一种多级驱动高速冲击磨损试验台制造技术

本发明专利技术属于试验设备技术领域，针对现有技术中将撞击试验台更换为专门的磨损试验台导致过程繁琐的问题。本发明专利技术中公开了一种多级驱动高速冲击磨损试验台，包括多级推进装置，所述多级推进装置包括电动绞机、第一级弹簧、气瓶、第二级弹簧、装有试件的轨道车，所述电动绞机通过第一级弹簧和气瓶连接，气瓶通过第二级弹簧和装有试件的轨道车连接。同时提供了一种将弹簧弹射与高压放气反推加速原理相结合的加速系统，充分利用了弹簧推进瞬时加速度大、放气反推续航时间长的特点，用以实现不同角度情况下的撞击或磨损的过程。情况下的撞击或磨损的过程。情况下的撞击或磨损的过程。

【技术实现步骤摘要】
一种多级驱动高速冲击磨损试验台


[0001]本专利技术属于试验设备
，涉及一种用于中短距离的直线加速冲击磨损设备，具体涉及将弹簧与放气反推方式结合起来实现加速的分离式多级加速系统和一个可调节碰撞及摩擦角度的磨损试验台。

技术介绍

[0002]许多材料或产品的力学性能测定或者质量检测会涉及到动态冲击磨损试验，这就需要在一定的距离内将被测物体加速到一定的速度实现高速摩擦以及撞击。目前常用的直线加速手段如高压弹射、蒸汽弹射、电磁弹射等虽然加速效果显著，但会受到造价、实验成本以及场地尺寸等因素的限制；弹簧弹射的方式很廉价，但只用弹簧储能的方式进行推进加速，试件往往又会因为加速时间过短而达不到最后所需的最大速度；再者，如遇到需要做磨损实验的情况，还需要将撞击试验台更换为专门的磨损试验台，过程十分繁琐。
[0003]因此，如何研发一种加速装置，既能适应场地尺寸的限制，又能在有限的空间里使物体尽可能地得到加速，并能兼顾测量其撞击和磨损力学性能，具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0004]为了应对上述问题，本专利技术提供了一种多级驱动高速冲击磨损试验台，一种将弹簧弹射与高压放气反推加速原理相结合的加速系统，充分利用了弹簧推进瞬时加速度大、放气反推续航时间长的特点，并且采用了类似于多级火箭原理的设计，使试件在冲上磨损试验台之前与推进系统分离，同时再利用一级弹簧的弹射力，再次地提供强力的加速；另外提供了一个可以调整角度的平台，用以实现不同角度情况下的撞击或磨损的过程。
[0005]本专利技术的技术方案为：
[0006]一种多级驱动高速冲击磨损试验台，包括多级推进装置，所述多级推进装置包括电动绞机、第一级弹簧、气瓶、第二级弹簧、装有试件的轨道车，所述电动绞机通过第一级弹簧和气瓶连接，气瓶通过第二级弹簧和装有试件的轨道车连接。
[0007]进一步的，所述气瓶端口处设置有气瓶放气阀门，气瓶放气阀门包括气阀插销、通道开关、充气孔、进气口，气瓶放气阀门的中心轴处设置有气体通道，与气体通道相互连通设置有充气孔和进气口，气体通道上设置有通道开关，通道开关上设置有气阀插销，通过气阀插销控制气体通道启闭，气阀插销通过一钢丝与试验台最左端的固定端相连，第一级弹簧自由端与气瓶的气阀气体通道左端接触。如此设计，可使第二级加速阶段，即放气反推阶段，在气瓶往前进动一定距离后自动触发。
[0008]进一步的，所述通道开关包括开关本体，所述开关本体的中部和气体通道相对应设置为通气孔，通气孔上方的开关本体和气阀插销相对应设置为气阀插孔；气阀插销插设在气阀插孔内控制气体通道闭合，气阀插销脱离气阀插孔，压缩弹簧推动开关本体下移控制气体通道开通。
