一种旋转式铁谱仪自动制谱装置及制谱方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种旋转式铁谱仪自动制谱装置及制谱方法，包括旋转式铁谱仪、油液加注模块、谱片夹取模块、漏斗开合模块、自动清洗模块和试验台。漏斗开合模块包括能开闭的两个半片漏斗；油液加注模块包括油样加注机械臂、油样加注装置和试管架；谱片夹取模块包括谱片存放架、谱片吸放机械臂和谱片吸放装置；谱片吸放机械臂具有平行四边形一、等边三角形和平行四边形二的组合；从而使吸盘始终保持垂直状态。自动清洗模块包括清洗试剂瓶、支架和清洗管；清洗试剂瓶内盛放有四氯乙烯。本发明专利技术能降低操作人员的工作强度，保护操作人员身体健康，减少制谱过程中人为因素对制谱质量的影响，由此提高铁谱分析的准确程度，对铁谱分析具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转式铁谱仪自动制谱装置及制谱方法
本专利技术涉及铁谱分析
，特别是一种旋转式铁谱仪自动制谱装置及制谱方法。
技术介绍
铁谱分析技术（Ferrography）是一种在高梯度磁场的作用下，将机器摩擦后产生的磨粒从油样中分离出来，按其粒度的尺寸大小以及铁磁性质依次排列沉淀到一块透明玻璃基片上或玻璃管中，然后用各种手段观察和测量，以获得磨损过程的各种信息，从而分析磨损机理和判断设备磨损状态的一种分析方法。铁谱分析技术是一项广泛应用于机电设备故障诊断的技术，在其出现后，开始主要是被用作实验室磨损机理研究的一种手段。但很快发展成为直接用于机械设备工况监测诊断的工具，广泛应用于冶金、矿山、机械、汽车、铁路、船舶、煤炭、化工、建筑等行业中，在机械故障诊断的油样分析方法中居主导地位。其中，旋转式铁谱仪由于磨屑沉积有规律易于观察、制谱效率高、谱片上污染物少等优点，特别适用于矿山、工程机械等油样污染较为严重的工程领域。如图1所示，采用旋转式铁谱仪制取的成品谱片60上形成有三个环形的磨粒沉积圈，分别为同心设置的内环沉积圈61、中环沉积圈62和外环沉积圈63。各环有价值的磨粒沉积区域的宽度大约为1mm，内环沉积圈的内径为11.5mm，中环沉积圈内径为19mm，外环沉积圈内径为29mm。制谱过程中，根据旋转式铁谱仪磁头的构造和磨粒运动具有的随机性，相同特征参数磨粒最终沉积的位置距磁头几何中心的距离相等，磨损严重的大磨粒集中沉积于内环，各种氧化物集中沉积于中环，腐蚀磨损颗粒尺寸很小，集中沉积于外环。这些沉积磨粒的沉积位置与形貌特征包含着大量的工况信息。如果在成谱后由于操作误差影响改变磨粒沉积位置，将极大影响对于机器磨损状态的判断。在长期的实验中，操作人员发现旋转式铁谱仪的传统制谱过程还存在着下列问题：（1）油液制谱工作繁重枯燥，一张谱片的制作需要人工完成放置谱片、加注油样、加注清洗液、取出谱片等多道工序，操作复杂，工作量大，工作效率低。（2）在制谱过程中，操作人员放置谱片的对中精度、旋转时谱片的水平度、加注油样的速度及专业熟练程度等人为因素对制谱的效果影响很大。如在成谱后人工拿取谱片时很难保证方向的水平垂直，由此导致谱片上磨粒受磁头磁场的作用，改变其原始沉积位置，直接影响到铁谱分析的结果。