[发明专利]一种新型橡胶磨耗试验机

摘要

本发明专利提出了一种检测橡胶磨耗性能的新型橡胶磨耗机。新型橡胶磨耗机采用立式结构，主要部分包括机座、机箱、传热转毂、砂带与带轮、摩擦砧、机轴与机台系统及相应配套设备，配套设备包括老化测试系统、机箱内部干燥装置、制动系统、控制面板、振打装置、减震装置、电路及温控总成。胶轮试样固定于传热转毂上，通过制冷制热系统及温控总成控制测试温度；机轴与机台系统控制调节测试摩擦正压力和摩擦偏角；振打装置实现无粉砂除屑；减震装置、老化测试装置、机箱内部干燥装置、制动系统用于更精准地模拟及测试橡胶在老化磨损、刹车制动实际情况下的磨耗。

主权项

1.一种橡胶磨耗试验机，其特征是：采用立式结构，主要部分包括机座、机箱、传热转毂、砂带与带轮、摩擦砧、机轴系统与机台系统、温度控制部分及相应配套设备，配套设备包括老化测试系统、机箱内部干燥装置、制动系统、控制面板、振打装置、减震装置、电路及温控总成；其中，传热转毂包括内表面有锯齿状凸起的胶轮试样(2)、固定端胶轮试样夹持片(4)、活动端胶轮试样夹持片(22)、外表面有锯齿状凸起且与胶轮试样相配合的固定垫(3)、活动端传热转毂夹持装置固定把手(27)、固定端传热转毂夹持装置固定把手(8)、活动端传热转毂部位轴承(24)、固定端传热转毂部位轴承(6)、限位杆(25)和带小腔室支管(26)，传热转毂以胶轮试样为中心两侧分别为固定端和活动端，传热转毂中心以胶轮试样(2)和固定垫(3)为中心两侧对称，由中心向外依次为固定端胶轮试样夹持片(4)、活动端胶轮试样夹持片(22)、固定端把手固定管(35)、活动端把手固定管(36)、固定端传热转毂固定架(5)、活动端传热转毂固定架(23)和固定端传热转毂夹持装置固定把手(8)、活动端传热转毂夹持装置固定把手(27)，固定端传热转毂夹持装置固定把手(8)一部分穿过固定端传热转毂固定架(5)后和固定端把手固定管(35)相配合，固定端把手固定管(35)再与固定端胶轮试样夹持片(4)相连接，固定端胶轮试样夹持片(4)与固定端传热转毂固定架(5)之间有固定端传热转毂部位轴承(6)相配合；活动端传热转毂夹持装置固定把手(27)在活动端传热转毂固定架(23)内侧部分固定有限位杆(25)与活动端传热转毂固定架(23)上轴孔配合，活动端传热转毂夹持装置固定把手(27)与活动端把手固定管(36)相配合，活动端把手固定管(36)外部有螺纹与活动端胶轮试样夹持片(22)相配合，之后再通过活动端传热转毂部位轴承(24)与活动端传热转毂固定架(23)相配合；活动端传热转毂固定架(23)内开有与带气道的活动端传热转毂夹持装置固定把手(27)上的限位杆(25)相配合的传热转毂定位孔(81)，定位孔(81)一侧开有作为限位杆(25)运动轨道的圆弧状凹槽(82)，凹槽(82)从定位孔到圆弧末尾，凹槽的深度不断减小，直到圆弧终点，凹槽(82)消失；活动端传热转毂固定架(23)内的气道为带小腔室支管(26)，小腔室将活动端传热转毂夹持装置固定把手(27)的气孔包在腔内，使活动端传热转毂夹持装置固定把手(27)内部气道与小腔室连通，同时在抽拉活动端传热转毂固定把手(27)时，活动端传热转毂固定把手(27)上的气孔始终位于小腔室内；摩擦砧(52)为一滚轮(45)通过滚轮轴(47)与U型滚轮固定架(58)连接，U型滚轮固定架(58)与滚轮固定壳(46)之间固定有滚轮摩擦砧压力传感器(50)，滚轮固定壳(46)与滚轮轴(47)经由滑轨(49)相连，使滚轮固定壳(46)内滚轮(45)和U型滚轮固定架(48)可小范围滑动，使摩擦砧压力传感器(50)能够测量到滚轮(45)上受到的压力；摩擦砧与砂带(56)的接触的接触面为一纯平面，摩擦砧(52)摩擦面镀有起到减小摩擦系数和增加强度功能的镀层(42)，正对胶轮试样的镀层(42)下整合有薄片压力传感器(44)；机轴系统包括机轴步进电机(60)、磨耗机最顶部盖板(61)、机轴蜗杆(62)、机轴蜗轮(63)、机轴固定框架(64)、圆锥滚子轴