[0009]进一步的，所述通道开关还设置有限位机构，所述限位机构包括限位罩、限位柱和
压缩弹簧，沿着气体通道的外侧壁向外突出延伸设置为限位罩，限位罩和气体通道之间的空腔为限位通道，开关本体沿着限位通道上下移动；
[0010]开关本体的顶端向上延伸设置有限位柱，限位柱穿过限位罩的顶端设置有限位部，通过限位部卡合在限位罩上进行限位；压缩弹簧嵌设在限位罩和开关本体之间。顶端限位柱的功能除限位以外，还可以用来作为一个可以手动握住的提拉杆，用来在使用前固定好开关本体的位置，便于气阀插销插设在气阀插孔内。
[0011]进一步的，所述第二级弹簧包括弹簧外壳和弹簧卡口，弹簧外壳固定在弹簧卡口中且二者之间形成空腔，第二级弹簧嵌设在该空腔内，所述弹簧卡口与弹簧外壳通过滑动接触变式结构或滚动接触式结构连接，滚动接触式结构设置为嵌入滚珠，用以降低摩擦，防止开关卡死。
[0012]更进一步的，所述弹簧外壳设置为一端部开口且另一端部密封的中空圆筒体结构，弹簧卡口沿着弹簧外壳的外侧壁呈环形等间距排布设置，弹簧外壳的自由端口卡合在弹簧卡口内。
[0013]进一步的，还设置有加速度开关，通过加速度开关的闭合控制马达的启动，马达启动带动弹簧卡口中的齿轮转动从而释放弹簧卡口，加速度开关在其内部沿着与运动方向相同的一轴线方向设置有加速弹簧，加速弹簧和左导体块相连，左导体块和右导体块相对应排布设置，且左导体块和右导体块通过外部电路连接，当系统加速度大于临界加速度时，左端导体块向左压缩弹簧，与右导体块分离，电路断开；当加速度小于该临界值时，左导体块和右导体块接触，电路接通。
[0014]进一步的，所述第二级弹簧释放装置包括横置弹簧与竖置弹簧、由电动马达控制的齿轮、齿状插销、卡尺，竖置弹簧和齿状插销连接，齿状插销和齿轮相互啮合，齿轮连接马达，马达的启动由前文所述加速度开关控制；横置弹簧连接卡尺，卡尺的自由端部延伸至释放弹簧卡口内，卡尺和齿状插销相互对应的位置设置有插孔，齿状插销通过插孔卡合或脱离卡尺内，控制卡尺相对于释放弹簧卡口相对移动。
[0015]进一步的，所述气瓶的内部设置有一滑动活塞，通过活塞将气瓶自前向后依次分隔为溶液腔室和高压空气腔室，高压空气腔室对应的气瓶一侧开设有进气口，高压空气腔室通过进气口泵入高压空气，溶液腔室内盛装一定体积的液体；气瓶前端的阀门开启后高压空气推动活塞，从而将液体快速排出，控制系统获得推力。
[0016]更进一步的，所述气瓶在准备阶段外接气泵往里注入高压空气，在此之前可在气瓶中装入气瓶总容积30％左右的水，或饱和碳酸氢钠水溶液用于溶解气体。如此，与直接冲入高压空气相比，装有一定体积液体的气瓶可以储存更多的空气。另一方面，由于气体在液体中的溶解度与压强正相关，所以在气瓶放气时，随着瓶内压强快速降低，溶解的气体也会带着泡沫化的液体一同喷出，使整个系统获得更大的加速度。
[0017]进一步的，还包括缓冲弹簧、水平摩擦板、升降平台，试验台最左端设置有缓冲弹簧，缓冲弹簧一端和装有试件的轨道车连接，另一端和水平摩擦板连接，水平摩擦板上铰接升降平台和冲击摩擦板，冲击摩擦板的一端部通过转轴和水平摩擦板活动连接，冲击摩擦板的另一端通过转轴和升降平台活动连接。
[0018]进一步的，所述升降平台的下端连接液压装置，升降平台的右端设置有挡板，通过液压装置控制升降平台升降进而调节冲击摩擦板与水平面夹角，冲击摩擦板与水平面夹角
设置为90
°
时为纯撞击实验；冲击摩擦板与水平面夹角设置为小于90
