一种旋耕刀冲击磨损试验装置

1.本实用新型涉及旋耕刀试验装置领域，尤其涉及一种旋耕刀冲击磨损试验装置。


背景技术：

2.耕整地机械作为农业机械化的首要和基础环节，对于提高耕地产能、保障粮食安全，具有十分重要的意义。旋耕是目前最主要的耕作形式，能一次性对土壤进行耕整，有效绞断作物残茬并将其混合于耕层，作业质量相对较高，既省时省力又提高耕作效率。
3.据不完全统计,80％以上的农机触土部件因磨损失效和断裂失效而报废。据资料显示，磨损失效以及断裂失效占材料和能源损失的60％～80％，每年磨损的钢材能占到钢材总量的十分之一左右，造成巨大的经济损失。农机触土部件的早期失效严重影响作业质量和作业效率，提高作业成本。同时，频繁更换失效刀具还会增加劳动强度、延误农时。
4.在实际工况中，旋耕刀冲击磨损环境较为复杂，如旋耕刀工作环境伴随着沙砾、沙尘等，并且其运动方式为圆周式运动。这些不仅给冲击磨损带来影响，而且使得冲击磨损行为变得更加复杂。在磨损失效的类型中，冲击磨损可能是对材料最为不利，了解最少的一类磨损。现有的冲击磨损试验机并没有能够模拟旋耕刀实际工况的冲击磨损测试装置。所以，旋耕刀抗冲击性只能通过田间实验来测得，测试周期长、成本高。
5.因此如何开发一种能够模拟实际工况的旋耕刀冲击磨损试验装置成为本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种旋耕刀冲击磨损试验装置，解决现有的冲击磨损试验机并没有能够模拟旋耕刀实际工况，旋耕刀抗冲击性只能通过田间实验来测得，测试周期长、成本高的问题。
7.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
8.本实用新型一种旋耕刀冲击磨损试验装置，包括机架、中心轴管、伸缩式夹持装置、旋转底座台虎钳、线性模组和驱动电机，所述机架上从上到下依次设置有第一横梁、第二横梁、第三横梁和第四横梁，所述中心轴管通过轴承可转动的设置在所述第一横梁与第二横梁之间，所述中心轴管上设置有中心轴盘，所述中心轴盘上设置有伸缩式夹持装置，所述第二横梁上设置有所述线性模组，所述线性模组上设置有与所述伸缩式夹持装置配合的旋转底座台虎钳，所述第三横梁和第四横梁上设置有用于驱动所述中心轴管的驱动电机和减速器；所述伸缩式夹持装置的上方设置有送沙漏斗，所述送沙漏斗的上方设置有沙粒回收漏斗，所述线性模组的下方设置有沙粒收集装置，所述沙粒收集装置通过沙粒循环管道与所述沙粒回收漏斗连接。
9.进一步的，所述中心轴盘上设置有连接架，所述连接架与所述伸缩式夹持装置的连接杆可滑动的配合，所述连接架上开设有与顶紧螺栓配合的定位孔。
10.进一步的，所述伸缩式夹持装置的内腔可滑动的设置有运动夹块，所述运动夹块
的工作端与旋耕刀试件配合，所述运动夹块的操作端通过内六角螺母和第一丝杆驱动。
11.进一步的，所述运动夹块的数量为2个，2个运动夹块相互垂直。
12.进一步的，所述线性模组包括电机、底座、直线导轨、滑座和滚珠丝杠，所述滑座通过滚珠丝杠和直线导轨可滑动的设置在所述底座上，所述底座的一端设置有与所述滚珠丝杠连接的电机。
13.进一步的，所述旋转底座台虎钳包括钳口、夹紧盘、底盘和固定卡盘，所述底盘上的固定卡盘与所述线性模组配合，所述底盘上可转动的设置有夹紧盘，所述夹紧盘上设置有通过第二丝杠驱动的钳口。