承(67)、轴套(68)、套管(69)和内轴(70)，机轴内轴(70)与外部套管(69)通过圆锥滚子轴承(67)相配合，通过机轴步进电机(60)经由机轴蜗轮(63)和机轴蜗杆(62)将扭矩输出给内轴(70)，内轴带动所连接的齿轮箱(71)绕机轴中心线旋转；机台系统包括丝杆(65)、机台(66)和齿轮箱(71)，齿轮箱(71)通过丝杆(65)与机台(66)连接，机台上设置有四个丝杆螺母与齿轮箱(71)通出的丝杆(65)相配合；负载通过机台系统将固定于机台(66)上的传热转毂推向砂带(56)方向，使胶轮试样(2)、砂带(56)和摩擦砧(52)三者之间产生挤压；齿轮箱内部包括四个丝杆蜗轮(72)、两个齿轮箱蜗杆(73)、机台步进电机(74)、一个齿轮箱箱壁轴承座(75)、机台步进电机输出轴(76)，齿轮箱(71)内部设置有机台步进电机输出轴(76)和四根丝杆(65)，机台步进电机输出轴(76)和四根丝杆上根据需要设置有丝杆涡轮(72)和齿轮箱蜗杆(73)并由齿轮箱外侧机台步进电机(74)与机台步进电机输出轴(76)相连，将机台步进电机(74)的扭矩经过齿轮箱内部结构通过四根丝杆(65)输出到齿轮箱外；机台步进电机输出轴(76)上设置有两个齿轮箱蜗杆(73)，两齿轮箱蜗杆(73)分别与两个丝杆涡轮(72)相配合，四个丝杆涡轮(72)固定于四根丝杆(65)上，四根丝杆与机轴与齿轮箱(71)连接壁板相垂直；通过齿轮箱将机台步进电机扭矩均分到四根丝杆上；温度控制部分分为两个循环，内循环和外循环，内外循环共用一个加热制冷模块，加热制冷模块中的加热主体为电热丝，加热制冷模块中的制冷主体为压缩机与蒸发器，电热丝与蒸发器分别安置于两个空腔内，并且两空腔内部安置有温度传感器，两循环分别具有独立的进出气支管、进出气阀门和鼓风系统，加热制冷模块的内循环制热进气支管(31)和内循环制冷进气支管(33)相汇合成为内循环进气管(30)；内循环导气管与传热转毂内部空腔相连通，形成一个循环通路，通过改变由温控总成经内循环气道通向传热转毂内部空腔的气流温度来由内部改变胶轮试样(2)的表面温度；内循环控温逻辑是：实验开始时，输入实验所需温度，加热制冷模块电热丝与蒸发器开始工作，加热制冷模块经由制热腔(17)内部温度传感器传输制热腔(17)内部的温度给温控总成微处理器，处理器处理信号决定电热丝电流大小，使制热腔(17)保持在一个高于设定温度的温度并保持恒定；加热制冷模块使制冷腔(18)内蒸发器持续工作，使制冷腔内温度保持在蒸发器制造的最低温度；当胶轮表面温度低于所设定温度时，制热腔鼓风装置(19)、内循环制热进气支管阀门(16)和内循环制热出气支管阀门(86)开启，内循环制冷出气支管阀门(88)和内循环制冷进气支管阀门(84)关闭，热气流经导气管进入传热转毂内部并在传热转毂和制热腔(17)之间循环，加热胶轮试样(2)；当胶轮试样(2)表面温度超过设定温度一定温度时，机箱内胶轮试样(2)温度传感器传信号给微处理器，微处理器下达指令使制热腔鼓风装置(19)停止工作，使加热腔(17)和传热转毂空腔内热气流循环停止循环，使胶轮试样(2)自然冷却，当温度低于设定温度一定温度时，机箱内胶轮试样(2)温度传感器传信号给微处理器，微处理器下达指令使制热腔鼓风装置(19)开始工作，使制热腔(17)和传热转毂空腔内热气流循环开始循环，使胶轮试样(2)升温；两个过程循环进行，使胶轮试样(2)表面温度稳定在设定温度附近的温度区间；外循环控温逻辑与内循环控温逻辑相似，内循环所设定的胶轮试样(2)表面的温度在外循环控温逻辑中改为实验所需胶轮试样所需的外部环境试验温度；相应的配套设备是在机箱内固定老化装置紫外线灯(1)，保证让紫外线良好照射到胶轮试样(2)外表面；在温控总成外循环气流流入机箱的输气管处整合臭氧发生装置(9)，随着外循环的气流循环，臭氧弥漫在机箱内；在砂带轮背板上固定砂带振打器(53)，振打击锤以180到220次每分钟的频率击打砂带(56)背面；制动装置采用电磁制动器或液压制动器。/n