速安装和拆卸，同时保证试样在试验过程中牢固地安装 在第二连杆上，保证试验的稳定性。在上述技术方案中，优选地，所述料斗的第一侧壁的内壁上设置有安装槽，所述耐磨块固定板安装在所述安装槽内。这样，可以保证耐磨块及耐磨块固定板牢固地安装在料斗侧壁上，防止耐磨块及耐磨块固定板在料斗侧壁晃动，保证磨损试验的可靠进行。本实用新型提供了一种能有效模拟工程机械中易损件磨损工况的试验装置，该试验装置用于模拟混凝土输送设备在泵送时易损件的磨损形式，从而能更真实的评价在工况下易损件的磨损情况；该磨损试验装置结构简单，使用方便，可以较为准确地模拟易损件实际工作状况，为工程机械中易损件材料的设计开发工作提供了一种经济、简便、有效的试验手段。
图I是相关技术中磨损试验机的结构示意图；图2是根据本实用新型所述磨损试验装置一实施例的结构示意图；图3是图2所示磨损试验装置另一视角的结构示意图；图4是图2所示磨损试验装置的一局部结构示意图；图5是图2所示磨损试验装置中曲柄摇杆结构的示意图；图6是图2所示磨损试验装置中弹性压紧装置的结构示意图。其中，图I至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为I'橡胶轮 2'砂水混合物 3'砝码I料斗 2机架 3耐磨块 4曲柄摇杆结构 5搅拌轴6搅拌叶片8控制柜 91双头螺柱92螺母 93第一调节压板 94第二调节压板95螺钉96弹性部件 11防护盖 12安装槽10第一电机20第一变速箱 30第二电机 40第二变速箱31耐磨块固定板41第一连杆 42第二连杆43曲柄71卡槽72锁紧块101第一侧壁
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。如图2至图6所示，本实用新型提供了一种磨损试验装置，其包括料斗I、机架2、耐磨块3、曲柄摇杆结构4、第一驱动结构及控制所述第一驱动结构的控制柜8，所述料斗I安装在所述机架2上，所述曲柄摇杆结构4的一端连接所述第一驱动结构，所述曲柄摇杆结构4的另一端设置所述料斗I内部并安装有试样，所述试样与所述料斗I内壁之间设置有所述耐磨块3 ;所述第一驱动结构和所述控制柜8均安装在所述机架2上。图5中，箭头a所指处可安装试样。在上述基础技术方案中，优选地，所述磨损试验装置还包括搅拌轴5、搅拌叶片6 及第二驱动结构，所述搅拌轴5安装于所述料斗I内部，所述搅拌轴5上设置有所述搅拌叶片6，所述搅拌轴5的一端连接至所述第二驱动结构，所述第二驱动结构连接至所述控制柜8，所述第二驱动结构安装在所述机架2上。本实施例中，通过第一驱动结构驱动曲柄摇杆结构，从而带动试样在耐磨块上摆动；同时，用第二驱动结构驱动搅拌轴及搅拌叶片转动，搅拌料斗内的混凝土砂浆，有效地模拟了混凝土泵送设备在泵送时易损件的磨损形式，从而能够更真实地评价在各种工况下易损件的磨损情况，结构简单，使用方便，可以较准确地模拟易损件实际工作情况，为工程机械中易损件材料的设计开发工作提供了一种经济、简便、有效的试验手段。如图4和图6所示，本实施例中，新型磨损试验装置还包括耐磨块固定板31和安装于所述料斗I外壁上并与所述耐磨块固定板31相连接的弹性压紧装置，所述耐磨块3安装于所述耐磨块固定板31上；如图6所示，所述弹性张紧装置包括双头螺柱91、螺母92、第一调节压板93、第二调节压板94、螺钉95和弹性部件96，所述双头螺柱91的一端安装于所述料斗I的侧壁上，所述双头螺柱91上依次套设有第一调节压板93、弹性部件96和所述第二调节压板94，所述双头螺柱91的另一端安装有所述螺母92，所述螺钉95设置有螺纹段的一端穿过所述料斗I的第一侧壁101并与所述耐磨块固定板31螺纹连接，所述螺钉95的螺帽与所述第一调节压板93连接。