14.进一步的，所述送沙漏斗设置在漏斗支架上，所述漏斗支架通过运动杆与磁力表座连接，所述运动杆包括副杆和夹紧装置，所述副杆通过夹紧装置设置在所述磁力表座的主杆上，所述磁力表座通过磁力表座开关设置在所述机架的导轨上；所述送沙漏斗的下端设置有沙粒流量阀。
15.进一步的，所述沙粒收集装置包括沙粒收集箱和沙粒流通阀，所述沙粒收集箱整体呈倒锥形箱体结构，两相邻内壁面呈v型结构，所述沙粒收集箱顶部设有开口，所述沙粒收集箱箱底设有沙粒流通阀，所述沙粒流通阀与所述沙粒循环管道连接。
16.进一步的，所述送沙漏斗的上方设置有沙粒回收漏斗，所述沙粒回收漏斗为顶部封闭漏斗，沙粒循环管道的接口为气泵的横向通道接口，所述沙粒回收漏斗底部设有沙粒截止阀芯；与沙粒回收漏斗相连接的沙粒循环管道的侧壁设有通孔，用于连接活塞阀门控制电机。
17.进一步的，所述中心轴盘上对称设置有两个伸缩式夹持装置，所述第二横梁的左端通过左侧的线性模组设置有一个旋转底座台虎钳，所述第二横梁的右端通过右侧的线性模组设置有一个旋转底座台虎钳。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：
19.本实用新型旋耕刀冲击磨损试验装置能够对不同种材质的旋耕刀试件在同种条件下进行冲击磨损性能测试；本实用新型旋耕刀冲击磨损试验装置能够通过伸缩调节器调节调节旋转半径(旋转半径越大旋耕刀试件冲击能量越大)；本实用新型旋耕刀冲击磨损试验装置能够通过旋转底座台虎钳调节被冲击件的角度，能够更加精确的控制中心轴管旋转时产生的冲击能量，伸缩式夹持装置的设计有利于更加紧固的固定旋耕刀试件，通过第一丝杠使运动夹块能够进行夹紧运动，使旋耕刀试件完全固定，线性模组能够带动旋转底座台虎钳前后移动，旋转底座台虎钳能够进行角度调节，方便快捷，满足当前的应用需求；本实用新型旋耕刀冲击磨损试验装置通过送沙漏斗、沙粒收集装置、沙粒循环管道和沙粒回收漏斗实现了在有沙粒环境下对冲击磨损试验方法及装置的研究，满足当前的应用需求。总的来说，本实用新型旋耕刀冲击磨损试验装置结构简单，功能实用，有效解决了行业中没有直接对旋耕刀进行冲击磨损测试的试验台工装夹具，旋耕刀冲击磨损性能测试只能通过田间实验来测得，测试周期长、成本高的问题。
附图说明
20.下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明：
21.图1为本实用新型旋耕刀冲击磨损试验装置轴测图；
22.图2为本实用新型旋耕刀冲击磨损试验装置正视图；
23.图3为伸缩式夹持装置结构示意图；
24.图4为伸缩式夹持装置内部结构示意图；
25.图5为旋转底座台虎钳结构示意图；
26.图6为送沙漏斗结构示意图；
27.图7为沙粒收集装置结构示意图；
28.图8为线性模组结构示意图；
29.图9为中心轴管结构示意图；
30.图10为磁力表座结构示意图；
31.图11为沙粒回收漏斗结构示意图；
32.图12为运动夹块结构示意图；
33.图13为沙粒回收漏斗结构剖视图。
