[发明专利]一种可以调节振幅和频率的磨料磨损试验台

说明书

本发明设计一种可以调节振幅以及频率的振动磨料磨损试验台，该试验台是研究材料在低频率振动下散体磨料磨损的有效手段之一，通过对振动台施加振动力，可以研究在动载条件下，对煤矿运输、采煤机截齿等设备在工作过程中散体对工作机构的磨损影响，进而根据振动与材料之间的耦合关系进一步研究减磨机制，减少工作机构的磨损，延长其使用寿命。该试验台的工作过程为电机2控制台钻主轴旋转从而使得主轴上夹具加持的实验棒在砂箱中旋转，与此同时，调速电机5通过带传动将转速输入主轴，从而使得振动箱实现正弦式规律的往复振动。经过反复试验，每次一定时间的接触磨损，测量试验棒的磨损量。从而得到数据关系，研究动载条件下的磨料磨损关系。

技术领域

本发明属于探究摩擦学机理的研究领域，涉及一种磨擦磨损试验台装置，特别是可变频率和振幅的低频磨料磨损试验台。

背景技术

磨料磨损是矿山、冶金、建材等工业部门最普遍的材料失效形式之一，据统计，上述部门每年因制造备件而耗费的钢材高达百万吨，资金数十亿元。研究磨损的目标在于通过对各种磨损现象的考察和特征分析，找出它们的变化规律和影响因素，从而寻求控制磨损和提高耐磨性的措施。磨损是多因素相互影响的复杂过程，所以目前有关磨损理论的发展还处在不够成熟的阶段，本设计又在前人进行的松散磨料磨损的基础上加入振动的作用，这样就使问题就变得更加复杂化，但这更接近实际，同时对磨损机理的研究和磨损量的计算也有一定的帮助。传统的试验台设计研究的是微动磨损，三体磨损等研究较多，很少有学者将磨料与振动工况结合在一起去研究振动与磨料之间的关系，因此结合自身的研究方向，自制了一台磨料磨损试验装置，可以实现三组振幅的调节以及频率的相应转换，研究在不同频率不同振幅下材料的磨损关系，进一步判断磨料的磨损规律。从而在此基础之上，研究出相对应的减磨机制，在一些散体材料作用下与工作表面接触的设备上，进行施加一定频率的振动，从而减轻磨损，起到延长工作零件的使用寿命，起到增加经济效益的目的。

发明内容

本发明的目的在于通过对实验棒和磨料振动磨损后的各种磨损现象的考察和特征分析，找出它们的变化规律和影响因素，从而寻求控制磨损和提高耐磨性的措施。由于以往的研究很少有将磨损和低频振动相结合在一起，研究动载情况下磨料磨损现象的情况，因此设计出一台试验棒在旋转状态下与砂箱内试验棒进行振动磨损试验的磨料磨损试验台。

本发明解决其技术问题所采用的方案：一种用于研究振动工况下磨料磨损行为规律的试验台设备，包括底部振动箱结构，驱动振动箱振动的电机，振动箱箱体顶面固定的台式钻床和安装在夹具头部位的夹具，固定台固定的用于承装磨料的砂箱以及振动箱上部可以安装其他零部件带有T型槽的固定台。固定台可以按照国家标准的螺栓设计对应大小的厚度，此次设计固定台为圆形，均布于设计的圆形固定台上共八道T型槽。所在固定台上T型槽间距为35mm。

作为优选，驱动振动箱的电机通过加装固定钢板与振动箱的结构固定连接在一起，同样也可以根据结构的需要在振动箱的旁侧于地面固定，通过带传动的方式与振动箱的输入轴连接，驱动电机按照功率大小以及需求选用不同类型以及种类，按照机械设计的相关理论标准设计带传动的间距，决定是否在振动箱上固定或是旁侧固定，已达到最优的配置，完成试验结构设计。

作为优选，所述的底部振动箱内部结构振动轴部位可以按照所研究的需求每次加工三组不同振幅大小的凸轮，依次组装到花键套上，研究不同振幅以及频率下磨损关系。所述中间花键轴上有对应于凸轮轴不同组别的定位珠，当手动旋转空间凸轮轴调整相应凸轮组时，拔叉带动套筒轴向移动，钢珠通过弹簧压缩在定位珠内壁中，到达预定位置后，由于拔叉内部钢球坑的存在，使得弹簧将钢球弹出，限制拔叉轴向位移，实现振幅调整。

作为优选，所述振动试验箱用于带传动的带轮可以是腹板轮、V带轮，多V带轮、同步带轮等中的一种或者多种。

作为优选，所述固定台上部的承装磨料的砂箱为上下振动，砂箱底部边缘开设有与固定连接固定所需要的螺栓孔，试验台工作时，砂箱与振动台为竖直振动，实验棒在其中通过旋转与磨料接触，此时由于高速旋转导致磨料往出飞溅，从可以添加相互匹配的圆形上盖，防止磨料飞溅而出。