°
时为高速冲击磨损实验。
[0019]进一步的，包括一种将弹簧弹射与高压放气反推加速原理相结合的加速系统，具体分为三个加速阶段如下：
[0020]第一级加速阶段：第一级弹簧采用大刚度并联弹簧组，通过动力绞机为第一级弹簧提供预紧力，完成第一级加速；
[0021]第二级加速阶段：采用大体积气瓶，通过控制气瓶上自动开启的阀门完成第二级加速；
[0022]第三级加速阶段：第二级弹簧采用不同刚度、不同长度的并联弹簧组，通过固定在气瓶尾部由加速度开关控制，第二级弹簧自动释放完成第二级加速。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]1、本专利技术将弹簧弹射和气瓶放气反推的方法结合起来，弥补了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级驱动高速冲击磨损试验台，其特征在于，包括多级推进装置，所述多级推进装置包括电动绞机、第一级弹簧、气瓶、第二级弹簧、装有试件的轨道车，所述电动绞机通过第一级弹簧和气瓶连接，气瓶通过第二级弹簧和装有试件的轨道车连接。2.根据权利要求1所述一种多级驱动高速冲击磨损试验台，其特征在于，所述气瓶端口处设置有气瓶放气阀门，气瓶放气阀门包括气阀插销、通道开关、充气孔、进气口，气瓶放气阀门的中心轴处设置有气体通道，与气体通道相互连通设置有充气孔和进气口，气体通道上设置有通道开关，通道开关上设置有气阀插销，通过气阀插销控制气体通道启闭，气阀插销通过一钢丝与试验台最左端的固定端相连，第一级弹簧自由端与气瓶的气阀气体通道左端接触。3.根据权利要求2所述一种多级驱动高速冲击磨损试验台，其特征在于，所述通道开关包括开关本体，所述开关本体的中部和气体通道相对应设置为通气孔，通气孔上方的开关本体和气阀插销相对应设置为气阀插孔；气阀插销插设在气阀插孔内控制气体通道闭合，气阀插销脱离气阀插孔，压缩弹簧推动开关本体下移控制气体通道开通。4.根据权利要求2或3所述一种多级驱动高速冲击磨损试验台，其特征在于，所述通道开关还设置有限位机构，所述限位机构包括限位罩、限位柱和压缩弹簧，沿着气体通道的外侧壁向外突出延伸设置为限位罩，限位罩和气体通道之间的空腔为限位通道，开关本体沿着限位通道上下移动；开关本体的顶端向上延伸设置有限位柱，限位柱穿过限位罩的顶端设置有限位部，通过限位部卡合在限位罩上进行限位；压缩弹簧嵌设在限位罩和开关本体之间。5.根据权利要求1所述一种多级驱动高速冲击磨损试验台，其特征在于，所述第二级弹簧包括弹簧外壳和弹簧卡口，弹簧外壳固定在弹簧卡口中且二者之间形成空腔，第二级弹簧嵌设在该空腔内，所述弹簧卡口与弹簧外壳通过滑动接触变式结构或滚动接触式结构连接，滚动接触式结构设置为嵌入滚珠。6.根据权利要求5所述一种多级驱动高速冲击磨损试验台，其特征在于，还设置有加速度开关，通过加速度开关的闭合控制马达的启动，马达启动带动弹簧卡口中的齿轮转动从而释放弹簧卡口，加速度开关在其内部沿着与运动方向相同的一轴线方向设置有加速弹簧，加速弹簧和左导体块相连，左导体块和右导体块相对应排布设置，且左导体块...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琮文，郇勇，蓝鼎，冯义辉，杨荣，张军，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：