34.附图标记说明：1、驱动电机；2、沙粒收集装置；3、沙粒循环管道；4、线性模组；5、旋转底座台虎钳；6、磁力表座；7、送沙漏斗；8、沙粒回收漏斗；9、中心轴管；10、运动杆；11、伸缩式夹持装置；12、中心轴盘；13、减速器；14、机架；15、内六角螺母；16、连接杆；17、运动夹块；18、第一丝杆；19、固定卡盘；20、底盘；21、夹紧盘；22、钳口；23、第二丝杠；24、沙粒流量阀；25、沙粒流通阀；26、沙粒收集箱；27、直线导轨；28、底座；29、滚珠丝杆；30、滑座；31、电机；32、定位孔；33、连接架；34、磁力表座开关；35、漏斗支架；36、副杆；37、主杆；38、夹紧装置；39、沙粒截止阀芯；40、活塞阀门控制电机；41、气泵接口；42、滚筒。
具体实施方式
35.如图1和图2所示，一种旋耕刀冲击磨损试验装置，包括机架14、中心轴管9、伸缩式夹持装置11、旋转底座台虎钳5、线性模组4和驱动电机1。
36.所述机架14通过方钢焊接而成，所述机架14上从上到下依次设置有第一横梁、第二横梁、第三横梁和第四横梁。
37.所述中心轴管9通过轴承可转动的设置在所述第一横梁与第二横梁之间，所述中心轴管9上设置有中心轴盘12，所述中心轴盘12上设置有伸缩式夹持装置11，所述第二横梁上设置有所述线性模组4，所述线性模组4上设置有与所述伸缩式夹持装置11配合的旋转底座台虎钳5，所述第三横梁和第四横梁上设置有用于驱动所述中心轴管9的驱动电机1和减速器13。
38.所述减速器13固定安装在所述第三横梁和第四横梁之间，所述驱动电机1设置在所述减速器13的下端。所述中心轴管9的转速由实际旋耕刀所需转速为准则改变。
39.所述伸缩式夹持装置11的上方设置有送沙漏斗7，所述送沙漏斗7的上方设置有沙粒回收漏斗8，所述线性模组4的下方设置有沙粒收集装置2，所述沙粒收集装置2通过沙粒循环管道3与所述沙粒回收漏斗8连接。
40.如图9所示，所述中心轴盘12上设置有连接架33，所述连接架33与所述伸缩式夹持装置11的连接杆16可滑动的配合，所述连接架33上开设有与顶紧螺栓配合的定位孔32。
41.如图3、图4和图12所示，所述伸缩式夹持装置11的内腔可滑动的设置有运动夹块17，所述运动夹块17的工作端与旋耕刀试件配合，所述运动夹块17的操作端通过内六角螺
母15和第一丝杆18驱动，所述内六角螺母15和第一丝杆18为一体结构，所述第一丝杆18与所述运动夹块17螺纹配合，所述第一丝杆18可在伸缩式夹持装置11的内腔自由转动，所述第一丝杆18的底部设置有与所述伸缩式夹持装置11的内腔配合的限位装置。
42.所述运动夹块17的数量为2个，2个运动夹块17相互垂直。所述伸缩式夹持装置11为四面体，在顶面以及侧面设置有第一丝杠18使运动夹块17能够进行夹紧运动，由于旋耕刀试件为四面体结构，伸缩式夹持装置11能够通过两侧夹紧的方式使旋耕刀试件完全固定
43.如图8所示，所述线性模组4包括电机31、底座28、直线导轨27、滑座30和滚珠丝杠29，所述电机31安装在所述机架14的外侧，电机31的工作轴与所述滚珠丝杠29连接，所述底座28安装在所述第二横梁上，所述滚珠丝杠29的两端可旋转的连接在底座28的两端支撑板上，所述滑座30通过螺纹块与滚珠丝杠29连接在一起，所述直线导轨27安装在所述底座28的底板顶面上，所述滑座30底部设置的导滑槽卡接在所述直线导轨27上。
