[发明专利]一种能自动控温的落球实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种落球实验装置，尤其是一种测试热喷涂涂层在不同温度下抗冲击疲劳性能的落球实验装置。

背景技术

在采用落球实验对涂层进行强度测试时，通常需要多个（1万个以上）钢球从一定高度进行多次有规律的落下并冲击到涂层上。根据涂层的使用工况不同，有些涂层还需要测试其在一定温度下的抗冲击能力。因此，需要设计一种能够自动控制钢球有规律地断续落下的装置，并且，被冲击的涂层样块还能被加热且保持在设定的温度。

目前市场上已出现了一些落球实验装置，但这些落球实验装置大多是靠电磁铁控制较大质量的钢球下落冲击样品，每次钢球都要人工加上去，且每次只能冲击1次，不适合热喷涂涂层所需的这种超过1万次的冲击性能测试。另外，当前落球实验装置都没有设置样块加热和温控装置，不能测试样品在特定温度下的抗冲击性能。再者，传统的落球装置仅仅靠重力作用从漏斗中直接落下冲击样块。这种装置有两种缺陷，一种缺陷是在钢球下落时，可能出现两个钢球落下时靠得太近，从而导致后一个钢球直接冲击到前一个钢球上而没有冲击到涂层的情况；另一缺陷是漏斗中的钢球一次不能添加太多，如果每次添加的钢球太多，很容易出现钢球在漏斗中架空堵塞漏斗出口的现象。还有，这种装置需要人工反复小批量的向漏斗中加球，根本不适合这种数量巨大的热喷涂涂层冲击性能测试。

发明内容

本发明的目的是克服现有落球装置技术中存在的不足，提供一种能准确控制被测试涂层样块的温度，并且能实现钢球有规律下落并冲击涂层样品的落球实验装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的能自动控温的落球实验装置，包括底座，该底座上的一侧设置支柱，该支柱的顶端设置顶部平台，该顶部平台上安装第一调速电机，该第一调速电机的驱动轴经联轴器连接设置于轴承座上用于放置钢球的滚筒的中心轴；该滚筒上设置有便于钢球逐个落下的落球孔和用堵头堵住的加球孔；该顶部平台下方且正对落球孔的位置设有第一漏斗，该第一漏斗的底部设有导球管，该导球管的出口端设置为斜面，一花型齿轮正对该斜面设置，该花型齿轮连接第二调速电机的驱动轴，在第二调速电机带动下匀速转动，花型齿轮每转过一个齿，导球管中有且只有一颗钢球进入花型齿轮两齿间的齿槽，并随着花型齿轮的转动而下落；该导球管的下方设置第二漏斗，该第二漏斗的底部设有用以控制落球下落方向的导向管，在导向管的出口端设有涂层样块的固定夹具，该固定夹具设置于电炉上；一温控器接入电炉的控制回路中，且该温控器的热电偶连接于该涂层样块，当热电偶检测出的涂层样块温度低于温控器设定温度时，电炉启动给涂层样块加热，当热电偶检测出的涂层样块温度高于温控器设定温度时，电炉功率变小以使涂层样块保持设定温度。

该电炉设置于落球收集盒内，当钢球冲击涂层样块后，钢球全部落入落球收集盒内。

该滚筒的内壁带有由滚筒两端的中心向滚筒中部倾斜的锥面，在两锥面的交汇处设有该落球孔。该落球孔的直径比钢球直径大0.5mm，使得滚筒每旋转一周，落下1-2个钢球。滚筒中的这种锥面结构能保证钢球从滚筒上的落球孔逐一漏下，直至漏完；这样通过调整第一调速电机的转速能很好地控制向第一漏斗中的加球速度，防止第一漏斗中的钢球由于添加速度过快而发生的架空和堵塞的现象。

该第二调速电机、第一漏斗、第二漏斗、温控器分别固定于该立柱上。

该电炉通过支架设置于底座上。

本发明使用时，将一定数量和大小的钢球放在滚筒里，滚筒由第一调速电机带动旋转，实现滚筒每转一圈，从滚筒中的落球孔中落下1-2个钢球到顶部平台下方的第一漏斗中。该第一漏斗的导球管出口端装有一个被第二调速电机控制旋转的花型齿轮，钢球从第一漏斗落下经过导球管出口端时，被花型齿轮控制实现有规律地落下，花型齿轮每转过一个齿，导球管中有且只有一颗钢球进入花型齿轮两齿间的齿槽，并随着花型齿轮的转动而下落，并经过其下方的第二漏斗及竖直的导向管冲击到导向管下方出口倾斜放置的涂层样块上。涂层样块安装在固定在电炉上的固定夹具上，被电炉加热，并由温控器准确控制其加热的温度。

本发明使用时，一轮实验装入钢球的数量为1000个，待1000个钢球全部落下后，从落球收集盒中收集起这些钢球，通过滚筒上的加球孔用漏斗快速装入这1000个钢球，再用带螺纹的堵头封住该加球孔后即可进行下一轮实验。每完成一轮冲击后，用10倍的放大镜观察涂层的冲击处起皮剥落的程度，从而决定落球冲击实验是否结束。