本发明涉及碳滑板领域，尤其涉及一种碳滑板磨耗测试设备。
背景技术：
碳滑板磨耗测试设备是碳滑板材料开发及投入使用前的一个关键设备，是碳滑板生产企业开发及评估能力的重要一环，现有碳滑板磨损实验设备其接触线设计有两种，一种在直接固定在转子上，其设计为环状，跟随转子一起转动，转动时与安装在侧边的试样块进行摩擦来测试材料的耐磨性，试样块有静止及横向移动两种模式。然而该种布线方式具有以下缺点：1)试样块静止不动时，该种磨损仅为接触线与试样块之间的线状磨损，还无法模拟实际工况时接触线与滑板“之”字型往复的面磨损；2)若试样块横向以一定振幅往返运动模拟“之”字型运动，该种磨损虽然模拟了实际应用中的往复面磨损，但试样块在施加压力的情况下还得横向往复运动，样块在不停的加速减速运动，将致使接触线对样块的磨损程度不一，试样块振动大，离线率高，电火花及拉弧现象严重，且对机械设计及精度要求极高，难以维持加载接触力的稳定输出，过程波动大，测试时精确性，重复性差。
另一种是由两个类似于皮带轮的转子，将接触线安装在两个皮带轮上，开动电机，皮带轮带动接触线转动，转动时与安装在侧边的试样块进行摩擦来测试材料的耐磨性。然而该种方式除了包含上述缺点外，设备还存在整体结构庞大，投资大且运动精度难以保证的缺点。
技术实现要素：
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种占地面积小的碳滑板磨耗测试设备，并精准模拟现实工况中受电弓碳滑板的“之”字形运动，提高磨耗测试参考价值。
为实现上述目的，本发明提供了一种碳滑板磨耗测试设备，包括相对设置的夹持设备和转轮，所述转轮通过驱动模块转动，所述转轮包括接触线，所述接触线以螺旋形沿所述转轮外径环绕一周固定，试样块固定在所述夹持设备上并与所述接触线抵接。
进一步地，所述接触线与所述转轮榫接，所述接触线设置燕尾榫，所述转轮外周设置榫槽。
进一步地，所述接触线为铜银合金。
进一步地，根据如下公式调整所述转轮的轮径d，以调整所述接触线的螺距s(单位，毫米)：
s＝(4×a×πd)÷(l×1000)；
其中，a表示拉出值，l表示电力机车运行跨距。
进一步地，所述拉出值a的范围为200毫米至300毫米。
进一步地，所述电力机车运行跨距l为245米。
进一步地，所述轮径d的范围为440毫米至520毫米。
进一步地，所述转轮的轮面还包括平衡块槽和平衡块；所述平衡块槽沿所述转轮周向设置，所述平衡块槽上包括平衡块入口，所述平衡块通过所述平衡块入口插入所述平衡块槽并沿所述平衡块槽滑动固定。
本发明的技术效果在于：(1)根据轨道交通“之”字型布线将转子上的接触线设计为螺旋结构，其转速、螺距与轨道交通工具的运行速度，及接触线的拉出值对应，很好的模拟了接触磨损的实际工况；
(2)有效模拟接触线运动主动性，试样块无机械运动，整个运行平稳，与碳滑板材料在线运行相比，在电火花，电弧及离线率上，模拟度极高，磨损实验时接触线与试样块形成往复(模拟拉出值)的磨损面，精确性高，过程可控且重复性好；
(3)设备整体小，接触线可灵活更换，有效利用率更高以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例的结构主视图；
图2为本发明一实施例的结构俯视图；
图3为本发明一实施例的a-a剖视图；
图4为本发明一实施例的a部接触线放大图；
图5为本发明一实施例的a部转轮放大图。
附图标记说明：1-接触线；2-转轮；3-燕尾榫；4-榫槽；5-平衡块槽；6-平衡块入口；7-平衡块。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1至图3所示，本发明一种碳滑板磨耗测试设备，包括相对设置的夹持设备(图中未示出)和转轮2，转轮2通过驱动模块转动，转轮2包括接触线1，接触线1以螺旋形沿转轮2外径环绕一周固定，试样块被固定在夹持设备上并与接触线1抵接。
夹持设备用于夹住试样块，使其固定地与接触线1抵接，在转轮2受驱动模块影响开始转动带动螺旋形的接触线1一同转动，在试样块上留下“之”字形的路径，充分模拟实际工况。此外由于试样块仅向接触线1方向施加压力，横向路径由转轮2上的接触线1完成，因此可有效减小试样块的振动及电火花的产生，测试过程稳定、精确。
进一步地，如图4至图5所示，接触线1的一侧设置有燕尾榫3，转轮2外周设置榫槽4，接触线1的燕尾榫3插入榫槽4榫接固定在转轮2上。由此，在接触线1受到大量使用而磨损时，可方便、灵活地拆卸、更换。此外，易于拆卸的接触线1还方便了接触线1的磨损评估和表面形态分析。
进一步地，接触线1为铜银合金，接触线可根据碳滑板的实际使用环境选择，但不限于铜银合金，现有机车及地铁使用的所有接触线，按执行标准tb/t2809-2017，都可包含于此设计中。为了更好的进行工况模拟，接触线1的材料选择参考标准tb/t2809-2017，如以接触线1最大横截面积120mm2(ctah120)为例，其导线最大宽度则为12.64至13.16毫米。
进一步地，螺旋形接触线1的螺距s参考所述转轮的轮径d，根据如下公式调整：
s＝(4×a×πd)÷(l×1000)；
其中，a表示拉出值，l表示电力机车运行跨距。
一般地，拉出值a的范围根据电力机车的碳滑板受电弓的规格决定，优选为200毫米、250毫米及300毫米。
一般地，电力机车运行跨距l的范围以运行一个跨距l的标准宽度决定，跨距可根据碳滑板的实际使用环境选择，例如电力机车、地铁等。在本实施例中以地铁为例，选择跨距l为245米。
一般地，转轮2的轮径d的选择范围不作限制，然而应遵守转轮转速不得高于3000rpm，并模拟常规电力机车及地铁在80km/h～500km/h之间的运行速度，以在模拟实际运行速度的同时，降低在实验过程中发生意外的风险。即轮径d的长度一般不超过885毫米，优选为440毫米至520毫米。
下述表格示出了在拉出值取300毫米，取地铁最高运行速度160km/h，以及跨距l的标准宽度245米作为计算依据时，接触线螺距的选择范围，可见根据转轮轮径d的选择范围不同，接触线螺距s具有6.78毫米至8毫米的范围。电力机车的运行速度，可根据转轮转速换算，以精确模拟不同速度情况下碳滑板受电弓的磨损情况。
进一步地，转轮2的轮面还包括平衡块槽5和平衡块7，平衡块槽5沿转轮2周向设置，平衡块槽5上包括平衡块入口6，平衡块7通过平衡块入口6插入平衡块槽5并沿平衡块槽5滑动固定。
在接触线通过燕尾榫插入榫槽固定在转轮上后，因螺旋设计其质心不对称，在安装前需要对动平衡进行校整，按照标准《jisb0905-1992动平衡等级》(来源于国际标准化组织建议标准iso1940《转子刚体的平衡质量》)中g2.5等级标准执行。应使用专用离心式平衡机，在转动状态下测定转子不平衡重量所在方，以及确定平衡重应加的位置与大小，在相应位置的平衡块槽5内设置平衡块7，以达到消除动不平衡的力偶及消除静不平衡的离心力的目的。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。