1 引 言
湿沙轮式磨损试验机以滑动摩擦的形式,在规定的压力磨损条件下,利用转动的金属轮带动与水混合的矿砂、砂石、泥沙等磨料对合金材料进行磨损试验,测量相关合金的耐磨强度。
本试验机能满足ASTM标准B611-85方法的要求[1]。
由于金属轮的转速以及对试样施加的正压力等参数可以改变,所以本试验机能够很好地模拟各种类似工况,可供农业、建筑、矿山、采掘、运输机械等行业内企业,在试验室内进行耐磨材料筛选试验,也可供科研部门进行磨料磨损机理研究。试验机外观见
2 湿沙轮式磨损试验机主要技术指标
试验力范围:20kg~40kg(砝码手动加载),试验力误差:±1%
主轴转速范围:20r/min~200r/min(无级可调),转速精度:±2r/min
主轴试样轮外径:165.1mm~168.91mm
试样尺寸:57mm×26mm×6mm
试验机时间显示与控制范围:1min~9999min
试验机转数显示与控制范围:1 r~9999999 r
3 湿沙轮式磨损试验机结构特点
试验机采用卧式结构,包括主机部分和控制系统[2],试验机工作原理如图2所示。
3·1 主轴及驱动
主轴由电机驱动,通过减速机、联轴器传递力矩。联轴器为弹性联轴器,可以减小同轴度误差对主轴系统的影响。
主轴转速通过变频器进行无级调速,由测速传感器测量并输出信号
3·2 杠杆砝码
杠杆砝码部分由杠杆、施力臂以及挂钩、砝码组成[2],如图3所示。
杠杆支点位于杠杆左端,由一组轴承支撑;施力臂位于杠杆中左部,它通过定位螺母与杠杆连接,并且把通过杠杆施加的力按照比例施加于试样座上;挂钩悬挂于杠杆的右端,它通过销轴与杠杆连接,挂钩、拉杆、托盘固定在一起,托盘上根据需要可以放置1kg、2kg、3kg、4kg四个砝码。
杠杆比为2∶1。
3·3 试样轮与试样
试样轮部分由轮子与叶片组成,如图4所示。试样轮材料为20#钢,最大直径为168.91mm,最小直径为165.1mm,可以反复使用直至轮子减小到最小值;两个叶片分布在轮子两侧,并成45°角。叶片的作用是搅拌磨蚀溶剂,在试验时将磨蚀溶剂推向试样。
试样为抗磨损材料,试样尺寸:57mm×26mm×6mm,一般试验时要求对试样进行预磨损,以消除试样不平行度以及机械系统误差。
3·4 试样座与试验容器
试样座固定在施力臂上,安装试样并且杠杆水平时,试样轮与试样趋向线接触,但它们之间的间隙不得小于0.05mm。
试验容器由不小于5mm厚的钢板制成,内部尺寸:222mm(高)×248mm(长)×58 mm(宽),底部半径为140mm。
4 控制系统描述
该试验机电气控制系统采用单片机为核心,进行数据采集和输出,主要控制方式为时间控制、转速控制和转数控制,并有时间和转数两种报警方式,到达设定值自动报警停车。
主轴由三相电机和变频调速系统驱动,运行可靠。转速和转数信号通过磁电传感器测量,其测量信号经施密特电路整形后由单片机控制系统采集整理输出,详见图5电气控制系统框图。所有数据由面板液晶屏显示,其显示界面如图6所示。
5 结 论
经用户试验考察,该试验机重复性、区分性满足要求。该试验机可以满足农业、建筑、矿山、采掘、运输机械等行业内企业,在试验室内进行耐磨材料筛选试验的需求;也可供科研部门进行磨料磨损机理研究
参考文献
[1] 美国行业标准ASTM B 611-85(2005) Standard TestMethod for Abrasive Wear Resistance of CementedCarbides[S].
[2] 王文斌,等.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2004.
本文作者：王宗斌,刘 莹,陈召宝