其中，弹性部件96可以是橡胶垫，还可以是机械弹簧或空气弹簧，只要具有弹性并能缓冲冲击即可。如图6所示，弹性压紧装置的工作原理如下当需要增加试样和耐磨块3之间的压力时，将耐磨块3向料斗I内部推进，由于耐磨块3安装在耐磨块固定板31上，因此只需驱动耐磨块固定板31即可，耐磨块固定板31一方面卡扣在料斗I的安装槽12内，另一方面与螺钉95通过螺纹连接，料斗侧壁上开有供螺钉95穿过的光孔，螺钉95的螺帽与第一调节压板93连接，第一调节压板93和第二调节压板94之间设置有橡胶垫(弹性部件96)，这样，通过拧紧螺母92，可以推动第二调节压板94、橡胶垫、第一调节压板93向左移动，第一调节压板93推动螺钉95及耐磨块固定板31向左移动，进而使耐磨块3和试样压得更近。这样可以真实地模拟混凝土泵送设备工作时，易损件的磨损条件，通过调节弹性压紧装置对耐磨块和试样的压力，可以调节试验周期及不同的试验条件，扩大磨损试验装置的试验范围。如图3至图5所示，所述曲柄摇杆结构4包括曲柄43、第一连杆41和第二连杆42，所述曲柄43与所述第一连杆41铰接，所述第一连杆41与所述第二连杆42的一端铰接，所述第二连杆42的另一端安装有所述试样，所述第二连杆42的中部铰接于所述料斗I的第一侧壁101上，所述搅拌轴5的两端分别安装于与所述第一侧壁101相邻的两侧壁上。在磨损试验装置中设置曲柄摇杆结构，实现试样的来回摆动，可较准确的反映混凝土泵送设备中眼镜板切割环中存在的冲击磨损及磨粒磨损工况。如图I和图2所示，所述第一驱动结构包括第一电机10和第一变速箱20，所述第一电机10的输出轴接所述第一变速箱20的输入轴，所述第一变速箱20的输出轴与所述曲柄43连接，所述第一电机10带动所述第一变速箱20转动，所述第一变速箱20可带动所述 曲柄43摆动，所述曲柄43带动第一连杆41、第二连杆42及所述试样摆动，所述试样与所述耐磨块3摩擦。这样，便于对曲柄摇杆结构的摆动速度进行控制，有利于调节试样的磨损周期，可以更准确地模拟易损件不同的工况。所述第二驱动结构包括第二电机30和第二变速箱40，所述第二电机30的输出轴接所述第二变速箱40的输入轴，所述第二变速箱40的输出轴接所述搅拌轴5，所述第二电机30带动第二变速箱40转动，所述第二变速箱40带动所述搅拌轴5及所述搅拌叶片6转动，所述搅拌叶片6可搅拌所述料斗I内的物料。这样，便于控制搅拌轴及搅拌叶片的转动速度，模拟不同的工况，同时使试验装置在工作时，混凝土介质能在料斗内分布均匀且不凝固。如图I所示，所述控制柜8分别与所述第一电机10和第二电机20连接并可控制所述第一电机10和第二电机30的转速。这样方便对第一电机10和第二电机30的控制，提高自动化程度，同时提升磨损试验的准确性和效率。如图I和图2所示，本实施例中，第一变速箱20和第二变速箱40的输出轴的轴线相垂直。这样有助于合理地利用料斗的容积，使得料斗和磨损试验装置可以做得最小，节约空间，同时更好地模拟易损件在混凝土泵送作业时的工况。当然，第一驱动结构和第二驱动结构还可以采用液压马达或气压马达，也可以采用电机、液压马达及气压马达的组合，只要其能够为曲柄摇杆结构及搅拌轴提供动力即可，因此采用不同动力的该种磨损试验装置也应当包含在本实用新型的保护范围之内。如图I所示，本实施例中，磨损试验装置还包括设置于所述料斗I上方的防护盖11。