（3）由于在制谱过程中使用的清洗试剂四氯乙烯是一种高挥发性的有毒物质，长期在有毒环境中工作会损害身体健康。综上，针对在制谱过程中所出现的问题，设计一种旋转式铁谱仪自动制谱装置，改善人为原因对成谱质量的影响，保证磨粒在谱片上的沉积规律，提高所制谱片精度，实现工作流程的全自动运行，同时改善磨屑的沉积效果对油液检测工作意义重大。设计生产这样的铁谱仪能满足目前的现场应用需要，从而有着广阔的市场前景。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种旋转式铁谱仪自动制谱装置及制谱方法，该旋转式铁谱仪自动制谱装置及制谱方法能提高旋转式铁谱仪制谱的质量和可靠性，降低操作人员的工作强度，保护操作人员身体健康，减少制谱过程中人为因素对制谱质量的影响，由此提高铁谱分析的准确程度，对铁谱分析具有重要意义。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种旋转式铁谱仪自动制谱装置，包括旋转式铁谱仪、油液加注模块、谱片夹取模块、漏斗开合模块、自动清洗模块和试验台。旋转式铁谱仪设置在试验台的中部，油液加注模块、谱片夹取模块和自动清洗模块分别设置在旋转式铁谱仪外侧的试验台上。旋转式铁谱仪具有能够旋转的磁头，磁头顶部为水平面。漏斗开合模块包括注液漏斗和开合驱动装置；注液漏斗底部的出液口位于磁头顶部中心的正上方，注液漏斗包括两个半片漏斗，两个半片漏斗的一侧相铰接，另一侧能在开合驱动装置的作用下打开或闭合。油液加注模块包括油样加注机械臂、油样加注装置和试管架；试管架用于放置装有油样或清洗液的试管，油样加注装置设置在油样加注机械臂的前端腕部；油样加注机械臂能在试管架和注液漏斗之间移动，并将试管架中的油样吸取并放入注液漏斗中。谱片夹取模块包括谱片存放架、谱片吸放机械臂和谱片吸放装置；谱片存放架设有空谱片存放位和成品谱片存放位；谱片吸放装置设置在谱片吸放装置的腕关节末端，用于吸取或松开谱片；谱片吸放机械臂能在谱片存放架和注液漏斗之间移动，进而将空谱片从空谱片存放位吸放至磁头顶部的水平面上或将位于磁头顶部水平面上的成品谱片吸放至成品谱片存放位。自动清洗模块包括清洗试剂瓶、支架、清洗电机和清洗管；清洗试剂瓶内盛放有四氯乙烯，支架设置在注液漏斗一侧，支架能在清洗电机驱动下转动；清洗管一端伸入清洗试剂瓶中，清洗管另一端安装在支架上，并能随支架转动；清洗管尾端能够指向注液漏斗的中心。谱片吸放机械臂包括主臂、四连杆支架、转接杆和夹爪。夹爪包括一体设置的斜板和水平夹板；斜板上具有两个铰接孔；水平夹板始终处于水平状态，与谱片吸放装置相连接，并使得谱片吸放装置始终处于垂直状态。主臂包括机身、大臂和小臂；机身和大臂之间通过肩关节相连，大臂和小臂之间通过肘关节相连，小臂和斜板上位于底部的铰接孔相连，并形成腕关节。四连杆支架设在主臂的顶部，四连杆支架包括连杆一、连杆二、连杆三和连杆四；连杆一底端固定在机身上，连杆一另一端与连杆二通过铰接点一相连接，连杆二另一端通过铰接点二与连杆三相连，连杆三另一端与连杆四通过铰接点三相连，连杆四另一端与斜板上位于顶部的铰接孔相连，并形成铰接点四。肘关节分别通过一根转接杆与铰接点二和铰接点三相铰接；两根转接杆和连杆三围合形成等边三角形。