44.如图5所示，所述旋转底座台虎钳5包括钳口22、夹紧盘21、底盘20和固定卡盘19，所述底盘20上的固定卡盘19与所述线性模组4配合，所述底盘20上可转动的设置有夹紧盘21，所述夹紧盘21上设置有通过第二丝杠23驱动的钳口22。所述旋转底座台虎钳5能够通过调整夹紧盘21的旋转角度调节被冲击试件的角度位置，从而与伸缩式夹持装置11中的旋耕刀试件产生冲击。
45.所述中心轴盘12上对称设置有两个伸缩式夹持装置11，所述第二横梁的左端通过左侧的线性模组4设置有一个旋转底座台虎钳5，所述第二横梁的右端通过右侧的线性模组4设置有一个旋转底座台虎钳5。两侧的伸缩式夹持装置11分别夹持不同材质的旋耕刀试件，使两种不同材质的旋耕刀试件在同种冲击条件下形成对比，能够同时对两侧试件测试，缩减成本。
46.如图6和图10所述送沙漏斗7设置在漏斗支架35上，所述漏斗支架35通过运动杆10与磁力表座6连接，所述运动杆10包括副杆36和夹紧装置38，所述副杆36通过夹紧装置38设置在所述磁力表座6的主杆37上，所述磁力表座6通过磁力表座开关34设置在所述机架14的导轨上；所述送沙漏斗7的下端设置有沙粒流量阀24。通过调节沙粒流量阀24来控制沙粒的流量大小，实现了对沙粒流速流量大小进行调节，防止因沙粒流量的问题导致在进行冲击磨损试验中影响最终试验效果。
47.所述磁力表座6通过调节磁力表座开关34附着在机架14的导轨上，通过调节主杆37的位置以及副杆36的位置来确定漏斗支架35的位置，以保证送沙漏斗7能够设置在伸缩式夹持装置11的上方。
48.如图7所示，所述沙粒收集装置2包括沙粒收集箱26和沙粒流通阀25，所述沙粒收集箱26整体呈倒锥形箱体结构，两相邻内壁面呈v型结构，所述沙粒收集箱26顶部设有开口，所述沙粒收集箱26箱底设有沙粒流通阀25，所述沙粒流通阀25与所述沙粒循环管道3连接。
49.如图11和13所示，所述送沙漏斗7的上方设置有沙粒回收漏斗8，所述沙粒回收漏斗8为顶部封闭漏斗，沙粒循环管道3的接口41为气泵的横向通道接口，所述沙粒回收漏斗8底部设有沙粒截止阀芯39；与沙粒回收漏斗8相连接的沙粒循环管道3的侧壁设有通孔，用于连接活塞阀门控制电机40。其中所述活塞阀门控制电机40用于驱动沙粒截止阀芯39上下移动形成封闭环境。所述活塞阀门控制电机40通过滚筒42卷曲丝线实现阀芯39的上下移
动。所述沙粒回收漏斗8通过气泵接口41吸收沙粒，中间设有滤网，能够正常吸气防止沙粒进入，通过活塞阀门控制电机40控制沙粒截止阀39上下移动形成密闭环境。实现了对沙粒的循环使用，提高了对沙粒的利用率，防止在试验过程中添加沙粒，大大降低了其危险程度。
50.本实用新型的动作过程如下：
51.将旋耕刀试件安装于伸缩式夹持装置11中，调整连接杆16和连接架33至合适位置后固定；将被冲击试件安装在旋转底座台虎钳5中，通过线性模组4调整前后距离，调整旋转底座台虎钳5至合适角度后固定，启动驱动电机1带动中心轴管9转动从而形成冲击磨损行为。
52.调整磁力表座6上副杆36以及漏斗支架35，使送沙漏斗7能够在旋耕刀试件与被冲击试件的冲击部位形成落沙。通过驱动电机1带动中心轴管9旋转，使之形成冲击磨损状态，送沙漏斗7中漏沙被沙粒收集箱26所收集，流入沙粒循环管道3内再次进入沙粒回收漏斗8，最后进入送沙漏斗7，以此循环，从而实现了在有沙粒环境下对冲击磨损试验方法及装置的研究。
53.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。