这样，可以保证料斗内部的清洁，防止污染物进入影响试验效果，同时保护操作人员的清洁和安全。如图6所示，所述料斗I的第一侧壁101的内壁上设置有安装槽12，所述耐磨块固定板31安装在所述安装槽12内。这样，可以保证耐磨块及耐磨块固定板牢固地安装在料斗侧壁上，防止耐磨块及耐磨块固定板在料斗侧壁晃动，保证磨损试验的可靠进行。[0067]如图4和图5所示，本实施例所述的磨损试验装置还包括试样夹紧块，所述试样夹紧块包括卡槽71和锁紧块72，所述卡槽71固定在所述第二连杆42上，所述试样可安装在所述卡槽71内，所述锁紧块72通过紧固件与所述卡槽71连接并将所述试样卡紧。图5中箭头a所指处即试样的安装位置。这样，可以实现试样的快速安装和拆卸，同时保证试样在试验过程中牢固地安装在第二连杆上，保证试验的稳定性。本实施例的具体工作原理如下工作前，在料斗I内放入混凝土或者砂水混合物等物料，并将试样装在试样夹紧装置(包括卡槽71和锁紧块72)上。接通电源后第二电机30的转矩输入第二变速箱40，第二变速箱40的输出转矩通过搅拌轴5带动搅拌叶片6在料斗I内旋转；第一电机10的转矩输入第一变速箱20，第一变速箱20的输出转矩通过曲柄摇杆 结构4带动试样在料斗I内作来回摆动运动。由于料斗I内有物料且在料斗I侧壁镶有带弹性压紧装置的耐磨块3，因此试样在摆动过程中会与耐磨块3及物料发生摩擦，以此模拟试样的实际工况。通过控制柜8调整第二变速箱40和第一变速箱20的输出转速，并调整弹性压紧装置的调节螺母可以调节试样和耐磨块3的压紧力大小，从而更加准确的模拟不同条件下的实际工况。本实用新型提供了一种能有效模拟工程机械中易损件磨损工况的试验装置，该试验装置用于模拟混凝土输送设备在泵送时易损件的磨损形式，从而能更真实的评价在工况下易损件的磨损情况；该磨损试验装置结构简单，使用方便，可以较为准确地模拟易损件实际工作状况，为工程机械中易损件材料的设计开发工作提供了一种经济、简便、有效的试验手段。在本实用新型中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种磨损试验装置，其特征在于，包括料斗(I)、机架(2)、耐磨块(3)、曲柄摇杆结构(4)、第一驱动结构及控制所述第一驱动结构的控制柜(8)，所述料斗(I)安装在所述机架(2)上，所述曲柄摇杆结构(4)的一端连接所述第一驱动结构，所述曲柄摇杆结构(4)的另一端设置在所述料斗(I)内部并安装有试样，所述试样与所述料斗(I)内壁之间设置有所述耐磨块(3)，所述第一驱动结构和所述控制柜(8)均安装在所述机架(2)上。
2.根据权利要求I所述的磨损试验装置，其特征在于，还包括搅拌轴(5)、搅拌叶片(6)及第二驱动结构，所述搅拌轴(5)安装于所述料斗(I)内部，所述搅拌轴(5)上设置有所述搅拌叶片(6)，所述搅拌轴(5)的一端连接至所述第二驱动结构，所述第二驱动结构连接至所述控制柜(8 )，所述第二驱动结构安装在所述机架(2 )上。
3.根据权利要求2所述的磨损试验装置，其特征在于，还包括耐磨块固定板(31)和安装于所述料斗(I)外壁上并与所述耐磨块固定板(31)相连接的弹性压紧装置，所述耐磨块 (3)安装于所述耐磨块固定板(31)上，所述弹性张紧装置包括双头螺柱(91)、螺母(92)、第一调节压板(93)、第二调节压板(94)、螺钉(95)和弹性部件(96)，所述双头螺柱(91)的一端安装于所述料斗(I)的侧壁上，所述双头螺柱(91)上依次套设有第一调节压板(93)、弹性部件(96)和所述第二调节压板(94)，所述双头螺柱(91)的另一端安装有所述螺母(92)，所述螺钉(95)设置有螺纹段的一端穿过所述料斗(I)的第一侧壁(101)并与所述耐磨块固定板(31)螺纹连接，所述螺钉(95)的螺帽与所述第一调节压板(93)连接。