铰接点一和肩关节之间的连线与水平面之间呈60°夹角；铰接点一、肩关节、肘关节和铰接点之间的连线围合形成平行四边形一；铰接点三、铰接点四、腕关节和肘关节之间的连线围合形成平行四边形二。谱片吸放装置包括吸盘和吸盘组件。吸盘的外径小于成品谱片上内环沉积圈的内径。吸盘组件包括垂直轴、平板夹持部、弹簧、套筒和转接部。平板夹持部为螺纹连接在垂直轴顶部的两个螺母，用于夹紧固定夹爪中的水平夹板。套筒顶部内壁面与垂直轴底部密封滑动连接，转接部套装在套筒顶部外周，转接部上设置有进气口，进气口的进气端与起源相连，进气口的出气端与套筒的内腔相连通。弹簧套装在平板夹持部和转接部之间的垂直轴外周，吸盘设置在套筒底部。油液加注模块、谱片夹取模块和自动清洗模块以旋转式铁谱仪为中心，相邻两模块之间呈90°夹角布设。油液加注装置为微量泵，微量泵的前端设置加注针头，微量泵内密封滑动连接有气动活塞杆。试管架和谱片存放架均呈扇形，试管架的扇形圆心指向油样加注机械臂的机身中心；谱片存放架的扇形圆心指向谱片吸放机械臂的机身中心。开合驱动装置包括主驱动连杆、主齿轮、从动驱动连杆、从动齿轮和开合电机；主驱动连杆的一端与主齿轮相连，主驱动连杆的尾端与其中一个半片漏斗相连；从动驱动连杆的一端与从动齿轮相连，从动驱动连杆的另一端与另一个半片漏斗相连；主齿轮和从动齿轮相啮合，主齿轮由开合电机所驱动。一种旋转式铁谱仪自动制谱方法，包括如下步骤。步骤1，油样及空谱片准备：将预处理好的油样注入试管中，并将装有油样的试管放入试管架中；另外，将清洗过的空白谱片装入谱片存放架中的空谱片存放位。步骤2，旋转式铁谱仪准备：自动清洗模块中的机架转动，使清洗管底部指向注液漏斗的顶部中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转式铁谱仪自动制谱装置，其特征在于：包括旋转式铁谱仪、油液加注模块、谱片夹取模块、漏斗开合模块、自动清洗模块和试验台；旋转式铁谱仪设置在试验台的中部，油液加注模块、谱片夹取模块和自动清洗模块分别设置在旋转式铁谱仪外侧的试验台上；旋转式铁谱仪具有能够旋转的磁头，磁头顶部为水平面；漏斗开合模块包括注液漏斗和开合驱动装置；注液漏斗底部的出液口位于磁头顶部中心的正上方，注液漏斗包括两个半片漏斗，两个半片漏斗的一侧相铰接，另一侧能在开合驱动装置的作用下打开或闭合；油液加注模块包括油样加注机械臂、油样加注装置和试管架；试管架用于放置装有油样或清洗液的试管，油样加注装置设置在油样加注机械臂的前端腕部；油样加注机械臂能在试管架和注液漏斗之间移动，并将试管架中的油样吸取并放入注液漏斗中；谱片夹取模块包括谱片存放架、谱片吸放机械臂和谱片吸放装置；谱片存放架设有空谱片存放位和成品谱片存放位；谱片吸放装置设置在谱片吸放装置的腕关节末端，用于吸取或松开谱片；谱片吸放机械臂能在谱片存放架和注液漏斗之间移动，进而将空谱片从空谱片存放位吸放至磁头顶部的水平面上或将位于磁头顶部水平面上的成品谱片吸放至成品谱片存放位；自动清洗模块包括清洗试剂瓶、支架、清洗电机和清洗管；清洗试剂瓶内盛放有四氯乙烯，支架设置在注液漏斗一侧，支架能在清洗电机驱动下转动；清洗管一端伸入清洗试剂瓶中，清洗管另一端安装在支架上，并能随支架转动；清洗管尾端能够指向注液漏斗的中心。...