4.根据权利要求3所述的磨损试验装置，其特征在于，所述曲柄摇杆结构(4)包括曲柄(43)、第一连杆(41)和第二连杆(42)，所述曲柄(43)与所述第一连杆(41)铰接，所述第一连杆(41)与所述第二连杆(42)的一端铰接，所述第二连杆(42)的另一端安装有所述试样，所述第二连杆(42)的中部铰接于所述料斗(I)的第一侧壁(101)，所述搅拌轴(5)的两端分别安装于与所述第一侧壁(101)相邻的两侧壁上。
5.根据权利要求4所述的磨损试验装置，其特征在于，所述第一驱动结构包括第一电机(10 )和第一变速箱(20 )，所述第一电机(10 )的输出轴接所述第一变速箱(20 )的输入轴，所述第一变速箱(20)的输出轴与所述曲柄(43)连接，所述第一电机(10)带动所述第一变速箱(20)转动，所述第一变速箱(20)可带动所述曲柄(43)摆动，所述曲柄(43)带动第一连杆(41)、第二连杆(42)及所述试样摆动，所述试样与所述耐磨块(3)摩擦；和/或， 所述第二驱动结构包括第二电机(30)和第二变速箱(40)，所述第二电机(30)的输出轴接所述第二变速箱(40)的输入轴，所述第二变速箱(40)的输出轴接所述搅拌轴(5)，所述第二电机(30)带动第二变速箱(40)转动，所述第二变速箱(40)带动所述搅拌轴(5)及所述搅拌叶片(6 )转动，所述搅拌叶片(6 )用于搅拌所述料斗(I)内的物料。
6.根据权利要求5所述的磨损试验装置，其特征在于，第一变速箱(20)和第二变速箱(40)的输出轴的轴线相垂直。
7.根据权利要求6所述的磨损试验装置，其特征在于，所述控制柜(8)分别与所述第一电机(10)和第二电机(30)连接并可控制所述第一电机(10)和第二电机(30)的转速。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的磨损试验装置，其特征在于，还包括设置于所述料斗(I)上方的防护盖(11)。
9.根据权利要求8所述的磨损试验装置，其特征在于，还包括试样夹紧块，所述试样夹紧块包括卡槽(71)和锁紧块(72)，所述卡槽(71)固定在所述第二连杆(42)上，所述试样安装在所述卡槽(71)内，所述锁紧块(72)通过紧固件与所述卡槽(71)连接并将所述试样卡紧。
10.根据权利要求9所述的磨损试验装置，其特征在于，所述料斗(I)的第一侧壁(101)的内壁上设置有安装槽(12)，所述耐磨块固定板(31)安装在所述安装槽(12)内。
专利摘要本实用新型提供了一种磨损试验装置，其包括料斗、机架、耐磨块、曲柄摇杆结构、第一驱动结构及控制第一驱动结构的控制柜，料斗安装在机架上，曲柄摇杆结构的一端连接第一驱动结构，另一端设置在料斗的内部并安装有试样，试样与料斗的内壁之间设置有耐磨块，第一驱动结构和控制柜均安装在机架上。本实用新型提供的磨损试验装置结构简单，操作方便，可以较为准确地模拟易损件实际工作状况，为工程机械中易损件材料的设计开发工作提供了一种经济、简便、有效的试验手段。
文档编号G01N3/56GK202649065SQ201220214239
公开日2013年1月2日 申请日期2012年5月14日 优先权日2012年5月14日
发明者池奕宾, 钟爽春, 严石 申请人:三一重工股份有限公司