【技术特征摘要】
1.一种旋转式铁谱仪自动制谱装置，其特征在于：包括旋转式铁谱仪、油液加注模块、谱片夹取模块、漏斗开合模块、自动清洗模块和试验台；旋转式铁谱仪设置在试验台的中部，油液加注模块、谱片夹取模块和自动清洗模块分别设置在旋转式铁谱仪外侧的试验台上；旋转式铁谱仪具有能够旋转的磁头，磁头顶部为水平面；漏斗开合模块包括注液漏斗和开合驱动装置；注液漏斗底部的出液口位于磁头顶部中心的正上方，注液漏斗包括两个半片漏斗，两个半片漏斗的一侧相铰接，另一侧能在开合驱动装置的作用下打开或闭合；油液加注模块包括油样加注机械臂、油样加注装置和试管架；试管架用于放置装有油样或清洗液的试管，油样加注装置设置在油样加注机械臂的前端腕部；油样加注机械臂能在试管架和注液漏斗之间移动，并将试管架中的油样吸取并放入注液漏斗中；谱片夹取模块包括谱片存放架、谱片吸放机械臂和谱片吸放装置；谱片存放架设有空谱片存放位和成品谱片存放位；谱片吸放装置设置在谱片吸放装置的腕关节末端，用于吸取或松开谱片；谱片吸放机械臂能在谱片存放架和注液漏斗之间移动，进而将空谱片从空谱片存放位吸放至磁头顶部的水平面上或将位于磁头顶部水平面上的成品谱片吸放至成品谱片存放位；自动清洗模块包括清洗试剂瓶、支架、清洗电机和清洗管；清洗试剂瓶内盛放有四氯乙烯，支架设置在注液漏斗一侧，支架能在清洗电机驱动下转动；清洗管一端伸入清洗试剂瓶中，清洗管另一端安装在支架上，并能随支架转动；清洗管尾端能够指向注液漏斗的中心。2.根据权利要求1所述的旋转式铁谱仪自动制谱装置，其特征在于：谱片吸放机械臂包括主臂、四连杆支架、转接杆和夹爪；夹爪包括一体设置的斜板和水平夹板；斜板上具有两个铰接孔；水平夹板始终处于水平状态，与谱片吸放装置相连接，并使得谱片吸放装置始终处于垂直状态；主臂包括机身、大臂和小臂；机身和大臂之间通过肩关节相连，大臂和小臂之间通过肘关节相连，小臂和斜板上位于底部的铰接孔相连，并形成腕关节；四连杆支架设在主臂的顶部，四连杆支架包括连杆一、连杆二、连杆三和连杆四；连杆一底端固定在机身上，连杆一另一端与连杆二通过铰接点一相连接，连杆二另一端通过铰接点二与连杆三相连，连杆三另一端与连杆四通过铰接点三相连，连杆四另一端与斜板上位于顶部的铰接孔相连，并形成铰接点四；肘关节分别通过一根转接杆与铰接点二和铰接点三相铰接；两根转接杆和连杆三围合形成等边三角形；铰接点一和肩关节之间的连线与水平面之间呈60°夹角；铰接点一、肩关节、肘关节和铰接点之间的连线围合形成平行四边形一；铰接点三、铰接点四、腕关节和肘关节之间的连线围合形成平行四边形二。3.根据权利要求2所述的旋转式铁谱仪自动制谱装置，其特征在于：谱片吸放装置包括吸盘和吸盘组件；吸盘的外径小于成品谱片上内环沉积圈的内径；吸盘组件包括垂直轴、平板夹持部、弹簧、套筒和转接部；平板夹持部为螺纹连接在垂直轴顶部的两个螺母，用于夹紧固定夹爪中的水平夹板；套筒顶部内壁面与垂直轴底部密封滑动连接，转接部套装在套筒顶部外周，转接部上设置有进气口，进气口的进气端与起源相连，进气口的出气端与套筒的内腔相连通；弹簧套装在平板夹持部和转接部之间的垂直轴外周，吸盘设置在套筒底部。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘同冈，刘书进，马萧萧，李林宁，游坤，赵康康，申一霖，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32